უკვე ოფიციალურად დადასტურდა, რომ სამყაროში არის რაღაც, რაც ვარსკვლავებს ისე არხევს, რომ შეუძლებელია, ეს შემთხვევითობას მიეწეროს.
მკვლევართა რამდენიმე ჯგუფმა მთელი მსოფლიოდან, ვარსკვლავების ერთ-ერთი ტიპის, პულსარების დროში განაწილებაში, ერთმანეთისგან დამოუკიდებლად აღმოაჩინა სიგნალი, რომელიც მიუთითებს გალაქტიკაში მოძრავ გიგანტურ, გრძელ ტალღისსიგრძიან გრავიტაციულ ტალღებზე. უნდა აღინიშნოს, რომ უშუალოდ ეს გრავიტაციული ტალღები ჯერ არ დაფიქსირებულა, მაგრამ 99 პროცენტზე მეტია შანსი იმისა, რომ ჩვენ წინაშე რაღაც ძალიან მნიშვნელოვანია.
ავსტრალიელ, ამერიკელ, ევროპელ, ჩინელ და ინდოელ მკვლევართა ჯგუფები მათ მიერ მიღებულ შედეგებს ერთდროულად აქვეყნებენ რამდენიმე სხვადასხვა პუბლიკაციაში.
„სულ მცირე 15 წელია, ვეძებთ გრავიტაციული ტალღების დაბალ ზუზუნს, რომელიც სამყაროს მასშტაბით ისმის, შემოდის ჩვენს გალაქტიკაშიც და სივრცე-დროს ისე ამრუდებს, რომ ამის გაზომვა შესაძლებელია. მოხარულები ვართ, გაცნობოთ, რომ ჩვენმა მუხლჩაუხრელმა შრომამ შედეგი გამოიღო და გვაქვს გრავიტაციული ტალღების ამ ფონის ამაღელვებელი მტკიცებულება“, — ამბობს ვანდერბიტის უნივერსიტეტის ასტროფიზიკოსი, ობსერვატორია NANOGrav-ის თავმჯდომარე და ამერიკული ჯგუფის წარმომადგენელი სტივენ ტეილორი.
გრავიტაციული ტალღების ასტრონომია შედარებით ახალი დარგია, რომელიც სათავეს 2015 წელს იღებს, ორი შავი ხვრელის შეჯახების შედეგად წარმოქმნილი სივრცე-დროის ჭავლების დაფიქსირების შემდეგ. მას შემდეგ, გრავიტაციული ტალღების მიწისპირა დეტექტორებმა დაახლოებით 100 გრავიტაციული ტალღის მოვლენა დააფიქსირეს — ყველა მათგანი წარმოქმნილია ვარსკვლავური მასის კომპაქტური ობიექტების, შავი ხვრელებისა და ნეიტრონული ვარსკვლავების შეჯახებათა შედეგად.
გრავიტაციულ ტალღებს სამყაროს მასიური მოვლენები წარმოქმნის. შავ ხვრელთა შეჯახება შეგიძლიათ წარმოიდგინოთ გუბეში ჩაგდებული ქვის სახით, გრავიტაციული ტალღები კი ამ დროს ქვის ჩავარდნის ადგილიდან წამოსული წყლის ჭავლების სახით. გუბე ამ შემთხვევაში თავად სივრცე-დროა, ჭავლები კი სინათლის სიჩქარით მოძრაობს და ყველა მიმართულებით ვრცელდება, რა დროსაც სივრცე-დროს ისე ჭიმავენ და კუმშავენ, რომ ამის დაფიქსირება შეგვიძლია.
ახლა კი წარმოიდგინეთ რამდენი შავი ხვრელი უნდა ეჯახებოდეს ერთმანეთს სამყაროს მასშტაბით. კიდევ რამდენი სხვა მასიური მოვლენა უნდა წარმოქმნიდეს ასეთ ჭავლებს. სივრცე-დრო აბსოლუტურად გადაჭედილი უნდა იყოს გრავიტაციული ტალღებით, მაგრამ არის ერთი პრობლემა. დედამიწა ზედმეტად პატარაა, რათა ისინი გრძელ ტალღის სიგრძეებში დავაფიქსიროთ, სინათლის წლობით გავრცობილ ნანოჰერცების მასშტაბში, რომლებიც უფრო მასიურ მოვლენათა შედეგად უნდა იყოს წარმოქმნილი, მაგალითად, გალაქტიკათა ცენტრში არსებული სუპერმასიური შავი ხვრელების შეჯახებათა შედეგად.
