Vizualizácia gravitačných vĺn generovaných dvoma čiernymi dierami. (Henze/NASA) Odkedy vedci prvýkrát objavili gravitačné vlny z dvojice kolízií čierne diery v roku 2015, pribúdajú dôkazy, že vesmír by ich mal byť plný.
Každá veľká udalosť – každá čierna diera alebo neutrónová hviezda zlúčenie, každá supernova – mala vyslať gravitačné vlny rozliehajúce sa cez časopriestor.
Kombinovaný účinok všetkých týchto vĺn by vytvoril slabý zvuk pozadia, ktorý preniká celým vesmírom. Toto gravitačná vlna predpokladá sa, že pozadie je slabé a veľmi ťažko zistiteľné. Napriek tomu pred rokom povedali vedci s medzinárodnou spoluprácou NanoGRAVmožno urobili práve to.
Teraz, z Medzinárodné pulzné časovacie pole Konzorcium (IPTA), predbežný nový dôkaz o tom, že sme mohli zistiť hukot, sa objavil. Ak sa to potvrdí, bude to naozaj veľký problém.
'Toto je veľmi vzrušujúci signál!' hovorí astrofyzik Siyuan Chen observatória v Paríži a CNRS vo Francúzsku.
'Hoci ešte nemáme definitívne dôkazy, možno začíname zisťovať pozadie gravitačných vĺn.'
Ako sme vysvetlili minulý rok, signál pochádza z pozorovaní typu mŕtvej hviezdy nazývanej a stlačte tlačidlo . Ide o neutrónové hviezdy, ktoré sú orientované tak, že zo svojich pólov vyžarujú lúče rádiových vĺn, keď rotujú milisekundovou rýchlosťou porovnateľnou s kuchynským mixérom.
Tieto záblesky sú neuveriteľne presne načasované, čo znamená pulzary sú možno najužitočnejšie hviezdy vo vesmíre .
Variácie v ich načasovaní možno využiť na navigáciu, na skúmanie medzihviezdneho média a na štúdium gravitácie. Od objavu gravitačných vĺn ich astronómovia používajú aj na ich hľadanie.
Je to preto, že gravitačné vlny deformujú časopriestor, keď sa vlnia, čo by teoreticky malo zmeniť – vždy tak trochu – načasovanie rádiových impulzov vydávaných pulzarmi, keď sa časopriestor medzi nami a nimi naťahuje a sťahuje.
Jediný pulzar by nám toho veľa nepovedal, ale ak sa tieto časové odchýlky pozorujú u viacerých pulzarov, mohlo by to naznačovať prítomnosť gravitačných vĺn. Toto sa nazýva pulzarové časovacie pole.
Súbor údajov tímu je založený na pozorovaniach 65 milisekúnd pulzarov, ktorých načasovanie vykazovalo charakteristiky v súlade s tým, čo by sme očakávali od pozadia gravitačných vĺn.
Nie je to solídny dôkaz, aspoň zatiaľ nie. Ale je to o krok bližšie.
Vedci skutočne potrebujú vidieť konkrétny signál v pároch pulzarov, ktorých sila závisí od ich priestorovej vzdialenosti na oblohe. To sme ešte nevideli, pretože signál je príliš slabý, ale signál, ktorý sme videli, by sme očakávali ako prvý.
„Prvým náznakom pozadia gravitačných vĺn by bol signál podobný tomu, ktorý vidíme v International Pulsar Timing Array Vydanie údajov 2 ,' hovorí astrofyzik Bhal Chandra Joshi z Národného centra pre rádiovú astrofyziku v Indii.
'Potom s ďalšími údajmi bude signál významnejší a bude vykazovať priestorové korelácie, v tomto bode budeme vedieť, že ide o pozadie gravitačných vĺn.' Veľmi sa tešíme, že do IPTA po prvýkrát prispejeme novými údajmi o niekoľko rokov, aby sme pomohli dosiahnuť detekciu pozadia gravitačných vĺn.“
Je potrebné vylúčiť aj iné príčiny signálu.
'Skúmame aj to, čo by tento signál ešte mohol byť,' hovorí astrofyzik Boris Gončarov z vedeckého inštitútu Gran Sasso v Taliansku.
'Napríklad, možno by to mohlo byť výsledkom šumu, ktorý je prítomný v údajoch jednotlivých pulzarov, ktoré mohli byť nesprávne modelované v našich analýzach.'
To znamená, že je potrebné urobiť oveľa viac vedy, kým budeme môcť definitívne tvrdiť, že pozadie gravitačných vĺn bolo detekované. Ale s dôkazmi po ruke je rozumné začať sa trochu vzrušovať.
Je to preto, že ak sme detekovali pozadie gravitačných vĺn, najpravdepodobnejším zdrojom sú kolízie medzi niektorými z najhmotnejších objektov vo vesmíre – supermasívnymi čiernymi dierami.
To znamená, že signál by mohol pomôcť vyriešiť také rébusy ako napr konečný problém parsec , ktorá uvádza, že supermasívne čierne diery sa možno nebudú môcť zlúčiť a pomôžu nám lepšie pochopiť galaktický vývoj a rast.
'Detekcia gravitačných vĺn z populácie masívnych dvojhviezd čiernych dier alebo z iného kozmického zdroja nám poskytne bezprecedentný pohľad na to, ako sa formujú a rastú galaxie, alebo ako kozmologické procesy prebiehajúce v mladom vesmíre.' hovorí astrofyzik Alberto Vecchio z University of Birmingham vo Veľkej Británii.
'Na dosiahnutie tohto cieľa je potrebné veľké medzinárodné úsilie v rozsahu IPTA a niekoľko nasledujúcich rokov by nám mohlo priniesť zlatý vek pre tieto prieskumy vesmíru.'
Výskum tímu bol publikovaný v Mesačné oznámenia Kráľovskej astronomickej spoločnosti .