Un astrofizician a descoperit un nou mod de măsurare pentru undele gravitaționale

Astrofizicianul Jeremy Darling de la Universitatea Colorado Boulder explorează o nouă metodă de a măsura fundalul de unde gravitaționale al Universului — fluxul constant de unde care străbate cosmosul, deformând însăși structura spațiului-timp.

Cercetarea, publicată în The Astrophysical Journal Letters, ar putea, într-o zi, să ajute la descifrarea unora dintre cele mai profunde mistere ale universului, inclusiv modul fundamental în care funcționează gravitația.

„Putem învăța foarte multe din obținerea acestor măsurători precise ale undelor gravitaționale,” a spus Darling, profesor în Departamentul de Științe Astrofizice și Planetare. „Diferite tipuri de gravitație ar putea produce o varietate de unde gravitaționale.”

Darling a explicat că, de-a lungul istoriei universului, nenumărate găuri negre supermasive s-au implicat într-un dans violent: aceste uriașe spiralează una în jurul celeilalte cu viteză din ce în ce mai mare până când se ciocnesc. Oamenii de știință bănuiesc că astfel de coliziuni sunt atât de puternice încât generează valuri ce se propagă prin univers.

Aceast „zgomot de fundal” trece mereu peste planeta noastră. Undele gravitaționale pe care Darling încearcă să le măsoare sunt lente, trecând pe lângă Pământ de-a lungul unor ani sau chiar decenii.

Fluxul constant de unde care străbate Cosmosul

În 2023, echipa de cercetători din colaborarea NANOGrav a realizat o descoperire majoră măsurând această „piscină cosmică de unde”. Ei au înregistrat cum undele gravitaționale întind și comprimă spațiul-timp, afectând lumina care vine de la pulsari – obiecte cosmice ce acționează ca niște ceasuri stelare.

Totuși, acele măsurători detaliate surprind doar cum undele se mișcă într-o singură direcție – ca valurile care vin spre și dinspre țărm. Darling, în schimb, vrea să observe și mișcările laterale, sus-jos, în raport cu Pământul.

În studiul său recent, astrofizicianul a folosit un alt tip de obiecte cosmice: quasarii – găuri negre supermasive extrem de luminoase din centrele galaxiilor. El caută semnale ale undelor gravitaționale prin măsurarea precisă a modului în care se mișcă quasarii unul față de celălalt pe cer. Până acum nu a detectat semnalele, dar acest lucru s-ar putea schimba odată cu noi date.

„Undele gravitaționale acționează în trei dimensiuni,” a explicat Darling. „Ele comprimă și întind spațiul-timp pe direcția privirii, dar fac și ca obiectele să pară că se mișcă pe cer.”

Galaxii în mișcare

Cercetarea abordează o sarcină dificilă: studierea mișcărilor obiectelor cerești, domeniu numit astrometrie.

Darling a explicat că, de fapt, quasarii se află la milioane de ani-lumină distanță. Lumina lor nu se deplasează neapărat în linie dreaptă; undele gravitaționale o pot devia.

Quasarii nu se mișcă de fapt, dar din perspectiva Pământului par că o fac – un fel de „tremur cosmic” omniprezent.

În practică, aceste mișcări sunt greu de detectat. Așadar, pentru a detecta undele gravitaționale, trebuie separat efectul mișcării Pământului de cel aparent al quasarilor. Darling a folosit datele satelitului Gaia al Agenției Spațiale Europene. Din 2013, Gaia a observat peste un milion de quasari timp de aproximativ trei ani.

Darling a împărțit quasarii în perechi și a măsurat cu precizie cum se mișcă relativ unul față de celălalt.

Rezultatele nu sunt încă suficient de detaliate pentru a dovedi că undele gravitaționale cauzează acele mișcări. Dar, spune el, este o căutare importantă — înțelegerea acestor unde ar putea ajuta la descifrarea evoluției galaxiilor și testarea unor ipoteze fundamentale despre gravitație, scrie EurekAlert.

Vă recomandăm să mai citiți și:

S-a confirmat! Eclipsele creează unde gravitaționale atmosferice

Cercetătorii au detectat un semnal remarcabil de unde gravitaționale

„Coconii” stelelor aflate pe moarte ar putea fi o nouă sursă de unde gravitaționale

O explozie radio rapidă a fost observată după un eveniment cu unde gravitaționale