A gravitáció fénnyé képes átalakulni egy észbontó fizikai tanulmány szerint

A gravitáció fénnyé képes változni, de csak akkor, ha a téridő a megfelelő módon viselkedik, állapította meg egy kutatócsoport. Normál körül...

A legutóbbi elképesztő csillagászati ​​megfigyelések alátámasztják az alternatív gravitációs elméletet

Ezek az új japán űrbéli élőhelyek dacolnak a gravitációval

Csillagászok egy olyan gravitációs teleszkópot akarnak építeni, amivel közvetlen és részletes képet kaphatnak a sok száz fényévnyire lévő bolygókról

A gravitáció fénnyé képes változni, de csak akkor, ha a téridő a megfelelő módon viselkedik, állapította meg egy kutatócsoport.

Normál körülmények között nem lehet a semmiből kihozni valamit. Pontosabban, a részecskefizika standard modellje, az uralkodó elmélet, amely a részecskék szubatomi viselkedését magyarázza, általában tiltja a tömeg nélküli részecskék tömeggel rendelkezővé való átalakulását.

Míg a standard modell részecskéi különféle reakciók és folyamatok során folyamatosan átalakulnak egymásba, a foton - a tömeg nélküli fényhordozó - általában nem tud más részecskévé átalakulni. De ha a körülmények megfelelőek, ez lehetséges - például, amikor egy foton kölcsönhatásba lép egy nehéz atommal, spontán szétválhat, és elektronná és pozitronná válhat, mely mindkettő hatalmas részecske.

Ezen jól ismert példa alapján elméleti fizikusok egy csoportja egy március 28-án közzétett cikkben feltették a kérdést, hogy maga a gravitáció átalakulhat-e más részecskévé. A gravitációra általában az általános relativitáselmélet lencséjén keresztül gondolunk, ahol a téridő hajlásai és vetemedései befolyásolják a részecskék mozgását. (1)

Ezt figyelembe véve nagyon nehéz lenne elképzelni, hogy a gravitáció hogyan hozhat létre részecskéket. De a gravitációt kvantumlencsén keresztül is megtekinthetjük, és a gravitációs erőt számtalan láthatatlan részecske, az úgynevezett graviton hordozza. Bár a kvantumgravitációról alkotott képünk még korántsem teljes, tudjuk, hogy ezek a gravitonok úgy viselkednének, mint bármely más alapvető részecske, beleértve az esetleges átalakulást is.

Ennek az elképzelésnek a tesztelésére a kutatók a rendkívül korai univerzum körülményeit tanulmányozták. Amikor a kozmoszunk nagyon fiatal volt, kicsi volt, forró és sűrű. Abban a fiatal kozmoszban az anyag és az energia minden formája elképzelhetetlen méreteket öltött, sokkal nagyobbat, mint amennyire a legerősebb részecskeütköztetőnk képes.

A kutatók azt találták, hogy ebben az elrendezésben a gravitációs hullámok - a téridő szövetének hullámai, amelyeket a legnagyobb tömegű kozmikus objektumok ütközései generálnak - fontos szerepet játszanak. Normális esetben a gravitációs hullámok rendkívül gyengék, képesek átlökni egy atomot a saját magja szélességénél kisebb távolságra. De a korai univerzumban a hullámok sokkal erősebbek lehettek, és ez minden mást komolyan befolyásolhatott.

Azok a korai hullámok ide-oda csapódhattak, és felerősíthették magukat. Bármi más az univerzumban elkaphatta a hullámok lökését és vonzását, ami rezonanciahatáshoz vezetett. Így a gravitációs hullámok pumpaként működhettek, és újra és újra apró csomókká terelhették össze az anyagot.

A gravitációs hullámok az elektromágneses mezőt is befolyásolhatják. Mivel a hullámok magában a téridőben fodrozódnak, nem korlátozódnak a hatalmas objektumokkal való kölcsönhatásokra. Ahogy a hullámok tovább növekedtek, az univerzumban a sugárzást rendkívül nagy energiájúvá tehette, ami a fotonok spontán megjelenését idézhette elő, vagyis a gravitáció maga generálta a fényt.

A kutatók azt találták, hogy általában ez a folyamat nem túl hatékony. A korai univerzum is tágult, így a gravitációs hullámok standard mintázata nem tarthatott sokáig. A csapat azonban úgy találta, hogy ha a korai univerzum elég anyagot tartalmazott ahhoz, hogy a fénysebesség csökkenjen (ugyanúgy, ahogy a fény lassabban halad át egy közegen, például levegőben vagy vízben), a hullámok elég sokáig ragadhattak volna össze, ami extra fotonok özönét generálhatta.

A fizikusok még nem értik teljesen a korai univerzum bonyolult, szövevényes fizikáját, amely azóta sem tapasztalt bravúrokra volt képes. Ez az új kutatás egy újabb darab a kirakós jatékban, vagyis a gravitáció azon képessége, hogy fényt hozzon létre.

Ez a sugárzás feltehetően ezután befolyásolhatta az anyag kialakulását és a világegyetem fejlődését, így ezen meglepő folyamat teljes következményeinek kidolgozása új forradalmi felfedezésekhez vezethet a kozmosz legkorábbi pillanatainak megértésében. (2)

(1) - https://arxiv.org/abs/2205.08767
(2) - https://www.livescience.com/physics