O echipă de cercetători fizicieni a descoperit că gravitația se poate transforma în lumină, dar numai dacă
Ce este modelul standard și cum funcționează?
Modelul Standard este o teorie modernă a structurii și interacțiunilor particulelor elementare, care a fost testată experimental în mod repetat.Teoria în sine se bazează pe un număr foarte mic de postulate și permitepentru a prezice teoretic proprietățile a mii de procese diferite din lumea particulelor elementare.Formularea modernă a fost finalizată în anii 2000 după confirmarea experimentală a existenței quarcurilor. A fost propusă de trei oameni de știință și conține, în special, explicații pentru originea masei particulelor elementare în cadrul mecanismului de rupere spontană a simetriei propus de Higgs.
Caracteristica modelului care „schimbă regulile jocului”
Una dintre caracteristicile sale este că, de obicei, interzice transformarea particulelor fără masă în cele masive .În timp ce particulele din Modelul Standard se transformă constant unele în altele prin diferite reacții și procese, fotonul – purtătorul fără masă al luminii – "rămâne el însuși".Dar, dacă condițiile sunt corecte, este posibil (de exemplu, atunci când interacționează cu un atom greu), poate Se scindează spontan și devin un electron și un pozitron, care sunt particule masive.
Conceptul gravitației și al găurii negre. Foto: en.freepik.com
Această idee i-a inspirat pe autorii noului studiu, care au vrut să înțeleagă dacă gravitația însăși s-ar putea transforma în alte particule.
Validarea ideii
Da, gravitația este de obicei considerată în contextul relativității generale, conform căreia curburile și curburile spațiu-timpului afectează În acest caz, este foarte dificil să ne imaginăm cum poateTrucul este că gravitația poate fi văzută prin optica cuantică.Deși imaginea actuală a gravitației cuantice este departe de a fi completă, se știe că aceste nenumărate particule invizibile vor fise comportă ca orice alte particule fundamentale, inclusiv cele potențial transformatoare.
Pentru a testa această idee, fizicienii au studiat condițiile unui univers foarte timpuriu – mic, fierbinte și dens.Acolo, toate formele de materie și energie au fost mărite la scări inimaginabile, mult mai mari decât pot realiza chiar și cele mai puternice acceleratori de particule.
Oamenii de știință au descoperit că în acest conceptUn rol important îl au undele gravitaționale - ondulații în țesătura spațiu-timp generate de coliziunile dintre cele mai masive obiecte din spațiu. Ele sunt de obicei foarte slabe și sunt capabile să împingă un atom la o distanță mai mică decât lățimea propriului nucleu. (Anterior, Hi-Tech a scris că gravitația este cea mai slabă dintre cele patru forțe principale). Dar la începutul Universului, undele ar putea fi mult mai puternice, iar acest lucru ar putea afecta grav toate procesele și materia.
Impresia artistică a undelor gravitaționale. Imagine prin amabilitatea lui R. Hurt/Caltech-JPL
„Aceste valuri timpurii s-au împroșcat înainte și înapoi,crescând din când în când”, explică Paul Sutter, profesor de cercetare de astrofizică la Universitatea SUNY Stony Brook și Institutul Flatiron din New York, care nu a fost implicat în studiu. — Orice altceva din Univers ar fi capturat de împingerea și tracțiunea valurilor, ceea ce ar duce la un efect de rezonanță. Undele gravitaționale au acționat ca o pompă, împingând din nou și din nou materia în bulgări dense.”
De ce sunt capabile undele gravitaționale?
Undele gravitaționale pot influența și elela câmpul electromagnetic. Deoarece sunt ondulații în spațiu-timp în sine, undele nu se limitează la interacțiunile cu obiecte masive. Pe măsură ce continuă să pompeze, radiațiile din Univers ajung la energii extrem de mari. Acest lucru provoacă în cele din urmă apariția spontană a fotonilor: gravitația însăși generează lumină.
La ce au ajuns oamenii de știință?
Cercetătorii au descoperit că, în general, aceastaprocesul este destul de ineficient. Universul timpuriu se extindea, așa că modelele standard ale undelor gravitaționale nu puteau exista pentru mult timp. Cu toate acestea, fizicienii au spus că, dacă Universul timpuriu ar fi conținut suficientă materie încât viteza luminii să scadă (la fel cum lumina se deplasează mai lent în aer sau apă), undele ar fi zăbovit suficient de mult pentru a genera fluxuri de fotoni suplimentari.
De ce este noul studiu atât de important?
Fizicienii nu înțeleg încă pe deplinfizica complexă și complicată a zorilor cosmice. Cu toate acestea, dacă teoria oamenilor de știință este corectă, atunci lumina creată de gravitație va influența probabil formarea materiei și evoluția Universului. De aceea, studierea tuturor consecințelor acestui proces uimitor va duce la o revoluție în înțelegerea noastră a celor mai timpurii momente ale lumii noastre.
Citeste mai mult:
Era o fotografie în interiorul celei de-a doua cea mai adâncă dolină subacvatică din lume
Vezi ce s-a întâmplat cu Mercur când s-a apropiat cât mai mult de Soare
Oamenii de știință sunt gata să recunoască noul copac ca fiind cel mai vechi din lume
Pe coperta: Impresia acestui artist arată două galaxii din Universul timpuriu. Explozia strălucitoare din stânga este o explozie de raze gamma.
Autor: ESO/L. Calcada