W ogólnej teorii względności słynny naukowiec wspominał o scenariuszu, w którym swego rodzaju pamiątki po potężnych zdarzeniach, takich jak kolizje czarnych dziur, mogłyby zostać zachowane w strukturze czasoprzestrzeni. Nośnikiem takich wspomnień miałyby być zdaniem Einsteina fale grawitacyjne. W świetle nowych doniesień, za którymi stoi zespół fizyków teoretycznych, pojawiły się solidne podstawy ku temu, by przyznać Einsteinowi rację.
Czytaj też: Niemcy budują hipersoniczny samolot kosmiczny. Będzie latał ponad 5 razy szybciej od dźwięku
Autorzy tych potencjalnie przełomowych badań zasugerowali, że mają sposób na przekonanie się, czy teoria pamięci grawitacyjnej faktycznie ma rację bytu. Co ciekawe, fale grawitacyjne zostały już zidentyfikowane przez ludzkość dzięki instrumentom LIGO oraz Virgo, lecz ich trwały ślad wciąż pozostaje nieuchwytny.
Kluczem do rozwikłania zagadki może się okazać mikrofalowe promieniowanie tła, będące pozostałością po Wielkim Wybuchu. Ale czym w ogóle są fale grawitacyjne? Można je porównać do fal powstających na tafli wody po tym, jak wrzucimy do niej na przykład kamień. W skali wszechświata takim kamieniem byłby masywny obiekt, choćby w postaci czarnej dziury łączącej się z inną. Wygenerowane w toku tej kolizji sygnały mogą przemieszczać się przez przestrzeń z prędkością światła.
Ogólna teoria względności Einsteina przewidywała występowanie tzw. fal grawitacyjnych będących pozostałościami po zjawiskach takich jak fuzje czarnych dziur
Fale grawitacyjne, w odróżnieniu od “zwykłych”, mogą na stałe zmienić strukturę czasoprzestrzeni. Takimi zmianami mogą zostać objęte na przykład fotony, które na skutek zachodzących interakcji miałyby doświadczać – w myśl rozpatrywanych teorii – trwałych zmian prędkości bądź kierunku. Właśnie dlatego światło, które jest złożone z tych fotonów, mogłoby być nośnikiem wspomnień po zjawiskach prowadzących do powstawania fal grawitacyjnych.
Szukając poszlak w tym zakresie członkowie zespołu badawczego skupili się na kosmicznym mikrofalowym promieniowaniu tła powstałym wkrótce po Wielkim Wybuchu. Kluczem zdaniem autorów badań miałyby być niewielkie zmiany temperatury tego promieniowania. Potencjalne implikacje miałyby naprawdę szeroki zakres, obejmując chociażby przełomowe dane na temat tego, w jakich okolicznościach supermasywne czarne dziury łączyły się ze sobą na początku istnienia wszechświata.
Czytaj też: W martwym obszarze wszechświata nagle coś zaczęło emitować sygnały. Astronomowie w kropce
Mogłoby to doprowadzić do uzyskania kompleksowego obrazu sytuacji, jaka miała miejsce przed miliardami lat. Na podstawie zorganizowanych symulacji fizycy doszli do wniosku, że zdarzenia prowadzące do powstawania fal grawitacyjnych powinny pozostawić po sobie mierzalne zmiany w promieniowaniu tła. Natężenie takich hipotetycznych sygnałów byłoby jasnym wyznacznikiem tego, jak masywne były czarne dziury stojące za tymi wydarzeniami. Jako że oczekiwane zmiany temperaturowe mogą być liczone w biliardowych częściach stopnia, to konieczny będzie dostęp do naprawdę szczegółowych pomiarów. Poza tym sami zainteresowani przyznają, iż ich obliczenia opierały się na uproszczonych założeniach, dlatego ostateczny rezultat może się jeszcze zmienić.