Μια νέα μελέτη έδειξε ότι στο μέλλον, η ανίχνευση βαρυτικών κυμάτων από το διάστημα θα επιτρέψει τον εντοπισμό νέων θεμελιωδών πεδίων και ενδεχομένως να ρίξει νέο φως σε σκοτεινές πτυχές του σύμπαντος.
Ο καθηγητής Thomas Sotiriu από το Κέντρο Βαρύτητας στο Πανεπιστήμιο του Nottingham και ο Andrea Maselli, ερευνητής στο GSSI και στο INFN, μαζί με ερευνητές από το SISSA και τη La Sapienza της Ρώμης, έχουν δείξει την άνευ προηγουμένου ακρίβεια με την οποία οι παρατηρήσεις βαρυτικών κυμάτων με το Διάστημα Συμβολόμετρου Λέιζερ Η κεραία (LISA) θα είναι σε θέση να βρει νέα θεμελιώδη πεδία.
Σε αυτή τη νέα μελέτη, οι επιστήμονες προτείνουν ότι ο LISA, ο ανιχνευτής βαρυτικών κυμάτων που βασίζεται στο διάστημα (GW) που αναμένεται να εκτοξευθεί από τον Ευρωπαϊκό Οργανισμό Διαστήματος (ESA) το 2037, θα ανοίξει νέες ευκαιρίες για εξερεύνηση του σύμπαντος.
Ο καθηγητής Thomas Sotiriu, διευθυντής του Κέντρου Βαρύτητας του Νότιγχαμ, εξηγεί: «Νέα θεμελιώδη πεδία, και συγκεκριμένα βαθμίδες, έχουν προταθεί σε διάφορα σενάρια: ως εξήγηση για τη σκοτεινή ύλη, ως αιτία της επιταχυνόμενης διαστολής του σύμπαντος ή ως χαμηλής ενέργειας εκδηλώσεις μιας συνεπούς και ολοκληρωμένης περιγραφής της βαρύτητας και των στοιχειωδών σωματιδίων. Τώρα δείξαμε ότι το LISA προσφέρει άνευ προηγουμένου δυνατότητες ανίχνευσης για βαθμωτά πεδία και αυτό ανοίγει συναρπαστικές ευκαιρίες για τη δοκιμή αυτών των σεναρίων».
Επίσης ενδιαφέρον:
- Ένας πλήρης κατάλογος βαρυτικών κυμάτων έχει δημοσιευτεί
- Οι αστρονόμοι ανακάλυψαν έναν μακρινό γαλαξία χρησιμοποιώντας βαρυτικό φακό
Οι παρατηρήσεις αστροφυσικών αντικειμένων με ασθενή βαρυτικά πεδία και μικρή καμπυλότητα του χωροχρόνου δεν έχουν δώσει ακόμη στοιχεία για τέτοια πεδία. Ωστόσο, υπάρχει λόγος να αναμένεται ότι οι αποκλίσεις από τη Γενική Σχετικότητα ή η αλληλεπίδραση μεταξύ της βαρύτητας και των νέων πεδίων θα είναι πιο αισθητές σε μεγάλες παραμορφώσεις. Για το λόγο αυτό, η ανίχνευση βαρυτικών κυμάτων, που άνοιξε ένα νέο παράθυρο στο καθεστώς του ισχυρού βαρυτικού πεδίου, είναι μια μοναδική ευκαιρία ανίχνευσης αυτών των πεδίων.
Οι ερευνητές ανέπτυξαν μια νέα προσέγγιση για τη μοντελοποίηση του σήματος και για πρώτη φορά πραγματοποίησαν μια αυστηρή αξιολόγηση της ικανότητας του LISA να ανιχνεύει την ύπαρξη βαθμωτών πεδίων που σχετίζονται με τη βαρυτική αλληλεπίδραση. Είναι αξιοσημείωτο ότι αυτή η προσέγγιση εξαρτάται από τη θεωρία, αφού δεν εξαρτάται από την προέλευση του ίδιου του φορτίου, ούτε από τη φύση του μικρού σώματος. Η ανάλυση δείχνει επίσης ότι μια τέτοια μέτρηση μπορεί να συγκριθεί με ισχυρά όρια στις θεωρητικές παραμέτρους που σημειώνουν αποκλίσεις από τη Γενική Θεωρία της Σχετικότητας ή το Καθιερωμένο Μοντέλο.
Το LISA θα είναι αφιερωμένο στην ανίχνευση βαρυτικών κυμάτων χρησιμοποιώντας αστροφυσικές πηγές, θα λειτουργεί σε έναν αστερισμό τριών δορυφόρων που θα περιφέρονται γύρω από τον Ήλιο σε απόσταση εκατομμυρίων χιλιομέτρων ο ένας από τον άλλο. Το LISA θα παρατηρήσει βαρυτικά κύματα που εκπέμπονται σε χαμηλή συχνότητα σε μια ζώνη απρόσιτη για επίγεια συμβολόμετρα λόγω του θορύβου περιβάλλοντος. Το φάσμα που είναι ορατό στο LISA θα επιτρέψει τη μελέτη νέων οικογενειών αστροφυσικών πηγών διαφορετικών από αυτές που παρατηρήθηκαν από τους Virgo και LIGO, ανοίγοντας ένα νέο παράθυρο στην εξέλιξη των συμπαγών αντικειμένων σε διάφορα περιβάλλοντα του σύμπαντος μας.
Διαβάστε επίσης:
- Δημιουργήθηκε η ιδέα ενός λέιζερ που θα παραδώσει ένα διαστημόπλοιο στον Άρη σε 45 ημέρες
- Ο ήλιος μπορεί να είναι μια άγνωστη πηγή νερού της Γης