Forskere har opdaget en svag antydning af universets baggrundsbrum

Visualisering af gravitationsbølgerne genereret af to sorte huller. (Henze/NASA)

Lige siden forskerne foretog den første påvisning af gravitationsbølger fra et par kolliderende sorte huller i 2015, er der vokset beviser for, at universet burde være fyldt med dem.

Hver massiv begivenhed – hver sort hul eller neutronstjerne fusion, enhver supernova – burde have sendt gravitationsbølger, der ringer ud over rumtiden.

Den kombinerede effekt af alle disse bølger ville være at skabe en svag baggrundsbrum, der gennemsyrer hele universet. Dette gravitationsbølge baggrunden forventes at være svag og meget svær at opdage. Ikke desto mindre, for et år siden, sagde forskere med det internationale NanoGRAV-samarbejdede kan have gjort netop det.



Nu, fra International Pulsar Timing Array (IPTA) konsortium, foreløbigt nyt bevis på, at vi muligvis har opdaget brummen, er dukket op. Hvis det bekræftes, vil dette virkelig være en meget stor sag.

'Dette er et meget spændende signal!' siger astrofysiker Siyuan Chen fra Observatoriet i Paris og CNRS i Frankrig.

'Selvom vi ikke har endelige beviser endnu, kan vi begynde at opdage en baggrund af gravitationsbølger.'

Som vi forklarede sidste år, kommer signalet fra observationer af en type død stjerne kaldet a trykke . Disse er neutronstjerner, der er orienteret på en sådan måde, at de blinker stråler af radiobølger fra deres poler, mens de roterer med millisekundhastigheder, der kan sammenlignes med en køkkenblender.

Disse blink er utroligt præcist timet, hvilket betyder det pulsarer er muligvis mest nyttige stjerner i universet .

Variationer i deres timing kan bruges til navigation, til at sondere det interstellare medium og studere tyngdekraften. Siden opdagelsen af ​​gravitationsbølger har astronomer også brugt dem til at lede efter dem.

Det er fordi gravitationsbølger fordrejer rumtiden, når de bølger igennem, hvilket teoretisk set burde ændre – aldrig så lidt – timingen af ​​radioimpulserne givet af pulsarer, når rumtiden mellem os og dem strækker sig og trækker sig sammen.

En enkelt pulsar ville ikke være i stand til at fortælle os meget, men hvis disse tidsvariationer observeres i et antal pulsarer, kunne det indikere tilstedeværelsen af ​​gravitationsbølger. Dette kaldes et pulsar timing array.

Holdets datasæt er baseret på observationer af 65 millisekunders pulsarer, hvis timing viste karakteristika i overensstemmelse med, hvad vi ville forvente fra en gravitationsbølgebaggrund.

Det er ikke et solidt bevis, i hvert fald ikke endnu. Men det er et skridt nærmere det.

Hvad forskerne virkelig har brug for at se, er et bestemt signal i par af pulsarer, hvis styrke afhænger af deres rumlige afstand på himlen. Det har vi ikke set endnu, fordi signalet er for svagt, men det signal, vi har set, er det, vi forventer at se først.

'Det første antydning af en gravitationsbølgebaggrund ville være et signal som det, der ses i International Pulsar Timing Array Datafrigivelse 2 ,' siger astrofysiker Bhal Chandra Joshi fra National Center for Radio Astrophysics i Indien.

'Så, med flere data, vil signalet blive mere signifikant og vil vise rumlige korrelationer, hvorefter vi vil vide, at det er en gravitationsbølgebaggrund. Vi ser meget frem til at bidrage med flere års nye data til IPTA for første gang, for at hjælpe med at opnå en tyngdebølgebaggrundsdetektion.'

Andre årsager til signalet skal også udelukkes.

'Vi undersøger også, hvad dette signal ellers kunne være,' siger astrofysiker Boris Goncharov fra Gran Sasso Science Institute i Italien.

'For eksempel kan det måske skyldes støj, der er til stede i individuelle pulsarers data, som kan være blevet forkert modelleret i vores analyser.'

Det betyder, at der er meget mere videnskab at gøre, før vi endeligt kan hævde, at gravitationsbølgebaggrunden er blevet opdaget. Men med beviserne ved hånden, er det rimeligt at begynde at blive en lille smule ophidset.

Det er fordi, hvis vi har opdaget gravitationsbølgens baggrund, er den mest sandsynlige kilde fra kollisioner mellem nogle af de mest massive objekter i universet – supermassive sorte huller.

Dette betyder, at signalet kunne hjælpe med at løse sådanne gåder som sidste parsec-problem , som antyder, at supermassive sorte huller måske ikke er i stand til at smelte sammen, og hjælper os med bedre at forstå galaktisk evolution og vækst.

'Detekteringen af ​​gravitationsbølger fra en population af massive sorte hul-binære filer eller fra en anden kosmisk kilde vil give os hidtil uset indsigt i, hvordan galakser dannes og vokser, eller kosmologiske processer, der finder sted i spædbarnets univers,' siger astrofysiker Alberto Vecchio fra University of Birmingham i Storbritannien.

'En stor international indsats af IPTA's skala er nødvendig for at nå dette mål, og de næste par år kan bringe os en guldalder for disse udforskninger af universet.'

Holdets forskning er blevet offentliggjort i Månedlige meddelelser fra Royal Astronomical Society .

Populære Kategorier: Samfund , Natur , Mening , Plads , Tech , Forklarer , Mennesker , Miljø , Sundhed , Ukategoriseret ,

Om Os

Offentliggørelse Af Uafhængige, Beviste Fakta Om Rapporter Om Sundhed, Rum, Natur, Teknologi Og Miljøet.