Νέα δεδομένα για το υπόβαθρο βαρυτικών κυμάτων στο σύμπαν
Η δημοσίευση νέων δεδομένων της European Pulsar Timing Array (ΕΡΤΑ), σε συνδυασμό με τα αντίστοιχα στοιχεία του Indian Pulsar Timing Array, επιβεβαιώνει για άλλη μια φορά την ύπαρξη υποβάθρου βαρυτικών κυμάτων στο σύμπαν. Η πιο πρόσφατη θεωρία υποστηρίζει πως το παρατηρούμενο υπόβαθρο είναι αναμειγμένα σήματα από συγχωνεύσεις, κυρίως υπερμαζικών μαύρων τρυπών.
Τα βαρυτικά κύματα είναι κυματισμοί στο χωροχρόνο που προκαλούνται από βίαια γεγονότα στο σύμπαν. Προβλέπονται θεωρητικά από την Γενική Θεωρία της Σχετικότητας του Αϊνστάιν. Τα βαρυτικά κύματα δημιουργούνται από επιταχυνόμενες μάζες, όπως η συγχώνευση μαύρων τρυπών, η σύγκρουση άστρων νετρονίων κλπ. Βαρυτικό κύμα ανιχνεύθηκε για πρώτη φορά τον Σεπτέμβριο του 2015 από το Παρατηρητήριο Βαρυτικών Κυμάτων LIGO.
Το υπόβαθρο βαρυτικών κυμάτων είναι μια τυχαία κατανομή των κυμάτων βαρύτητας που διαχέονται στο σύμπαν και είναι αυτό που ανιχνεύθηκε από την EPTA. Το υπόβαθρο θεωρείται ότι προκύπτει από πολλά υπερτιθέμενα βαρυτικά κύματα που δημιουργούνται π.χ. από υπερμαζικά δυαδικά συστήματα μαύρων τρυπών. Η παρατήρηση του υποβάθρου των βαρυτικών κυμάτων, όπως και η Κοσμική Μικροκυματική Ακτινοβολία Υποβάθρου, μπορεί να μας δώσει μια μεγάλη ευκαιρία να μελετήσουμε τον σχηματισμό και την εξέλιξη των μεγαλύτερων δομών στο σύμπαν.
Υπενθυμίζεται ότι στην δημοσίευση με τίτλο «Παρατηρησιακές υπογραφές της Υπερβαρύτητας άνευ κλίμακας στο πείραμα NANOGrav» (Σπύρος Βασιλάκος, Δημήτρης Νανόπουλος, Θεόδωρος Παπανικολάου, Εμμανουήλ Σαρειδάκης και Χαράλαμπος Τζερεφός), που πριν μερικές ημέρες απέσπασε τιμητική διάκριση από το Ίδρυμα Βαρυτικών Ερευνών των ΗΠΑ, υποστηρίζεται ότι υπάρχουν υπογραφές της θεωρίας των υπερχορδών στα δημοσιευμένα παρατηρησιακά δεδομένα υποβάθρου των βαρυτικών κυμάτων.
Η τεχνική συστοιχίας χρονισμού πάλσαρ (pulsar timing array-PTA), χρησιμοποιεί τα πάλσαρ (αστέρες νετρονίων), ως φυσικά ρολόγια ακριβείας για να ανιχνεύσει τα βαρυτικά κύματα υποβάθρου. Τα πάλσαρ έχουν εξαιρετικά σταθερή περιστροφή και εκπέμπουν περιοδικούς παλμούς ραδιοκυμάτων (όπως ένας φάρος), που φτάνουν στη Γη σε προβλέψιμους χρόνους. Όταν ένα βαρυτικό κύμα περνά απ’ τη Γη, προκαλεί μια μικρή παραμόρφωση του χωροχρόνου που μεταβάλλει τον χρόνο άφιξης των παλμών. Συγκρίνοντας τους παρατηρηθέντες χρόνους άφιξης με τους αναμενόμενους, μπορούμε να μετρήσουμε την επίδραση του βαρυτικού κύματος και να εξάγουμε πληροφορίες για την πηγή και το πλάτος του. Επειδή η μεταβολή αυτή είναι εξαιρετικά μικρή και γίνεται σε χρονικές κλίμακες ετών έως δεκαετιών, απαιτούνται μακροχρόνιες παρατηρήσεις πολλών πάλσαρ ώστε να επιτευχθεί η ανίχνευση της επίδρασης των βαρυτικών κυμάτων.
Στην δημοσίευση με τίτλο ‘The second data release from the European Pulsar Timing Array: IV. Implications for massive black holes, dark matter and the early Universe‘, με επικεφαλής τον Γιάννη Αντωνιάδη από το το Ινστιτούτο Αστροφυσικής του ΙΤΕ, διερευνώνται οι επιπτώσεις του κοινού σήματος χαμηλής συχνότητας που παρατηρείται στα τελευταία δεδομένα από τα συστήματα συστοιχίας χρονισμού πάλσαρ. Η μελέτη δείχνει αναμφισβήτητα την ύπαρξη του υποβάθρου βαρυτικών κυμάτων. Με την πάροδο του χρόνου και με την συγκέντρωση όλο και περισσότερων δεδομένων Pulsar Timing Array, το υπόβαθρο των βαρυτικών κυμάτων θα γίνεται όλο και πιο διακριτό.
Πηγή: physicsgg
