Η θεωρία του Άλμπερτ Αϊνστάιν για τη Γενική Σχετικότητα λέει ότι η κινούμενη ύλη διαστρεβλώνει τον ιστό τον χωροχρόνο των τεσσάρων διαστάσεων, στέλνοντας προς όλες τις κατευθύνσεις τους κυματισμούς της βαρύτητας, που ονομάζονται βαρυτικά κύματα. Κανείς όμως δεν έχει παρατηρήσει τέτοιο φαινόμενο μέχρι στιγμής, αλλά οι ερευνητές του Πανεπιστημίου της Ουάσινγκτον πιστεύουν ότι είναι δυνατόν να ανιχνεύσουμε τέτοια κύματα, που να προέρχονται από τις παράξενες δομές που ονομάζονται κοσμικές υπερχορδές.
Οι βρόχοι των κοσμικών υπερχορδών κινούνται και ταλαντώνονται, παράγοντας κύματα βαρύτητας, αλλά τότε σιγά-σιγά θα συρρικνωθούν καθώς χάνουν ενέργεια μέχρι να εξαφανιστούν.
Πολλοί φυσικοί θεωρούν ότι η πολύπλοκη και ορισμένες φορές αμφιλεγόμενη υπόθεση, που ονομάζεται θεωρία χορδών, είναι η υποψήφια θεωρία που μπορεί να ενοποιήσει τις τέσσερις βασικές δυνάμεις της φύσης – βαρύτητα, ηλεκτρομαγνητική, ασθενής και ισχυρή. Η θεωρία χορδών έχει επικριθεί πολλές φορές πως είναι μη πειραματική ή ακόμα και αντιεπιστημονική, αλλά κάποιες εκδόσεις της προβλέπουν τώρα μια εξωτική συμπεριφορά με παρατηρήσιμα αποτελέσματα: το σχηματισμό των κοσμικών υπερχορδών, στενοί ‘σωλήνες’ ενέργειας που απέμειναν από τις απαρχές του σύμπαντος, και που έχουν τεντωθεί σε τεράστια μήκη λόγω της επέκτασης του σύμπαντος, ανέφερε ο κοσμολόγος Craig Hogan.
Εάν οι θεωρίες είναι σωστές, υπάρχουν αμέτρητες κοσμικές υπερχορδές, τεντωμένες σαν μια γαλαξιακή λαστιχένια ζώνη. Μοιάζουν με πολύ λεπτούς σωλήνες με κάποιο από τα κενό του πρώιμου σύμπαντος που διατηρείται μέσα τους, εξηγεί ο Hogan. Οι χορδές μπορούν να σχηματίσουν βρόχους που "περιστρέφονται" και εκπέμπουν κύματα της βαρύτητας καθώς διασπώνται και τελικά εξαφανίζονται.
"Είναι τόσο ελαφριές ώστε να μην μπορούν να έχουν καμία επίδραση στην κοσμική δομή, αλλά δημιουργούν αυτό το λουτρό των κυμάτων της βαρύτητας εξ αιτίας της διάσπασης τους," αναφέρει ο Hogan.
Η θεωρία υποστηρίζει ότι κάθε φορά που κάτι κινείται εκπέμπει ένα βαρυτικό κύμα. Η σύγκρουση δύο μαύρων οπών στέλνει περισσότερα κύματα από οτιδήποτε άλλο φαινόμενο, συνήθως με ένα εκατομμύριο φορές περισσότερη ενέργεια από ό,τι παράγεται από όλους τους γαλαξίες μαζί στο σύμπαν. Ενώ ορισμένα κύματα βαρύτητας θα μπορούσαν να προκύψουν σε συχνότητες αρκετά υψηλές, που ένας άνθρωπος θεωρητικά θα μπορούσε να τα ακούσει, οι περισσότερες από αυτές τις πηγές έχουν πολύ χαμηλές συχνότητες, 10 έως 20 οκτάβες κάτω από το φάσμα της ανθρώπινης ακοής, συνέχισε ο Hogan.
"Οι μεγάλες μάζες θέλουν πολύ καιρό για να μετακινηθούν, έτσι υπάρχουν περισσότερες πηγές με μικρότερη συχνότητα," είπε. "Η ανίχνευση αυτών των δονήσεων θα προσθέσει ένα σάουντρακ για τις όμορφες εικόνες της αστρονομίας που έχουμε συνηθίσει να βλέπουμε. Όλη αυτή την εποχή, εμείς τις βλέπουμε σαν μια βουβή ταινία."
Ένα μελλοντικό διαστημικό παρατηρητήριο που θα βρίσκεται σε τροχιά, ονομάζεται LISA, και ήδη αναπτύσσεται από την NASA. Θα μπορούσε λοιπόν να κάνει τις πρώτες μετρήσεις των κυμάτων βαρύτητας με πολύ χαμηλές συχνότητες, ίσως τις πρώτες μετρήσεις σε αυτές τις συχνότητες, υποστηρίζει ο Hogan. Εκτός από τις αναμενόμενες πηγές των κυμάτων βαρύτητας, όπως δυαδικά αστέρια και μαύρες τρύπες, τα σήματα αυτά θα μπορούσαν να περιλαμβάνουν, επίσης, και την πρώτη άμεση απόδειξη των κοσμικών υπερχορδών.
