قد تكشف التموجات في نسيج الكون عن بداية الزمن

حقق العلماء تقدمًا في اكتشاف كيفية تسخير تموجات في الزمكان تسمى موجات الجاذبية. يقول الباحثون إن معرفة كيفية تدفق هذه التموجات في نسيج الكون عبر الغاز بين الكواكب والمجرات يمكن أن يساعدنا في فهم حالة الكون بشكل أفضل بعد فترة وجيزة من الانفجار العظيم.

“لا نستطيع أن نرى الكون المبكر بشكل مباشر ، ولكن يمكن رؤيته بشكل غير مباشر من خلال النظر في كيفية تأثير موجات الجاذبية من ذلك الوقت على المادة والإشعاع الذي يمكننا رصده اليوم “، قال ديبان جارج ، المؤلف الرئيسي للورقة. مجلة علم الكونيات والفيزياء الفلكية. كورك هو طالب دراسات عليا في برنامج برينستون في فيزياء البلازما ، الموجود في مختبر برينستون لفيزياء البلازما (PPPL) التابع لوزارة الطاقة الأمريكية (DOE).

قام كورك ومستشاره إيليا دودين ، المنتسبان إلى كل من جامعة برينستون و BBBL ، بتكييف التقنية من بحثهما. طاقة الاندماج، العملية التي يبنيها العلماء لتشغيل الشمس والنجوم لتوليد الكهرباء على الأرض دون انبعاث غازات الدفيئة أو إنتاج نفايات مشعة طويلة الأمد. كيف يحسب علماء الاندماج موجات كهرومغناطيسية البلازما حساء من الإلكترونات و نوى تسمى مرافق انصهار الوقود التوكاماك والنجوم.

اتضح أن هذه العملية تشبه حركة موجات الجاذبية عبر المادة. قال جارج: “نحن في الأساس نضع آلات موجات البلازما للعمل على مشكلة موجة الجاذبية”.

موجات الجاذبية ، الاضطرابات التي تنبأ بها ألبرت أينشتاين لأول مرة في عام 1916 نتيجة لنظريته النسبية وقت فراغ ناتج عن حركة أجسام شديدة الكثافة. يسافرون بسرعة الضوء وقد تم اكتشافهم لأول مرة في عام 2015 بواسطة مرصد موجات الجاذبية بالليزر (LIGO) مع أجهزة الكشف في ولاية واشنطن ولويزيانا.

طور كورك ودودين صيغًا قابلة للتتبع نظريًا موجات الجاذبية للكشف عن الخصائص الخفية للأجرام السماوية مثل النجوم التي تبعد عدة سنوات ضوئية. عندما تتدفق الموجات عبر المادة ، فإنها تنتج الضوء ، وتعتمد خصائصه على كثافة المادة.

يمكن للفيزيائي تحليل ذلك الضوء واكتشاف خصائص حول نجم يبعد ملايين السنين الضوئية. يمكن أن تؤدي هذه التقنية إلى اكتشافات النجوم النيوترونية والثقوب السوداء ، البقايا الكثيفة لموت النجوم ، التي تنهار معًا. قد يكشفون عن معلومات حول ما حدث أثناء الانفجار العظيم واللحظات الأولى لكوننا.

بدأ البحث دون أي إحساس بمدى أهميته. قال دودين: “اعتقدت أنه سيكون مشروعًا قصيرًا مدته ستة أشهر لطالب دراسات عليا يتضمن حل أمر بسيط”. “ولكن بمجرد أن بدأنا في التعمق في الموضوع ، أدركنا أنه لم يتم فهم سوى القليل جدًا حول المشكلة ، وأنه يمكن القيام ببعض الأعمال النظرية الأساسية.”

يخطط العلماء الآن لاستخدام هذه التقنية لتحليل البيانات في المستقبل. قال جارج: “لدينا بعض الصيغ في الوقت الحالي ، ولكن هناك حاجة إلى مزيد من العمل للحصول على نتائج ذات مغزى”.