جستجوی سیگنال امواج گرانشى در جهان اولیه

بیگ بنگ: فیزیکدانان نظری برای نخستین بار به محاسبه فرکانس دقیق سیگنال های امواج گرانشى پرداخته‌اند که تنها لحظه ای پس از بیگ بنگ به وجود آمده است.

به گزارش بیگ بنگ، همانطور که مجبور به محاسبه فرکانس ذره هیگز قبل از شناسایی آن توسط دانشمندان بودیم، دانشمندان نیز اکنون می توانند به ردیابی سیگنال های پدیده های کیهان شناسی پایدار موسوم به اوسیلون ها(Oscillon) بپردازند؛ لذا شرایط برای کاوش در گذشتۀ کیهان مهیا می گردد. امواج گرانشى توسط آلبرت اینشتین در سال ۱۹۱۶ میلادی پیش بینی شدند، اما دانشمندان وجود این امواج را سال پیش تایید کردند.

امواج گرانشى با تمامی امواج نشأت گرفته از فضا فرق دارند و دریچه کاملا جدیدی را برای مطالعه کیهان باز می کنند. این امواج با حرکت در سرتاسر کیهان، باعث کشیدگی یا کوچک شدگی پیوستار فضا-زمان شده و هندسه خود فضا را تحریف می کنند. پیش بینی می شود که تمامی اجرام در حال شتاب امواج گرانشى از خود ساطع کنند، اما شناسایی و بررسی امواج به قدری سخت است که ما تا کنون فقط در صورت بزرگ بودن منبع قادر به شناسایی آنها شده ایم (مثل ادغام دو سیاهچاله غول پیکر).

پیش بینی ها حاکی از آن است که با دستیابی انسان به فناوری ها و دستگاه های حساس تر، گوش فرا دادن به امواج گرانشى با دقت و سهولت انجام خواهد پذیرفت؛ همچنین، استفاده از آنها برای پی بردن به اطلاعاتی بیشتر در خصوص تولد کیهان مقدور خواهد گشت. برای دادن سرنخى به دانشمندان جهت آنچه که باید در تمامی صداها و پژواک های کیهان جستجو کنند، تیمی از فیزیکدانان نظری از دانشگاه بازل سوئیس به تحقیق در مورد پس زمینه احتمالی امواج گرانشى می پردازند (شدت و فرکانس دامنه امواج گرانشى که شاید اندکی پس از بیگ بنگ انتشار یافته اند). این ایده مطرح است که اگر سیگنال هایی برای شکار کردن داشته باشیم، می توان آنها را به منظور تصدیق وجود شان بصورت آزمایشی بررسی نمود.

خب امواج گرانشى ناشی از بیگ بنگ چه ویژگی هایی دارند؟

ما برای فهمیدن این سؤال باید بدانیم که در کیهان اولیه چه وقایعی روی داده است. تنها کسری پس از وقوع بیگ بنگ، هرچیز موجود در کیهان بصورت کوچک، متراکم و داغ بود. محققی به نام استفان انتوش در این رابطه می گوید:« چیزی به اندازه توپ فوتبال را تصور کنید.» آن کیهان کوچک تنها به مدت بسیار کوتاهی پایدار ماند ولی در همان فضای کوچک چپانده شد. به اعتقاد فیزیکدانان، ذره ای فرضی موسوم به “inflaton” بر کیهان تسلط داشت.

این ذرات دستخوش نوسانات شدیدی قرار گرفتند و گاهی اوقات توده هایی را پدید آوردند که زمینه ساز نوسان آنها در مناطقی خاص از فضا می شد. نام “اوسیلون” را بر این مناطق نهاده اند؛ محققان نشان دادند که این مناطق احتمالا آنچنان امواج گرانشى قدرتمندی منتشر کردند که هنوز هم آثاری از آنها می تواند قابل شناسایی باشد. انتوش گفت:« اگرچه اوسیلون ها از مدت ها پیش محو و نابود گشته اند، اما امواج گرانشى منتشر شده توسط آنها در همه جا حضور دارند و ما می توانیم از آنها برای بررسی تاریخچه گذشته کیهان و کسب اطلاعات بیشتر استفاده کنیم.»

اکنون تیم تحقیقاتی با بهره‌گیری از شبیه سازی های عددی موفق به محاسبه شکل دقیق سیگنال اوسیلون شده است. سیگنال باید بعنوان حدی مجزا در طیف وسیع پس زمینه احتمالی امواج گرانشى نمایان گردد. انتوش طی توضیحاتی افزود: «این فکر قبل از انجام محاسبات به ذهن ما خطور نمی کرد که اوسیلون ها می توانند چنین سیگنال قدرتمندی در فرکانسى مشخص ایجاد کنند. البته، محاسبات بخش نسبتاً ساده ی کار را تشکیل می دهد.» اکنون فیزیکدانان آزمایشی باید این سیگنال پیش بینی شده را مد نظر قرار داده و به کمک آشکارسازهای امواج گرانشی از قبیل لایگو(LIGO) سعی در شناسایی آن داشته باشند.

فیزیکدان های نظری چندین سیگنال عجیب را محاسبه کرده‌اند و آزمایشات نیز بر آنها مهر تایید می زند. این سیگنال ها تا ابد درک ما را از کیهان و سایر موارد مثل ذره هیگز متحول خواهد کرد. ما هم اکنون در آستانه عصری جدید در حوزه فیزیک امواج گرانشى قرار داریم. جزئیات بیشتر این پژوهش در مجلۀ Physical Review Letters منتشر شده است.

ترجمه: منصور نقی لو/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: sciencealert.com


(12 نفر , میانگین : 5٫00 از 5)

لینک کوتاه مقاله : http://bigbangpage.com/?p=62697


توجه : هرگونه استفاده از این مطلب بدون ذکر نام 'سایت علمی بیگ بنگ' و لینک به این مقاله غیر قانونی و از لحاظ اخلاقی غیر انسانی می باشد، لطفا به حقوق مولف احترام بگذارید.

مطالب علمی مرتبط

۱ Response

  1. Yes! گفت:

    اینده و گذشته در دستان تو!

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *