تشير موجات الجاذبية إلى أن الكون لا يزال لديه أسرار

يلقي بحث جديد الضوء على أصل التموجات منخفضة التردد في الزمكان

يوضح هذا الشكل مرحلة من اندماج مجرتين مما يؤدي إلى إنشاء مجرة ​​واحدة بها ثقبان أسودان هائلان في المركز ومحاطة بأقراص من الغاز الساخن. تدور الثقوب السوداء حول بعضها البعض لمئات الملايين من السنين، حيث تندمج لتشكل ثقبًا أسودًا واحدًا فائق الكتلة يرسل موجات جاذبية قوية. المصدر: ناسا/CXC/A.Hobart
يوضح هذا الشكل مرحلة من اندماج مجرتين مما يؤدي إلى إنشاء مجرة ​​واحدة بها ثقبان أسودان هائلان في المركز ومحاطة بأقراص من الغاز الساخن. تدور الثقوب السوداء حول بعضها البعض لمئات الملايين من السنين، حيث تندمج لتشكل ثقبًا أسودًا واحدًا فائق الكتلة يرسل موجات جاذبية قوية. المصدر: ناسا/CXC/A.Hobart

وكما يحدث الحجر الذي يُلقى في الماء تموجات، فإن اصطدام الأجرام السماوية الضخمة، مثل الثقوب السوداء، يخلق موجات الجاذبية - وهي اضطرابات تنتشر عبر نسيج الزمكان.

وتم اكتشاف نوع محدد، وهو موجات الجاذبية بترددات النانو ثانية، في عام 2023. إن تواتر هذه الموجات منخفض جدًا لدرجة أن العلماء استغرقوا أكثر من عشر سنوات حتى يتمكنوا من رؤية دورة كاملة. ولكن لا يزال من غير الواضح كيف يتم إنشاء هذه الموجات.

يعتقد بعض العلماء أنها جاءت من مرحلة انتقالية من الدرجة الأولى - وهو تغيير في بنية الكون أثناء توسعه وتبريده. لكن دراسة جديدة تتحدى هذه النظرية.

يقول الدكتور أندرو باولي أحد مؤلفي المقال: "المنظرون وافترض المجربون أن موجات الجاذبية عند ترددات نصف القطر النانوية تنشأ من تحول معروف حدث بعد وقت قصير جدًا من الانفجار الكبير، وهو التغيير الذي أدى إلى تكوين كتل جميع الجسيمات الأولية المعروفة.

"لكن بحثنا يكشف عن مشاكل خطيرة في هذا التفسير لأصلها، وهو أمر جذاب بطرق أخرى.

يقول الدكتور باولي: "لقد وجدنا أنه لإنشاء موجات بمثل هذه الترددات الصغيرة، يجب أن يكون الانتقال فائق البرودة".

يمكن فهم التحولات في التبريد الفائق عندما تفكر في الجليد والماء. نعلم جميعًا أن الماء يتحول إلى ثلج عندما تنخفض درجة الحرارة إلى ما دون درجة التجمد. لكن الماء يمكن أن يعلق في الحالة السائلة حتى تحت درجة التجمد، مما يبطئ عملية التحول إلى الجليد.

لكن الدكتور باولي يشرح لماذا يعتقد فريقه البحثي أن موجات الجاذبية عند الترددات النانوية الإشعاعية لا تتولد عن مرحلة انتقالية من الدرجة الأولى فائقة التبريد.

"وإذا تسارع الانتقال في النهاية؟ لقد حسبنا أنه حتى لو ساعد التسارع على إكمال الانتقال، فإنه سيغير تردد الموجات من مجال النانومتر.

"لذلك، على الرغم من أن موجات الجاذبية عند ترددات نصف القطر النانوية باردة، فمن المحتمل ألا تكون شديدة البرودة عند المصدر.

"إذا كانت موجات الجاذبية هذه تأتي من تحولات الطور من الدرجة الأولى، فنحن نعلم الآن أنه لا بد من وجود فيزياء جديدة أكثر ثراءً، وهي فيزياء لا نعرف عنها شيئًا بعد.

يقول الدكتور باولي والمؤلفون المشاركون إن نتائجهم تظهر أن هناك حاجة إلى مزيد من الدقة عند التحقيق في التحولات فائقة التبريد.

"نظرًا لأن هذه التحولات بطيئة بالضرورة، فإن التبسيطات المعتادة بشأن انتهاء التحولات أم لا لا تنطبق.

"هناك العديد من التفاصيل الدقيقة في الروابط بين مقياس الطاقة للتحولات وتردد الموجات، لذلك نحن بحاجة إلى تقنيات أكثر صرامة وتطورا عند التعامل مع موجات الجاذبية والتحولات فائقة التبريد."

"إن فهم هذا المجال سيساعدنا على فهم الأسئلة الأساسية حول أصل الكون.

"كما أن لديها اتصالات بتطبيقات أقرب إلى الأرض، مثل فهم كيفية تدفق المياه عبر الصخور، وأفضل طريقة لتصفية القهوة وكيفية انتشار حرائق الغابات."

תגובה אחת

ترك الرد

لن يتم نشر البريد الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها *

يستخدم هذا الموقع Akismat لمنع الرسائل غير المرغوب فيها. انقر هنا لمعرفة كيفية معالجة بيانات الرد الخاصة بك.