Las ondas en el tejido del universo pueden revelar el comienzo de los tiempos

Una simulación numérica de estrellas de neutrones que se fusionan para formar un agujero negro, con sus discos de acreción interactuando para producir ondas electromagnéticas. Crédito: L. Rezolla (AEI) & M. Koppitz (AEI & Zuse-Institut Berlin)

Los científicos han avanzado en el descubrimiento de cómo usar ondas en el espacio-tiempo conocidas como ondas gravitacionales para volver al principio de todo lo que sabemos. Los investigadores dicen que pueden comprender mejor el estado del universo poco después del Big Bang al aprender cómo estas ondas en el tejido del universo fluyen a través de los planetas y el gas intergaláctico.

«No podemos ver universo primitivo directamente, pero tal vez podamos verlo indirectamente si observamos cómo las ondas gravitacionales de esa época afectan la materia y la radiación que podemos observar hoy». Revista de cosmología y física de astropartículas. Garg es un estudiante graduado en el Programa de Física de Plasma de Princeton, con sede en el Laboratorio de Física de Plasma de Princeton (PPPL) del Departamento de Energía de EE. UU. (DOE).

Garg y su asesor Elijah Dodin, afiliado tanto a la Universidad de Princeton como a PPPL, adaptaron la técnica de su investigación en Energía de fusión, un proceso que genera energía para el sol y las estrellas que los científicos están desarrollando para generar electricidad en la Tierra sin emitir gases de efecto invernadero ni producir residuos radiactivos de vida larga. Los científicos de la fusión calculan cómo Ondas electromagnéticas Moviéndose a través del plasma, la sopa de electrones núcleos atómicos que alimentan instalaciones de fusión conocidas como tokamak y estrellas.

Resulta que este proceso es similar al movimiento de ondas gravitacionales a través de la materia. «Ponemos las máquinas de ondas de plasma a trabajar en el problema de las ondas gravitacionales», dijo Garg.

Las ondas gravitacionales, que fueron predichas por primera vez por Albert Einstein en 1916 como resultado de su teoría de la relatividad, son perturbaciones en Tiempo libre debido al movimiento de cuerpos muy densos. Viajan a la velocidad de la luz y fueron detectados por primera vez en 2015 por el Observatorio de ondas gravitacionales láser (LIGO) a través de detectores en el estado de Washington y Luisiana.

Garg y Doden crearon fórmulas que teóricamente podrían realizar ondas gravitacionales Para revelar las propiedades ocultas de los cuerpos celestes, como las estrellas a muchos años luz de distancia. Cuando las ondas fluyen a través de la materia, crean luz cuyas propiedades dependen de la densidad del material.

Un físico puede analizar esta luz y descubrir propiedades alrededor de una estrella a millones de años luz de distancia. La tecnología también podría conducir a descubrimientos sobre la colisión de estrellas de neutrones y agujeros negros, los restos extremadamente densos de las estrellas moribundas. Incluso pueden revelar información sobre lo que estaba sucediendo durante el Big Bang y los primeros momentos de nuestro universo.

La búsqueda comenzó sin ningún sentido de su significado. «Pensé que este sería un pequeño proyecto de seis meses para un estudiante graduado que implicaría resolver un comando simple», dijo Dowden. «Pero una vez que comenzamos a profundizar en el tema, nos dimos cuenta de que se entendía muy poco sobre el problema y que podíamos hacer un trabajo teórico básico aquí».

Los científicos ahora planean utilizar esta tecnología para el análisis de datos en un futuro próximo. «Tenemos algunas fórmulas ahora, pero obtener resultados significativos requerirá un poco más de trabajo», dijo Garg.

más información:
Deepen Garg et al, Patrones de ondas gravitacionales en la materia, Revista de cosmología y física de astropartículas (2022). DOI: 10.1088/1475-7516/2022/08/017

La frase: Ripples in the Fabric of the Universe May Reveal the Beginning of Time (20 de enero de 2023) Obtenido el 20 de enero de 2023 de https://phys.org/news/2023-01-ripples-fabric-universe-reveal.html

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