Как да разберем кога е започнало времето?

 

Първата свободно движеща се във Вселената светлина е тази, която днес наричаме космически микровълнов фон, излъчена 380 000 години след Големия взрив. Преди това фотоните – частиците на светлината – са взаимодействали постоянно с материята, така че не можем да използваме светлината, за да видим какво се е случило тогава. Но гравитационните вълни вече са се движили свободно и физиците отдавна предполагат, че един ден ще можем да ги използваме, за да изследваме този мистериозен период.

И ето че сега един екип вече разполага с математическите инструменти, за да използва гравитационните вълни точно за това начинание.

Отправната точка на тази работа е опитът да се разбере как гравитационните вълни взаимодействат с материята. Те преминават през всичко, включително и през нас като ни притискат или придърпват съвсем-съвсем незабележимо – с част от размера на атом. Ето защо се нуждаем от изключително чувствителни детектори, за да ги измерим; те все пак си взаимодействат с материята и ние можем да проучим дали и как тези взаимодействия са измерими.

„Вече разполагаме с някои формули, но получаването на значими резултати ще изисква повече работа“, казва в изявление водещият автор Дипен Гарг от Лабораторията по физика на плазмата в Принстън. „Не можем да видим ранната Вселена директно, но може би можем да я видим индиректно – ако разгледаме как гравитационните вълни от онова време са повлияли на материята и радиацията, които можем да наблюдаваме днес.“

Отправната точка на работата изобщо не е свързана с гравитационните вълни, а с физиката на плазмата в реакторите за ядрен синтез. Ядреният синтез е това, което захранва звездите и един ден може да ни осигури електричество без въглеродни емисии. Оказва се, че някои от уравненията, които управляват едното, могат да бъдат променени, за да обяснят другото.

„В общи линии използвахме машината за плазмени вълни, за да решим проблема с гравитационните вълни“, казва Гарг.

Гравитационните вълни са промени в пространство-времето и не се поглъщат от нищо; във вселената няма и нищо, което да ги спира. Но изследователите предполагат, че различните елементи на вселената – от черните дупки, през неутронните звезди, до планетите и обикновените звезди – им влияят. Така изучавайки гравитационните вълни, можем да получим представа за поведението на тези небесни тела и за събития, които не бихме могли да разберем по друг начин.

„Мислех, че това ще бъде малък, шестмесечен проект за един дипломант, който ще включва решаването на някакъв прост проблем“, добавя съавторът Иля Додин, научен ръководител на Гарг. „Но след като започнахме да се задълбочаваме в темата, осъзнахме, че много малко се разбира за картинката и че тук можем да се направи много основна теоретична работа.“