انتشار این مقاله


آسیلون؛ نیروگاه امواج گرانشی

به نظر می‌رسد دانشمندان توانسته‌اند منشأ امواج گرانشی در آغاز هستی را شناسایی نمایند. گروهی از فیزیک‌دانان نظری از دانشگاه بازل سوئیس (University of Basel) دریافته‌اند که در ابتدای هستی، آسیلون‌ها (Oscillon) – نوسانات موضعی قوی در میدان اینفلیتون (Inflaton Field، میدانی فرضی که تصور می‌شود عامل پدیدۀ تورم کیهانی است) – به عنوان “کارخانه‌های […]

به نظر می‌رسد دانشمندان توانسته‌اند منشأ امواج گرانشی در آغاز هستی را شناسایی نمایند.

گروهی از فیزیک‌دانان نظری از دانشگاه بازل سوئیس (University of Basel) دریافته‌اند که در ابتدای هستی، آسیلون‌ها (Oscillon) – نوسانات موضعی قوی در میدان اینفلیتون (Inflaton Field، میدانی فرضی که تصور می‌شود عامل پدیدۀ تورم کیهانی است) – به عنوان “کارخانه‌های تولید امواج گرانشی” عمل می‌کرده‌اند.

آسیلون سیگنالی منتشر می‌کند که به منزلۀ قله‌ای در طیف فرکانس امواج گرانشی می‌باشد. امتیاز تصویر: University of Basel.

هر چند آلبرت اینشتین (Albert Einstein) سال‌ها پیش وجود امواج گرانشی (Gravitational Waves) را پیش‌بینی کرده بود؛ با این وجود، حضور این امواج تا قبل از پاییز ۲۰۱۵ به صورت رسمی پذیرفته نشده بود؛ و این رویداد بزرگ علمی زمانی رخ داد که “رصدخانۀ موج گرانشی تداخل لیزری” (LIGO) توانست امواج تولیدشده در مرز ادغام دو سیاه‌چاله را ثبت نماید.

امواج گرانشی با سایر امواج شناخته‌شده تفاوت دارند. این امواج هم‌چنان که در کیهان سیر می‌کنند، فشرده شده و زنجیرۀ فضازمان (Space-time Continuum، مدلی ریاضی که زمان و فضا را به صورت درهم‌تنیده با یک‌دیگر ترکیب می‌کند) را بسط می‌دهند؛ به عبارت دیگر باعث تغییر ساختار هندسی طبیعی زمان (تحریف آن) می‌شوند. هر چند تمام اجرام در حال شتاب چنین امواجی را نشر می‌کنند؛ اندازه‌گیری امواج گرانشی تنها زمانی ممکن است که جرم ماده مقدار بسیار بزرگی باشد، مانند سیاه‌چاله و ابرنواخترها (Supernova).

جهت رسیدن به یک درک بهتر از این مرحلۀ هستی، پروفسور استفان انتوش (Stefan Antusch) و همکارانش از “گروه ذرات و کیهان‌شناسی” (Particles & Cosmology Group) دانشکدۀ فیزیک دانشگاه بازل، مطالعاتی را بر روی “زمینۀ اتفاقی امواج گرانشی” (Stochastic Background) ترتیب دادند. این زمینه (بک‌گراند) شامل امواج گرانشی – از منابع مختلف – می‌شود که یک‌دیگر هم‌پوشانی داشته و در نهایت طیفی از فرکانس‌ها را تشکیل می‌دهند.

پروفسور انتوش  در رابطه با این مطالعه چنین می‌گوید:

اندک زمانی پس از مه‌بانگ (The Big Bang)، جهانی که ما هم‌اکنون می‌شناسیم، هم‌چنان بسیار کوچک، چگال و داغ بود. چیزی به ابعاد یک توپ فوتبال [آمریکایی] را تصور کنید. تمام جهان در این فضای بی‌نهایت کوچک فشرده شده و به غایت آشفته (Turbulent) بود. از دیدگاه کیهان‌شناسی مدرن، جهان در آن زمان تحت غلبۀ ذره‌ای موسوم به اینفلیتون و میدان مربوط به آن، بوده است.

اینفلیتون در گذر زمان دست‌خوش نوسانات شدیدی شد که ویژگی‌های خاصی را دارا بوده‌اند. این [نوسانات] باعث شکل‌گیری توده‌هایی شدند که در مناطق خاصی از فضا حرکات نوسانی (Oscillation) انجام می‌داده‌اند. این مناطق از فضا “آسیلون” (Oscillon) خوانده می‌شوند که می‌توان آن‌ها را نوعی موج ایستاده تصور نمود.

پروفسور انتوش ادامه می‌دهد:

هر چند آسیلون‌ها خیلی وقت پیش از بین رفته‌اند؛ امواج گرانشی حاصل از آن در همه جا(ی) [جهان] حاضر هستند (Omnipresent، صفتی که عمدتاً به پروردگار نسبت داده می‌شود، به این معنی که در هر لحظه در همه‌جا حضور دارد) و ما قادر خواهیم بود با استفاده آن، بیش از پیش در گذشته سرک بکشیم. 

فیزیک‌دانان با استفاده از شبیه‌سازی‌های ریاضی، توانسته‌اند شکل سیگنال آسیلون را محاسبه نمایند. این سیگنال هم‌چون قله‌ای در طیف [فرکانس] امواج گرانشی مشاهده می‌شود.

انتوش در نهایت اضافه می‌کند:

پیش از انجام محاسبات، حتی تصورش را هم نمی‌کردیم که آسیلون قادر به تولید چنین سیگنال‌های قوی در فرکانس معین باشد. حال در قدم بعدی، فیزیک آزمایشگاهی باید موجودیت این سیگنال‌ها را با استفاده از شناساگرها اثبات نماید.

نتایج این مطالعه در ژورنال Physical Review Letters منتشر شده است.

میلاد شیرولیلو


نمایش دیدگاه ها (0)
دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *