Istraživački tim fizičara otkrio je da se gravitacija može pretvoriti u svjetlost, ali samo ako
Što je standardni model i kako funkcionira?
Standardni model je moderna teorijastruktura i interakcije elementarnih čestica, više puta eksperimentalno ispitane. Sama teorija temelji se na vrlo malom broju postulata i omogućuje teoretsko predviđanje svojstava tisuća različitih procesa u svijetu elementarnih čestica. Suvremena formulacija dovršena je 2000-ih nakon eksperimentalne potvrde postojanja kvarkova. Predložila su je tri znanstvenika i sadrži, posebice, objašnjenja za pojavu mase elementarnih čestica u okviru predloženog mehanizma spontanog narušavanja simetrije. od strane Higgsa.
Značajka modela koji "mijenja pravila igre"
Jedna od njegovih značajki je taobično zabranjuje transformaciju čestica bez mase u masivne. Dok se čestice u Standardnom modelu neprestano transformiraju jedna u drugu kroz različite reakcije i procese, foton — bezmaseni nositelj svjetlosti — "ostaje sam". Ali, ako su uvjeti dobri, moguće je (na primjer, kada dođe u interakciju s teškim atomom), može se spontano razdvojiti i postati elektron i pozitron, koji su masivne čestice.
Koncept gravitacije i crne rupe. Fotografija: en.freepik.com
Ova ideja inspirirala je autore nove studije. Željeli su shvatiti može li se sama gravitacija pretvoriti u druge čestice.
Provjera valjanosti ideje
Da, obično se uzima u obzir gravitacijau kontekstu opće teorije relativnosti, prema kojoj zavoji i zakrivljenosti prostor-vremena utječu na kretanje čestica. U ovom slučaju, vrlo je teško zamisliti kako može stvoriti čestice. Trik je u tome što se gravitacija može promatrati kroz kvantnu optiku. Na primjer, predstavljajući ga kao silu nošenu gravitonima. Iako je trenutna slika kvantne gravitacije daleko od potpune, poznato je da će se te bezbrojne nevidljive čestice ponašati kao bilo koje druge fundamentalne čestice, uključujući one koje se potencijalno transformiraju.
Kako bi testirali ovu ideju, fizičari su proučavali uvjetevrlo rani Svemir — malen, vruć i gust. Tamo su svi oblici materije i energije uvećani do nezamislivih razmjera, daleko većih nego što čak i naši najmoćniji sudarači čestica mogu postići.
Znanstvenici su otkrili da u ovom konceptuVažnu ulogu igraju gravitacijski valovi — valovi u tkivu prostor-vremena generirani sudarima između najmasivnijih objekata u svemiru. Obično su vrlo slabi i sposobni su gurnuti atom na udaljenost manju od širine vlastite jezgre. (Ranije je Hi-Tech napisao da je gravitacija najslabija od četiri glavne sile). Ali u ranom Svemiru valovi bi mogli biti mnogo jači, a to bi moglo ozbiljno utjecati na sve procese i materiju.
Umjetnikov dojam gravitacijskih valova. Slika ljubaznošću R. Hurt/Caltech-JPL
"Ovi rani valovi zapljuskivali su naprijed-natrag,povećavajući se s vremena na vrijeme,” objašnjava Paul Sutter, znanstveni profesor astrofizike na Sveučilištu SUNY Stony Brook i Institutu Flatiron u New Yorku, koji nije bio uključen u studiju. —Sve ostalo u svemiru bilo bi zarobljeno guranjem i povlačenjem valova, što bi dovelo do efekta rezonancije. Gravitacijski valovi djelovali su poput pumpe, iznova i iznova razbijajući materiju u guste grude.”
Za što su sposobni gravitacijski valovi?
Gravitacijski valovi također mogu utjecatina elektromagnetsko polje. Budući da su valovi valovi u samom prostorvremenu, nisu ograničeni na interakcije s masivnim objektima. Dok nastavljaju pumpati, zračenje u svemiru doseže iznimno visoke energije. To na kraju uzrokuje spontanu pojavu fotona: sama gravitacija stvara svjetlost.
Do čega su znanstvenici došli?
Istraživači su otkrili da, općenito, ovoproces je prilično neučinkovit. Rani Svemir se širio, tako da standardni modeli gravitacijskih valova nisu mogli dugo postojati. Međutim, fizičari su rekli da ako je rani Svemir sadržavao dovoljno materije da je brzina svjetlosti usporena (baš kao što svjetlost putuje sporije u zraku ili vodi), valovi bi se zadržali dovoljno dugo da generiraju tokove dodatnih fotona.
Zašto je nova studija toliko važna?
Fizičari još ne razumiju u potpunostisloženu, zamršenu fiziku kozmičke zore. Međutim, ako je teorija znanstvenika točna, tada će svjetlo stvoreno gravitacijom vjerojatno utjecati na formiranje materije i evoluciju Svemira. Zato će proučavanje svih posljedica ovog nevjerojatnog procesa dovesti do revolucije u našem razumijevanju najranijih trenutaka našeg svijeta.
Čitaj više:
Bila je fotografija unutar druge najdublje podvodne vrtače na svijetu
Pogledajte što se dogodilo s Merkurom kada se maksimalno približio Suncu
Znanstvenici su spremni prepoznati novo stablo kao najstarije na svijetu
Na naslovnici: Dojam ovog umjetnika prikazuje dvije galaksije u ranom svemiru, s lijeve strane je eksplozija gama zraka.
Autor: ESO/L. Calcada