Des ondulations dans le tissu de l’univers peuvent révéler le début des temps

Une simulation numérique d’étoiles à neutrons fusionnant pour former un trou noir, avec leurs disques d’accrétion interagissant pour produire des ondes électromagnétiques. Crédit : L. Rezolla (AEI) & M. Koppitz (AEI & Zuse-Institut Berlin)

Les scientifiques ont avancé dans la découverte de la manière d’utiliser les ondulations de l’espace-temps appelées ondes gravitationnelles pour remonter au début de tout ce que nous savons. Les chercheurs disent qu’ils peuvent mieux comprendre l’état de l’univers peu après le Big Bang en apprenant comment ces ondulations dans le tissu de l’univers traversent les planètes et le gaz intergalactique.


« Nous ne pouvons pas voir univers primitif directement, mais peut-être pouvons-nous le voir indirectement si nous regardons comment les ondes gravitationnelles de cette époque affectent la matière et le rayonnement que nous pouvons observer aujourd’hui. » Journal de cosmologie et d’astrophysique. Garg est un étudiant diplômé du programme Princeton en physique des plasmas, basé au laboratoire de physique des plasmas de Princeton (PPPL) du département américain de l’énergie (DOE).

Garg et son conseiller Elijah Dodin, qui est affilié à la fois à l’Université de Princeton et au PPPL, ont adapté la technique à partir de leurs recherches en Énergie de fusion, le processus qui génère de l’énergie pour le soleil et les étoiles que les scientifiques développent pour générer de l’électricité sur Terre sans émettre de gaz à effet de serre ni produire de déchets radioactifs à vie longue. Les scientifiques de la fusion calculent comment Ondes électromagnétiques Se déplaçant à travers le plasma, la soupe aux électrons noyaux atomiques qui alimentent les installations de fusion connues sous le nom de tokamak et d’étoiles.

Il s’avère que ce processus est similaire au mouvement des ondes gravitationnelles à travers la matière. « Nous avons mis les machines à ondes plasma pour travailler sur le problème des ondes gravitationnelles », a déclaré Garg.

Les ondes gravitationnelles, qui ont été prédites pour la première fois par Albert Einstein en 1916 à la suite de sa théorie de la relativité, sont des perturbations dans Temps libre en raison du mouvement de corps très denses. Ils voyagent à la vitesse de la lumière et ont été détectés pour la première fois en 2015 par le Laser Gravitational-Wave Observatory (LIGO) grâce à des détecteurs dans l’État de Washington et en Louisiane.

Garg et Doden ont créé des formules qui pourraient théoriquement fonctionner ondes gravitationnelles Pour révéler les propriétés cachées des corps célestes, comme les étoiles à des années-lumière de distance. Lorsque les ondes traversent la matière, elles créent de la lumière dont les propriétés dépendent de la densité du matériau.

Un physicien peut analyser cette lumière et découvrir des propriétés autour d’une étoile à des millions d’années-lumière. La technologie pourrait également conduire à des découvertes sur la fusion d’étoiles à neutrons et de trous noirs, les restes extrêmement denses d’étoiles mourantes. Ils peuvent même révéler des informations sur ce qui s’est passé pendant le Big Bang et les tout premiers instants de notre univers.

La recherche a commencé sans aucun sens de sa signification. « Je pensais que ce serait un petit projet de six mois pour un étudiant diplômé qui impliquerait de résoudre une commande simple », a déclaré Dowden. « Mais une fois que nous avons commencé à approfondir le sujet, nous avons réalisé que très peu de choses étaient comprises sur le problème et que nous pouvions faire un travail théorique de base ici. »

Les scientifiques prévoient maintenant d’utiliser cette technologie pour l’analyse des données dans un proche avenir. « Nous avons maintenant des formules, mais obtenir des résultats significatifs va demander un peu plus de travail », a déclaré Garg.

Plus d’information:
Approfondir Garg et al, Modèles d’ondes gravitationnelles dans la matière, Journal de cosmologie et d’astrophysique (2022). DOI : 10.1088/1475-7516/2022/08/017

la citation: Ripples in the Fabric of the Universe May Reveal the Beginning of Time (20 janvier 2023) Extrait le 20 janvier 2023 de https://phys.org/news/2023-01-ripples-fabric-universe-reveal.html

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