svemir
© mozZz - stock.adobe.comEkstrasolarni planet, zvjezdani skup i maglica u svemiru
Ljudi su gledali u noćno nebo i razmišljali o tome što sve to znači otkako smo ložili vatre i crtali grube crteže na zidovima špilja. Prešli smo dug put od tih dana, ali mnoge misterije ostaju kada je u pitanju svemir. Sada, znanstvenici sa Sveučilišta u Nottinghamu predviđaju da bi gravitacijski valovi otkriveni u svemiru u budućnosti mogli dati odgovore na neka dugotrajna pitanja svemira.

U suradnji s međunarodnim timom znanstvenika, profesor Thomas Sotiriou iz Centra gravitacije Sveučilišta u Nottinghamu pokazao je nevjerojatnu točnost svemirskog interferometra LISA (laserska interferometarska svemirska antena). LISA može promatrati gravitacijske valove i detektirati nova fundamentalna polja u kozmosu s neviđenom preciznošću.

Na detaljnijoj razini, LISA je svemirski detektor gravitacijskih valova (GW) koji Europska svemirska agencija planira lansirati 2037. Autori studije vjeruju da će ovo lansiranje omogućiti uzbudljive nove načine istraživanja i razumijevanja našeg svemira.

"Nova fundamentalna polja, a posebno skalari, predloženi su u raznim scenarijima: kao objašnjenja za tamna tvar, kao uzrok ubrzanog širenja Svemira ili kao niskoenergetske manifestacije dosljednog i potpunog opisa gravitacije i elementarnih čestica. Sada smo pokazali da će LISA ponuditi neviđene mogućnosti u otkrivanju skalarnih polja i to nudi uzbudljive prilike za testiranje ovih scenarija," kaže profesor Sotiriou, direktor Nottingham Center of Gravity, u sveučilišno izdanje.

LISA će pogledati što se događa oko crnih rupa

Do sada, astrofizička promatranja objekata sa slabim gravitacijskim poljima i malom zakrivljenošću prostora-vremena nisu dali nikakve uvjerljive dokaze o tome gdje se ta polja nalaze. Autori studije objašnjavaju, međutim, da postoji "razlog za očekivati" da će se odstupanja opće relativnosti (interakcije između gravitacije i novih polja) pojaviti mnogo izraženije na velikim zakrivljenostima. Imajući ovo očekivanje na umu, autori studije vjeruju da će otkrivanje gravitacijskih valova otvoriti vrata za pronalazak ovih tajanstvenih polja.

Inspirali ekstremnog omjera mase (EMRI) — koji se odnose na slučaj kada kompaktni objekt zvjezdane mase (crna rupa ili neutronska zvijezda) spiralno uđe u drugu veću crnu rupu s masom milijunima puta većom od mase Sunca — velika su meta za LISA. Istraživači objašnjavaju da takvi događaji pružaju zlatnu priliku za analizu "režima gravitacije jakog polja".

Tijekom EMRI događaja, manji objekt kruži oko supermasivna crna rupa desetke tisuća puta prije nego što konačno uronite. Autori studije objašnjavaju da ovaj proces stvara dugačke signale koji potencijalno omogućuju ljudima otkrivanje vrlo malih odstupanja koja se odnose i na standardni model fizike čestica i na predviđanja povezana s poznatom Einsteinovom teorijom.

Štoviše, istraživački tim je razvio novi način modeliranja signala, i po prvi put ikada, sastavio je opsežnu procjenu LISA-ine sposobnosti da detektira skalarna polja zajedno s gravitacijskim interakcijama. Također su procijenili koliko dobro LISA može izmjeriti koliki dio skalarnog polja može nositi malo tijelo EMRI-ja.

Nakon lansiranja, LISA će se usredotočiti na otkrivanje gravitacijskih valova pomoću astrofizičkih izvora i funkcionirati unutar skupine od tri satelita. Ovaj kolektiv će kružiti oko Sunca dok će letjeli milijunima milja daleko jedan od drugog.

Studija je objavljena u časopisu Astronomija prirode.