Ondas gravitacionais do universo primordial podem ser detectadas com nova técnica

Uma dupla de cientistas pode ter encontrado uma técnica capaz de detectar ondas gravitacionais sutis, ainda indetectáveis ​​pelos instrumentos atuais (como LIGO e Virgo). A pesquisa demonstra que o método pode não apenas descobrir eventos no início do universo, mas também observar o interior das estrelas com detalhes essenciais.

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O novo estudo utilizou a propagação de ondas eletromagnéticas através do plasma, comparando-o com ondas gravitacionais, como se ambas fossem análogas. Assim, os autores criaram um conjunto de equações para demonstrar o tipo de assinatura que os astrônomos devem procurar para encontrar ondas gravitacionais sutis.

A premissa da pesquisa é que as ondas eletromagnéticas passam pelo plasma de objetos como estrelas. Quando isso acontece, essas ondas são alteradas devido à interação com o material e adquirem uma assinatura específica.

Da mesma forma, as ondas gravitacionais podem ser alteradas ao passar pelo plasma presente nas estrelas. Esses sinais, se captados, podem revelar ondas gravitacionais até então indetectáveis, geradas por eventos menos cataclísmicos do que colisões entre buracos negros.

ondas gravitacionais

Previsto pela Teoria da Relatividade Geral de Albert Einstein, as ondulações gravitacionais se formam quando objetos massivos no universo colidem. Como analogia, podemos pensar nas ondas de impacto que se propagam na atmosfera quando ocorre uma poderosa explosão.

Atualmente, os detectores de ondas gravitacionais podem captar apenas os sinais de ondulação mais extremos – aqueles gerados por colisões envolvendo estrelas de nêutrons e buracos negros. Por serem os objetos mais densos do universo, o impacto entre eles faz com que ondas intensas se propaguem por todo o universo.

No entanto, os astrônomos estão muito interessados ​​em outros tipos de ondas gravitacionais, como as geradas por eventos envolvendo anãs brancas, estrelas gigantes e os primeiros objetos formados no início do universo, logo após o Big Bang.

“Não podemos ver o universo primitivo diretamente, mas podemos vê-lo indiretamente se observarmos como as ondas gravitacionais naquela época afetavam a matéria e a radiação que podemos ver hoje”, disse Deepen Garg, da Universidade de Princeton, um dos autores do estudo. .

através do plasma

Garg e seu conselheiro Ilya Dodin são físicos de fusão de plasma trabalhando em técnicas para gerar energia de fusão nuclear – o mesmo tipo que alimenta as estrelas. Cientistas como eles calculam como as ondas eletromagnéticas se movem através do plasma, o gás superaquecido de elétrons e núcleos atômicos.

O que a dupla fez em seu último estudo foi colocar “máquinas de ondas de plasma para trabalhar em um problema de onda gravitacional”, disse Garg. Segundo eles, à medida que as ondas gravitacionais fluem através da matéria, elas “criam” luz cujas características dependem da densidade da matéria.

Isso permitirá descobrir com mais precisão as propriedades de objetos como estrelas muito distantes no universo e talvez objetos ainda mais misteriosos. Ao analisar essa luz, um cientista também pode descobrir detalhes mais indescritíveis sobre a colisão de estrelas de nêutrons e buracos negros.

No entanto, muito trabalho ainda precisa ser feito para tornar tudo isso possível. Os cientistas agora planejam usar a técnica para analisar dados para “obter resultados significativos”. O artigo foi publicado no Journal of Cosmology and Astroarticle Physics.