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

Simulación numérica de estrellas de neutrones fusionándose con un agujero negro y sus discos de acreción que generan ondas electromagnéticas. Agradecimientos: L. Rezolla (AEI) y M. Koppitz (AEI y Zuse-Institut Berlin)

Los científicos han avanzado en el descubrimiento de cómo usar ondas en el espacio-tiempo llamadas ondas gravitacionales para volver al comienzo 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 viajan a través del tejido del universo a través de planetas y gases intergalácticos.


«No lo vemos universo primitivo Podemos verlo directamente, pero tal vez indirectamente, al observar cómo las ondas gravitacionales en ese momento afectaron la materia y la radiación que observamos hoy». Revista de Cosmología y Astrofísica. Garg es un estudiante graduado en el Programa de Física de Plasma de Princeton en el Laboratorio de Física de Plasma de Princeton (PPPL) del Departamento de Energía de EE. UU. (DOE).

Garg y su asesor, Elijah Dodin, quien también está afiliado a la Universidad de Princeton y PPPL, adaptaron la técnica para su investigación en 2010. Energía de fusión, el proceso que genera energía para el sol y las estrellas, y que los científicos están desarrollando para generar electricidad en la Tierra sin emitir gases de efecto invernadero ni crear residuos radiactivos de vida larga. Los científicos de la fusión calculan cómo Ondas electromagnéticas Se mueve a través del plasma, y ​​los electrones son sopa. núcleos atómicos Para calentar instalaciones de fusión conocidas como tokamixes y estrellas.

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

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Las ondas gravitacionales, que fueron predichas por primera vez por Albert Einstein en 1916 como consecuencia de su teoría de la relatividad, son comodidad debido al movimiento de objetos de alta densidad. Viajan a la velocidad de la luz y fueron detectados por primera vez en 2015 por el Observatorio de ondas gravitacionales láser (LIGO) utilizando 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 ubicadas a muchos años luz de distancia. Cuando las ondas atraviesan la materia, crean luz cuyas propiedades dependen de la densidad del material.

Un físico puede analizar esta luz y descubrir las propiedades de las estrellas a millones de años luz de distancia. Esta técnica también podría conducir a descubrimientos sobre el colapso de estrellas de neutrones y agujeros negros, los restos extremadamente densos de estrellas moribundas. Incluso pueden revelar información sobre el Big Bang y los primeros momentos de nuestro universo.

Empezó a buscar sin darse cuenta de su importancia. «Pensé que era un pequeño proyecto de seis meses para un estudiante graduado que implicaba resolver un comando simple», dijo Dowden. «Pero cuando comenzamos a profundizar en el tema, nos dimos cuenta de que se entendía muy poco sobre el problema, y ​​pudimos hacer un trabajo teórico básico aquí».

Los científicos planean utilizar esta técnica para el análisis de datos en un futuro próximo. «Ya tenemos algunas fórmulas, pero se necesita más trabajo para obtener resultados significativos», dijo Garg.

más información:
Profundizar Garg et al. patrones de ondas gravitacionales en la materia, Revista de Cosmología y Astrofísica (2022). DOI: 10.1088/1475-7516/2022/08/017

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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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