Астрономите го следят от четвърт век - космическият фонов шум, излъчван от вихъра на огромни черни дупки, е идентифициран благодарение на нова техника за откриване на гравитационни вълни, което отваря "нов прозорец към Вселената", съобщават световните осведомителни агенции.

Резултатите са плод на мащабно сътрудничество на 190 учени и най-големите радиотелескопи в света. Те са успели да уловят тази вибрация на Вселената с "часовникарска точност", отбелязват с въодушевление авторите на изследването, публикувано едновременно в няколко научни списания. 

Предсказани от Айнщайн през 1916 г. и открити сто години по-късно, гравитационните вълни представляват малки изкривявания на пространство-времето, подобни на вълнообразното движение по повърхността на езеро. Тези трептения, които се разпространяват със скоростта на светлината, се причиняват от бурни космически събития, като например сблъсъка на две черни дупки.

After nearly two decades of listening, astronomers are finally starting to “hear” the rumbles of gravitational waves they believe emanate from the behemoths of our universe: supermassive black holes.https://t.co/4uQ90w0HqT

— Scientific American (@sciam) June 29, 2023

Макар да са свързани с масивни явления, техният сигнал е изключително слаб. През 2015 г. детекторите за гравитационни вълни LIGO (САЩ) и Virgo (Европа) направиха революция в астрофизиката, откривайки ултракъсото трептене - с продължителност под една секунда, от сблъсъците между звездни черни дупки с маса десет пъти по-голяма от тази на Слънцето.

Този път сигнал, много по-разтеглен във времето, издава феномен от по-голям мащаб, уловен от мрежа от радиотелескопи (от Европа, Северна Америка, Индия, Австралия и Китай) на Международния консорциум Pulsar Timing Array (IPTA).

В случая става въпрос за гравитационни вълни, генерирани от черни дупки "с маса от няколко милиона до няколко милиарда пъти по-голяма от тази на Слънцето", отбелязва астрономът и координатор на работата от френска страна Жил Теро, цитиран от Франс прес. 

За да открият тези вълни, учените са използвали нов инструмент - пулсари в Млечния път. Тези звезди се отличават с масата на едно или две слънца, компресирана в сфера с диаметър около десет километра.

BREAKING NEWS: Physicists Have Detected The Background Hum of The Universe https://t.co/0XGwTFAHog

— ScienceAlert (@ScienceAlert) June 29, 2023

Въпросните изключително компактни звезди се въртят с висока скорост - до 700 оборота в секунда. Лудешко въртене поражда магнитно излъчване на полюсите, подобно на лъчите на фар, което може да бъде засечено благодарение на нискочестотни радиовълни.

При всяко завъртане пулсарите изпращат свръхредовни "бипкания", което ги прави "забележителни естествени часовници", обяснява Лукас Гиймо от лабораторията по физика и химия на околната среда и космоса (LPC2E) в Орлеан.

Учените са записали репертоара на групи от пулсари, за да получат "небесна мрежа" в меандрите на пространство-времето. Те са успели да измерят едва доловими смущения в тиктакането им, с промени от по-малко от една милионна от секундата за повече от 20 години.

Отчитайки тези забавяния, учените са открили характерния почерк на гравитационните вълни.

"Това беше вълшебен момент", каза Мора Маклафлин от американската мрежа Pulsar Search Collaboratory.

Какъв е източникът на тези вълни? Предпочитаната хипотеза сочи двойки свръхмасивни черни дупки, всяка по-голяма от нашата Слънчева система, готови да се сблъскат", отбелязва Жил Теро.

🙋The gravitational wave background of the universe has been heard for the 1st time‼️

✅️The Astrophysical Journal Letters ➡️ https://t.co/wLrOiUq9Hv

✅️ NANOGrav: https://t.co/9OG8Qriahc#GravitationalWaves #Science #Astrophysics pic.twitter.com/fQmiUiT1Gb

— CosmoZoom (@Cosmozoom_ofcl) June 29, 2023

Учените описват два гиганта, които обикалят един около друг, преди да се слеят - танц, предизвикващ гравитационни вълни с продължителност от няколко месеца до няколко години.
      
Непрекъснатият фонов шум е оприличен от Майкъл Кийт от европейската мрежа EPTA (European Pulsing Timing Array) на "шумен ресторант с много хора, които говорят около вас, без да може да се различи всеки отделен глас".

Измерванията все още не позволяват да се каже дали този шум издава наличието на няколко двойки черни дупки или на цяла популация. 

Друга хипотеза насочва към източник в най-ранната епоха на Вселената, когато тя е преминала през т.нар. период на раздуване.

"Отваряме нов прозорец към Вселената", казва Жил Тюро. 

В частност откритието може да изясни мистерията около образуването на свръхмасивни черни дупки.

Астрономите отдавна разчитат на изследването на светлината, за да изучават космоса. Този подход обаче има ограничения, защото не дава възможност за разбирането на много аспекти на Вселената, припомня Ройтерс.

Гравитационните вълни предоставят шанс за по-задълбочено изследване на Вселената, както и призрачните субатомни частици, наречени неутрино.

Коментирай »