Od trenutka kada su gravitacioni talasi prvi put direktno detektovani 2015. godine, naučnici su dobili potpuno novi alat za proučavanje svemira.
Umjesto da se oslanjaju isključivo na svjetlost koju emituju zvijezde, galaksije i drugi nebeski objekti, istraživači su počeli da prate sićušne poremećaje u samom tkivu prostor-vremena.
Ti talasi nastaju tokom nekih od najdramatičnijih događaja u kosmosu, poput sudara crnih rupa i neutronskih zvijezda, noseći informacije iz dijelova svemira koji su često nedostupni tradicionalnim astronomskim metodama, navodi SciTech Daily.
Iako je proučavanje gravitacionih talasa posljednjih godina doživjelo ogroman napredak, jedno važno pitanje ostalo je bez jasnog odgovora. Kako precizno mjeriti gravitacione talase u svemiru koji se neprestano širi?
Upravo tim problemom bavili su se istraživači sa Univerziteta Lajbnic u Hanoveru, koji su predstavili novi teorijski okvir za razumijevanje i mjerenje gravitacionih talasa u kosmološkim razmjerama.
Njihov rad ne donosi novi teleskop niti novu vrstu detektora, ali nudi nešto što bi dugoročno moglo biti podjednako značajno – drugačiji način tumačenja signala koje naučnici registruju dok proučavaju univerzum.
Gravitacioni talasi predstavljaju poremećaje prostor-vremena koji se šire brzinom svjetlosti. Još prije više od jednog veka predvidio ih je Albert Ajnštajn u okviru svoje Opšte teorije relativnosti.
Međutim, tek razvoj izuzetno osjetljivih instrumenata omogućio je njihovo direktno registrovanje.
Od tada su gravitacioni talasi postali jedan od najvažnijih izvora informacija o ekstremnim kosmičkim događajima.
Problem nastaje kada se posmatranje proširi sa lokalnih kosmičkih događaja na čitav svemir.
Za razliku od stabilnog okruženja koje se često koristi u teorijskim modelima, stvarni univerzum nije statičan.
On se širi još od Velikog praska, a ta ekspanzija utiče na sve što se kroz njega kreće, uključujući i gravitacione talase.
Zbog toga fizičari već dugo raspravljaju o tome kako pravilno definisati energiju gravitacionih talasa u takvom okruženju. Na prvi pogled pitanje može djelovati veoma apstraktno, ali ono ima direktne posljedice na način na koji se tumače podaci prikupljeni tokom posmatranja svemira.
Kada gravitacioni talas putuje kroz prostor koji se mijenja, nije uvijek jednostavno odrediti koji dio signala pripada samom talasu, a koji predstavlja posljedicu širenja univerzuma.
Upravo zbog toga postojeće metode imaju određena ograničenja kada se primjene na kosmološke razmjere.
Istraživači su zato predložili drugačiji pristup.
Umjesto da pokušavaju da definišu energiju gravitacionih talasa na globalnom nivou u čitavom svemiru, fokusirali su se na ono što je moguće neposredno izmjeriti.
Drugim riječima, polazište njihovog modela nije apstraktna matematička definicija, već stvarni odgovor detektora na prolazak gravitacionog talasa.
Takav pristup povezuje teoriju sa konkretnim mjerenjima i omogućava jasnije razumijevanje onoga što instrumenti zaista registruju. Prema autorima studije, upravo u tome leži najveća prednost novog okvira. Umjesto da se energija gravitacionih talasa opisuje na način koji može zavisiti od izbora matematičkog modela, nova metoda naglasak stavlja na fizički mjerljive efekte.
Ovo je posebno važno jer naredne generacije gravitacionih opservatorija obećavaju mnogo više podataka nego što ih danas imamo. Budući instrumenti moći će da registruju slabije i udaljenije signale, omogućavajući proučavanje događaja koji su se odigrali veoma rano u istoriji svemira.
Kako se količina dostupnih podataka bude povećavala, raste i potreba za teorijskim modelima koji mogu pouzdano da objasne ono što se posmatra. Čak i najmanje nejasnoće u definisanju gravitacionih talasa mogu postati značajne kada se analiziraju signali pristigli sa ogromnih kosmičkih udaljenosti.
Zbog toga autori istraživanja smatraju da njihov rad predstavlja važan korak ka preciznijem povezivanju gravitacione astronomije i kosmologije. Ukoliko se novi pristup pokaže uspješnim, mogao bi da pomogne naučnicima da sa većom sigurnošću proučavaju razvoj univerzuma, njegovo širenje i procese koji su oblikovali današnji kosmos.
Posebno je značajno to što gravitacioni talasi pružaju informacije koje se ne mogu dobiti posmatranjem svetlosti. Dok elektromagnetno zračenje može biti apsorbovano, raspršeno ili blokirano, gravitacioni talasi prolaze kroz svemir gotovo neometano. Zbog toga predstavljaju jedinstven izvor podataka o udaljenim i ekstremnim događajima.
Upravo zato svaki napredak u njihovom razumijevanju ima potencijal da unaprijedi naše poznavanje univerzuma.
Iako se novo istraživanje na prvi pogled bavi veoma specifičnim teorijskim pitanjem, njegov značaj daleko prevazilazi granice matematičke fizike, prenosi Telegraf.rs.
Ono se odnosi na jedno od najvažnijih pitanja savremene nauke – kako pravilno tumačiti informacije koje nam svemir šalje.