fevereiro 9, 2023

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Ondulações no tecido do universo podem revelar o início dos tempos

Uma simulação numérica de estrelas de nêutrons se fundindo para formar um buraco negro, com seus discos de acreção interagindo para produzir ondas eletromagnéticas. Crédito: L. Rezolla (AEI) e M. Koppitz (AEI e Zuse-Institut Berlin)

Os cientistas avançaram na descoberta de como usar ondulações no espaço-tempo conhecidas como ondas gravitacionais para voltar ao início de tudo o que conhecemos. Os pesquisadores dizem que podem entender melhor o estado do universo logo após o Big Bang, aprendendo como essas ondulações no tecido do universo fluem através dos planetas e do gás intergaláctico.


“Não podemos ver universo primitivo diretamente, mas talvez possamos vê-lo indiretamente se observarmos como as ondas gravitacionais daquela época afetam a matéria e a radiação que podemos observar hoje”. Jornal de Cosmologia e Física de Astropartículas. Garg é um estudante de pós-graduação no Programa Princeton em Física de Plasma, baseado no Laboratório de Física de Plasma de Princeton (PPPL) do Departamento de Energia dos Estados Unidos (DOE).

Garg e seu orientador Elijah Dodin, afiliado à Universidade de Princeton e ao PPPL, adaptaram a técnica de suas pesquisas em energia de fusão, um processo que gera energia para o sol e as estrelas que os cientistas estão desenvolvendo para gerar eletricidade na Terra sem emitir gases de efeito estufa ou produzir resíduos radioativos de vida longa. Cientistas de fusão calculam como Ondas eletromagnéticas Movendo-se através do plasma, a sopa de elétrons núcleos atômicos que alimentam instalações de fusão conhecidas como tokamak e estrelas.

Acontece que esse processo é semelhante ao movimento das ondas gravitacionais através da matéria. “Colocamos as máquinas de ondas de plasma para trabalhar no problema das ondas gravitacionais”, disse Garg.

As ondas gravitacionais, que foram previstas pela primeira vez por Albert Einstein em 1916 como resultado de sua teoria da relatividade, são perturbações na Tempo livre devido ao movimento de corpos altamente densos. Eles viajam na velocidade da luz e foram detectados pela primeira vez em 2015 pelo Laser Gravitational-Wave Observatory (LIGO) por meio de detectores no estado de Washington e na Louisiana.

Garg e Doden criaram fórmulas que teoricamente poderiam realizar ondas gravitacionais Para revelar as propriedades ocultas dos corpos celestes, como estrelas a muitos anos-luz de distância. Quando as ondas fluem através da matéria, elas criam luz cujas propriedades dependem da densidade do material.

Um físico pode analisar essa luz e descobrir propriedades ao redor de uma estrela a milhões de anos-luz de distância. A tecnologia também pode levar a descobertas sobre a colisão de estrelas de nêutrons e buracos negros, os restos extremamente densos de estrelas moribundas. Eles podem até revelar informações sobre o que estava acontecendo durante o Big Bang e os primeiros momentos do nosso universo.

A busca começou sem qualquer noção de seu significado. “Achei que seria um pequeno projeto de seis meses para um aluno de pós-graduação que envolveria a resolução de um comando simples”, disse Dowden. “Mas assim que começamos a nos aprofundar no assunto, percebemos que muito pouco era entendido sobre o problema e poderíamos fazer algum trabalho teórico básico aqui.”

Os cientistas agora planejam usar essa técnica para análise de dados em um futuro próximo. “Temos algumas fórmulas agora, mas obter resultados significativos vai exigir um pouco mais de trabalho”, disse Garg.

Mais Informações:
Deepen Garg et al, Patterns of Gravitational Waves in Matter, Jornal de Cosmologia e Física de Astropartículas (2022). DOI: 10.1088/1475-7516/2022/08/017

a citação: Ondulações no tecido do universo podem revelar o início dos tempos (2023, 20 de janeiro) Recuperado em 20 de janeiro de 2023 em https://phys.org/news/2023-01-ripples-fabric-universe-reveal.html

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