Учените обещаха да направят „важно съобщение“ в четвъртък

Засега какво ще чуем в четвъртък е все още предположение, но очакванията са големи!

Това е само много кратко съобщение, че сътрудничеството на NANOGrav (вижте по-долу) кани хората да останат около четвъртък, 29 юни в техния дневен ред. На този ден консорциумът обещава да направи „важно съобщение“. Съобщението предизвиква сензация – и то не само сред астрофизиците – и вече води до големи спекулации.

Отбележете календарите си и се пригответе за важно съобщение от сътрудничеството на NANOGrav на 29 юни! #Nugraph

– NANOGrav PFC (NANOGrav) 21 юни 2023 г

гравитационни вълни
Но никой извън консорциума не знае какво точно ще обяви. Това, което знаем е, че има нещо общо с гравитационните вълни. Сега ви чуваме: напоследък получаваме необходимите важни съобщения от този ъгъл. И това е правилно. Започна през 2016 г. с първото в историята откриване на гравитационни вълни или вълни в пространство-времето (виж карето), причинени от екстремни събития, като сливането на черни дупки. И през следващите години редовно бяхме изненадвани от нови открития на гравитационни вълни, които бяха причинени не само от сливането на черни дупки, но и от сливането на неутронни звезди и дори от сблъсъка между неутронна звезда и черна дупка.

За пространство-времето (и вълните в него)
Гравитационните вълни са вълни в пространство-времето. Най-добре е да си представим, че пространство-времето е плътно опънат лист хартия. Планетите и звездите лежат като топки върху тази „плоча“, в резултат на което пространство-времето се изкривява локално. Освен това вълните пътуват и през пространство-времето. Това са гравитационни вълни и те възникват, когато два тежки обекта се въртят или се сливат близо един до друг.

Основно обявените открития, споменати по-горе, са дело на сътрудничеството LIGO-Virgo. Но съобщението, което ни очаква в четвъртък, идва от съвсем различно партньорство: NANOGrav. В рамките на това партньорство радиотелескопите се използват за търсене на друг вид гравитационна вълна, нискочестотната гравитационна вълна. „Подобно на светлинните вълни, гравитационните вълни могат да се излъчват в широк диапазон от честоти“, гласи уебсайтът на NANOGrav. „Точно както се нуждаем от различни видове телескопи, за да наблюдаваме целия електромагнитен спектър, ние също се нуждаем от различни видове детектори за гравитационни вълни, за да открием пълния спектър от гравитационни вълни.“

пулсари
За да открие нискочестотни гравитационни вълни, NANOGrav се фокусира върху пулсарите. Това са бързо въртящи се неутронни звезди, които, докато се въртят, излъчват лъчи радиовълни, които могат да бъдат приети от Земята. Можете да сравните тези излъчвания малко със светлината на фара, греещ над плажа. И точно както можете да използвате светлината от фар – която удря брега на едни и същи интервали всеки път – за да следите времето, можете също да използвате пулсарите като вид „космически часовник“. Защото изблиците на радиовълни, както ги наблюдаваме тук на Земята, също се случват на едни и същи интервали всеки път.

Така че пулсарите могат да се използват като вид часовник. Но как можете да го използвате за откриване на гравитационни вълни? Когато гравитационните вълни се движат през пространство-времето, в пространство-времето се създават вълни; Пространството се разтяга в една посока и се компресира перпендикулярно на нея. „Вълничките, причинени от гравитационните вълни, пътуващи през нашата галактика, карат пулсарите да пристигат твърде рано или твърде късно“, гласи уебсайтът на NANOGrav. Така че отклоненията във времето на пристигане на пулсарите могат да показват преминаването на гравитационна вълна. „Това са гравитационни вълни с честоти от порядъка на нанохерца, които съответстват на период от месеци до десетилетия“, казва Nanograph. „Това са много по-ниски честоти, отколкото могат да наблюдават наземните интерферометри като LIGO или космическите интерферометри като LISA.“

Новини
И в това търсене на нискочестотни гравитационни вълни сега е направено потенциално интересно откритие. Но какво би могло да бъде? Както споменахме, вече има много спекулации по този въпрос. Една от възможностите е, че изследователите са успели да открият нискочестотни гравитационни вълни по описания по-горе начин – тоест чрез използване на пулсари. След това може да са гравитационни вълни от конкретен източник, като например две въртящи се свръхмасивни черни дупки в далечна галактика. Или – и това също би било много вълнуващо – комбинация от всички гравитационни вълни, идващи заедно от всички части на Вселената: изотропният фон на гравитационните вълни. Първоначалните индикации за съществуването му бяха открити от NANOGrav по-рано тази година, така че откриването на такъв фон от гравитационни вълни със сигурност не е далече. Това също е нещо, което изследователите преследват от известно време, не на последно място защото може да предостави повече знания за това колко често черните дупки (и следователно галактиките, в които се намират) се сливат. Това е важно, ако искате да получите по-добра картина на галактическата еволюция като цяло. Между другото, има и по-луди идеи във връзка с обявяването на NANOGrav. Например, изследователите могат също да докладват, че не могат да намерят нискочестотни гравитационни вълни. Не е много правдоподобно, но би било голяма новина, защото също така разклаща общата теория на относителността.

Засега не остава нищо друго, освен да изчакаме до четвъртък. Тогава – от устата на учените зад NANOGrav – трябва да чуете думата изкупление.

кубче лед
Има и още една добра причина да седнете на ръба на стола си по-късно тази седмица. Защото в допълнение към NANOGrav, обсерваторията за неутрино IceCube, която търси неутрино или „призрачни частици“, също ще направи съобщение следващия четвъртък. В туит изследователите ни обещават „вълнуващи резултати“. Учените от NANOGrav сега потвърдиха, че съобщението на IceCube е отделно от техните големи новини, така че имаме поне две изненади, които ни очакват следващия четвъртък.