Κοσμικές υπερχορδές μπορεί να φανούν στα βαρυτικά κύματα

Πηγή: space.com, 9 Ιανουαρίου 2007

Το κυνήγι για τα άπιαστα κύματα της βαρύτητας έχουν έναν νέο στόχο: το 'τραγούδι' των κοσμικών υπερχορδών που θεωρητικά εκπέμπουν τα κύματα αυτά - που από καιρό τώρα αναζητούνται - καθώς δονούνται.

Οι υπερχορδές είναι "τόσο ελαφρές που δεν μπορούν να έχουν καμιά επίδραση στην κοσμική δομή, όμως αυτές δημιουργούν ένα λουτρό από κύματα της βαρύτητας μόλις διασπώνται", λέει ο Craig Hogan, κοσμολόγος στο πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον.

Τα κύματα της βαρύτητας, που προκαλούνται με την κίνηση της ύλης καθώς αυτή στρεβλώνει τον χωροχρονικό ιστό, αναφέρθηκαν αρχικά από τον Αλβέρτο Αϊνστάιν στη θεωρία της Γενικής Σχετικότητάς το 1916, αν και το φαινόμενο αυτό ακόμα δεν έχει παρατηρηθεί μέχρι σήμερα σε πραγματικό χρόνο.

Οι βρόχοι των κοσμικών υπερχορδών κινούνται και ταλαντεύονται, παράγοντας κύματα βαρύτητας, κατόπιν αργά αργά στενεύουν καθώς αυτά χάνουν ενέργεια έως ότου εξαφανιστούν.

Η θεωρία χορδών προϋποθέτει ότι οι κρυμμένες διαστάσεις περιβάλλονται σφικτά από τις χορδές των στοιχειωδών σωματιδίων. Μια παραφυάδα αυτής της θεωρίας προτείνει ότι μερικές τέτοιες χορδές μπορούν να σχηματίσουν στενούς σωλήνες ενέργειας, που τεντώνονται σε τεράστιες αποστάσεις λόγω της διαστολής του σύμπαντος. Αυτές οι θεωρητικές κοσμικές υπερχορδές, που οι ερευνητές τις περιέγραψαν ως υπέρλεπτους σωλήνες και είναι γεμάτες με το αρχαίο κενό το οποίο δημιουργήθηκε στο αρχικό σύμπαν, μπορούν να κινούνται σπειροειδώς σε παλλόμενους βρόχους - στο μέγεθος των γαλαξιών - που εκπέμπουν κύματα βαρύτητας καθώς αυτά χάνονται όταν διασπώνται.

Αυτές μπορούν, επίσης, να είναι ανιχνεύσιμες αν χρησιμοποιήσουμε το παρατηρητήριο κυμάτων βαρύτητας με τη βοήθεια συμβολομέτρου λέιζερ (LIGO) ή το προτεινόμενο Συμβολόμετρο με Λέιζερ στο διάστημα LISA της NASA, προσθέτει ο Hogan.

Οι Hogan και Matt DePies, ένας διδακτορικός σπουδαστής στο ίδιο Πανεπιστήμιο, παρουσίασαν τους υπολογισμούς για τα κύματα βαρύτητας των κοσμικών υπερχορδών σε μια συνεδρίαση της Αμερικανικής Αστρονομικής Ένωσης στο Σιάτλ.

Δεδομένου ότι τα κύματα βαρύτητας είναι πιθανά εξαιρετικά ασθενή, οι κοσμολόγοι θεωρούν ότι μόνο αυτά που παράγονται από τις τεράστιες συγκρούσεις θα είναι αρκετά ισχυρά για να παρατηρηθούν.

Παραδείγματος χάριν, μια σύγκρουση μαύρων οπών, θα μπορούσε να σπείρει κύματα μέχρι 1 εκατομμύριο φορές περισσότερη ισχύ από αυτά που παράγονται από κάθε γαλαξία στον Κόσμο, λένε οι ερευνητές. Ο Hogan πρόσθεσε ότι ενώ μερικοί κυματισμοί της βαρύτητας θα μπορούσαν να εμφανιστούν σε συχνότητες αντιληπτές στο ανθρώπινο αυτί, πολλές πηγές είναι πιθανό να έχουν εξαιρετικά χαμηλές συχνότητες 10 έως 20 οκτάβες κάτω από το εύρος της ανθρώπινης ακοής.

"Εάν δούμε κάποια από αυτά στο υπόβαθρο, θα έχουμε πραγματικές φυσικές αποδείξεις ότι αυτές οι χορδές υπάρχουν," τελειώνει ο Hogan