Une équipe de physiciens a découvert que la gravité peut se transformer en lumière, mais seulement si
Qu'est-ce que le modèle standard et comment fonctionne-t-il ?
Le Modèle standard est une théorie moderne de la structure et des interactions des particules élémentaires, qui a été testée expérimentalement à plusieurs reprises.La théorie elle-même est basée sur un très petit nombre de postulats et permetprédire théoriquement les propriétés de milliers de processus différents dans le monde des particules élémentaires.La formulation actuelle a été achevée dans les années 2000 après confirmation expérimentale de l’existence des quarks. Elle a été proposée par trois scientifiques et contient, entre autres, des explications sur l’origine de la masse des particules élémentaires dans le cadre du mécanisme de brisure spontanée de symétrie proposé par le boson de Higgs.
Caractéristique du modèle qui "change les règles du jeu"
L’une de ses particularités est qu’il interdit généralement la transformation de particules sans masse en particules massives.Alors que les particules du Modèle standard se transforment constamment les unes en les autres par le biais de diverses réactions et processus, le photon – le transporteur sans masse de la lumière – « reste lui-même ».Mais, si les conditions sont réunies, c’est possible (par exemple, lorsqu’il interagit avec un atome lourd), c’est possible se divisent spontanément et deviennent un électron et un positron, qui sont des particules massives.
Concept de gravité et de trou noir. Photo: fr.freepik.com
Ils voulaient comprendre si la gravité elle-même pouvait être convertie en d’autres particules.
Validation des idées
Oui, la gravité est généralement considérée dans le contexte de la relativité générale, selon laquelle les courbes et les courbures de l’espace-temps affectentDans ce cas, il est très difficile d’imaginer comment cela peutL’astuce est que la gravité peut être vue à travers l’optique quantique.Bien que l’image actuelle de la gravitation quantique soit loin d’être complète, on sait que ces innombrables particules invisibles serontse comportent comme n’importe quelle autre particule fondamentale, y compris celles qui se transforment potentiellement.
Pour tester cette idée, les physiciens ont étudié les conditions de l’univers primitif – petit, chaud et dense.Là-bas, toutes les formes de matière et d’énergie ont été amplifiées à des échelles inimaginables, bien plus grandes que même nos collisionneurs de particules les plus puissants ne peuvent atteindre.
Les scientifiques ont découvert que dans ce conceptLes ondes gravitationnelles jouent un rôle important : ondulations dans la structure de l’espace-temps générées par les collisions entre les objets les plus massifs de l’espace. Ils sont généralement très faibles et sont capables de pousser un atome sur une distance inférieure à la largeur de son propre noyau. (Plus tôt, Hi-Tech avait écrit que la gravité est la plus faible des quatre forces principales). Mais dans l’Univers primitif, les vagues pourraient être beaucoup plus fortes, ce qui pourrait sérieusement affecter tous les processus et la matière.
Vue d'artiste des ondes gravitationnelles. Image reproduite avec l'aimable autorisation de R. Hurt/Caltech-JPL
"Ces premières vagues éclaboussaient d'avant en arrière,augmentant de temps en temps », explique Paul Sutter, professeur-chercheur en astrophysique à l'Université SUNY Stony Brook et au Flatiron Institute de New York, qui n'a pas participé à l'étude. —Tout le reste dans l'Univers serait capturé par la poussée et l'attraction des vagues, ce qui entraînerait un effet de résonance. Les ondes gravitationnelles agissaient comme une pompe, renversant encore et encore la matière en amas denses.
De quoi sont capables les ondes gravitationnelles ?
Les ondes gravitationnelles peuvent également influencerau champ électromagnétique. Parce qu’elles constituent des ondulations dans l’espace-temps lui-même, les ondes ne se limitent pas aux interactions avec des objets massifs. À mesure qu’ils continuent de pomper, le rayonnement dans l’Univers atteint des énergies extrêmement élevées. Cela provoque finalement l’apparition spontanée de photons : la gravité elle-même génère de la lumière.
À quoi sont arrivés les scientifiques ?
Les chercheurs ont constaté que, dans l'ensemble, celale processus est assez inefficace. L’Univers primitif était en expansion, de sorte que les modèles standards d’ondes gravitationnelles ne pouvaient pas exister longtemps. Cependant, les physiciens ont déclaré que si l'Univers primitif contenait suffisamment de matière pour que la vitesse de la lumière ralentisse (tout comme la lumière se déplace plus lentement dans l'air ou dans l'eau), les ondes auraient persisté suffisamment longtemps pour générer des flux de photons supplémentaires.
Pourquoi la nouvelle étude est-elle si importante ?
Les physiciens ne comprennent pas encore complètementla physique complexe et complexe de l’aube cosmique. Cependant, si la théorie des scientifiques est correcte, alors la lumière créée par la gravité influencera probablement la formation de la matière et l'évolution de l'Univers. C’est pourquoi l’étude de toutes les conséquences de cet étonnant processus entraînera une révolution dans notre compréhension des premiers instants de notre monde.
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Sur la couverture : Cette vue d'artiste montre deux galaxies du début de l'Univers. L'explosion lumineuse à gauche est un sursaut gamma.
Auteur : ESO/L. Calcada