"Αν δούμε μερικά από αυτά τα δεδομένα, θα έχουμε μια πραγματική φυσική απόδειξη ότι υπάρχουν αυτές οι χορδές," είπε.
Οι υπολογισμοί για τα κύματα βαρύτητας που παράγονται από τις κοσμικές υπερχορδές, καθώς και το σκεπτικό για την αποστολή του LIGO παρουσιάστηκαν στην Αμερικανική Αστρονομική Εταιρεία από τον Hogan και τον Matt DePies, διδακτορικού φοιτητή της φυσικής.
Επίσης, ένα παρατηρητήριο βαρυτικών κυμάτων στη Γη, που ονομάζεται LIGO, επίσης, προσπαθεί να συλλάβει τα κύματα βαρύτητας, αλλά ψάχνει σε υψηλότερες συχνότητες, όπου όπως πιστεύει ο Hogan τα κύματα από τις υπερχορδές θα ήταν πολύ πιο δύσκολο να ανιχνευθούν. Αυτό συμβαίνει γιατί ο θόρυβος υποβάθρου, θα κάνει δύσκολο να εντοπιστούν τα κύματα που εκπέμπονται από τις χορδές.
"Οι χορδές, αν υπάρχουν, είναι τμήμα του εν λόγω θορύβου, αλλά θέλουμε να ακούσουμε σε χαμηλότερες συχνότητες και να προσπαθήσουμε να τις εντοπίσουμε", καταλήγει.
Πηγή: ScienceDaily
Το 1976 ο φυσικός T.W.Kibble του Imperial College of Science, διατύπωσε την άποψη ότι κατά τη διάρκεια των πρώτων φάσεων του σύμπαντος, η αλληλεπίδραση μεταξύ περιοχών κενού με διαφορετικά ενεργειακά περιεχόμενα δημιούργησε χορδές απειροστού πλάτους και μήκους της τάξης κοσμικών αποστάσεων. Τις ονόμασαν δε κοσμικές χορδές. Μπορούμε αυτές να τις φανταστούμε σαν λεπτούς σωλήνες κενού πολύ μεγάλης ενέργειας, που ταξιδεύουν με ταχύτητες κοντά στην ταχύτητα του φωτός, καμπυλώνοντας δε τον χώρο.
Ένα εκατοστό μιας τέτοιας χορδής υπολογίζεται να ζυγίζει περί τα 4*1012 κιλά. Σαν αποτέλεσμα αυτής της τρομερής πυκνότητας είναι να δημιουργεί μεγάλα βαρυτικά πεδία, που αναγκάζουν τις χορδές σχήματος βρόχου να ταλαντώνονται με ταχύτητες κοντά με αυτήν του φωτός. Οι ταλαντώσεις αυτές, σύμφωνα με τον δημιουργό της θεωρίας, δημιουργούν βαρυτικά κύματα που ταξιδεύουν με την ταχύτητα του φωτός.
Η ύπαρξή τους δικαιολογεί κατά τους φυσικούς και την ακανόνιστη κατανομή της μάζας στο σύμπαν, όπως και η κύρια αιτία του σχηματισμού των σμηνών των γαλαξιών. Επίσης, μπορούν οι κοσμικές αυτές χορδές να δημιουργήσουν φαινόμενα βαρυτικών φακών.
Οι θεωρίες των κοσμικών χορδών λένε ότι δημιουργήθηκαν αμέσως μετά από τον πληθωρισμό (από το αυτόματο σπάσιμο της βαθμίδας), και ότι αυτά που ισχυρίζεται η ομάδα του Sazhin δίνουν πειραματική επιβεβαίωση αυτής της άποψης. Πριν από λίγο καιρό αστρονόμοι θεώρησαν ότι έχουν ανακαλύψει κάτι εκπληκτικό, μια τεράστια κοσμική χορδή μήκους 100 αστρονομικών μονάδων.
Οι κοσμικές υπερχορδές πρόκειται για μονοδιάστατα αντικείμενα, γραμμικά, τα οποία σχηματίζονται όταν σπάει μια αξονική ή κυλινδρική συμμετρία. Οι χορδές μπορούν να συσχετίζονται με τις μεγάλες θεωρίες ενοποίησης (GUT) της σωματιδιακής φυσικής, ή μπορούν να σχηματιστούν κατά τις ηλεκτρασθενείς αλληλεπιδράσεις. Είναι πολύ λεπτές και μπορούν να εκταθούν κατά μήκος του ορατού σύμπαντος. Μια τυπική χορδή σύμφωνα με τις θεωρίες GUT, έχει πάχος μικρότερο κατά ένα τρισεκατομμύριο φορές από την ακτίνα του ατόμου του υδρογόνου. Ακόμη, μια τέτοια χορδή μήκους 10 χιλιομέτρων θα ζυγίζει όσο η ίδια η Γη.
Διαβάστε και τα σχετικά άρθρα
1. Κοσμικές υπερχορδές μπορεί να φανούν στα βαρυτικά κύματα
2. Κοσμική Χορδή: Η έρευνα συνεχίζεται
Leave a Comment