თუმცა, საბედნიეროდ, ვცხოვრობთ გალაქტიკაში, რომელიც დედამიწაზე გაცილებით დიდია. ამ გალაქტიკაში კი არის რაღაც ისეთები, რომლებიც დროში ზუსტად განაწილებულ სიგნალებს გამოყოფენ და რომლებზეც შეიძლება გავლენა მოახდინოს ნანოჰერცულმა გრავიტაციულმა ტალღებმა: ეს გახლავთ რადიოპულსარები. ისინი უკიდურესად სწრაფად მბრუნავი ნეიტრონული ვარსკვლავებია, რომელთა მაგნიტური პოლუსებიდან რადიოსინათლის ჭავლები იფრქვევა. ბრუნვისას, ეს ჭავლები ჩვენკენ ექცევა და დედამიწისკენაც მოემართება, კოსმოსური შუქურას მსგავსად; გამომდინარე იქიდან, რომ ეს პულსები დროში ზუსტად არის განაწილებული, მათი გამოყენებით შეგვიძლია დავაფიქსიროთ, როგორ იჭიმება და იკუმშება სივრცე მათში გრავიტაციული ტალღების გავლისას.
დროში ერთი მცირე ცდომილება საკმარისი არ არის. თუმცა, თუ საკმარისი პულსარები გაქვს, თანაფარდობითი ცდომილებებით საკმარისად დიდი ხნის განმავლობაში, შეგიძლია შეაგროვო და ააწყო დიდი გრავიტაციული ტალღის მტკიცებულებები. სწორედ ეს გააკეთეს მკვლევართა საერთაშორისო ჯგუფებმა მთელი მსოფლიოდან, რომლებიც ჯამში 115 პულსარს სწავლობდნენ; მათ შორის, ავსტრალიის ობსერვატორია Parkes Pulsar Timing Array ამ პულსარებს 18 წლის განმავლობაში სწავლობდა.
„pulsar timing array არის გრავიტაციული ტალღების გალაქტიკის მასშტაბის დეტექტორი. პულსართა ჩვენს კრებულში დავაფიქსირეთ საერთო „გუგუნი“, სიგნალი ულტრადაბალ სიხშირეებში. ჩვენს საერთაშორისო კოლეგებთან ერთად, ახლა ასევე ვხედავთ მინიშნებას ანაბეჭდზე, რომელიც მიუთითებს, რომ ეს „გუგუნი“ სათავეს გრავიტაციული ტალღებისგან იღებს“, — ამბობს ჯგუფის წევრი, ავსტრალიის სუინბერნის უნივერსიტეტის ასტროფიზიკოსი დენიელ რირდონი.
ამ სიგნალზე მინიშნება აქამდეც არსებობდა. 2021 წლის იანვარში, ობსერვატორია NANOGrav-მა გამოაქვეყნა პუბლიკაცია, რომელშიც ისინი აღწერდნენ იმას, რაც მათ პულსარების დროში განაწილების მონაცემებიდან გამომდინარე, გრავიტაციული ტალღების ფონის პირველ მინიშნებად მიაჩნდათ. 2022 წლის იანვარში, პულსართა ამ კრებულზე დაკვირვებები დაიწყო საერთაშორისო თანამშრომლობა International Pulsar Timing Array-მ.
ახლა, მას შემდეგ, რაც მკვლევრებმა მუხლჩაუხრელად იშრომეს, რათა განესაზღვრათ, რომ ეს სიგნალი პულსარებს ან მონაცემებში სხვა „ხმაურს“ არ ეკუთვნოდა, მკვლევრებმა დაასკვნეს, რომ სიგნალი მნიშვნელოვანია.
NANOGrav-ის სიგნალის სანდოობის დონე 4 სიგმაა 67 პულსარის მასშტაბით, ანუ 99,349 პროცენტი. PPTA-ს სიგნალს შედარებით დაბალი სანდოობა აქვს, რადგან ის უფრო ცოტა პულსარს სწავლობდა; მათი აღმოჩენა 30 პულსარს ეფუძნება, მაგრამ დროის უფრო დიდ პერიოდში. აღმოჩენის ოქროს სტანდარტია 5 სიგმა. შესაბამისად, ჯერ კიდევ ბევრი სამუშაო რჩება შესასრულებელი.
„ეს ჯერ არ გახლავთ გრავიტაციული ტალღების დაფიქსირება. საჭიროა, რომ ეს ანაბეჭდი უფრო მკაფიო გახდეს. მაგალითად, უფრო მეტი მონაცემით დადასტურდეს, რომ ეს გრავიტაციული ტალღებია. მიუხედავად ამისა, მაინც ძლიერ ამაღელვებელი ამბავია, რადგან ჩვენს მონაცემებში ამ ამანეჭდის გამოჩენა მოსალოდნელი იყო, რისი მტკიცებულებაც საერთაშორისო თანამშრომლობის შედეგად მივიღეთ“, — ამბობს რირდონი.
ვინაიდან ეს გრავიტაციული ტალღები ჯერ დადასტურებულად არ დაფიქსირებულა, მკვლევრებს არ შეუძლიათ გადაჭრით თქვან მისი გამომწვევი მიზეზი. ყველაზე აშკარა პასუხი სუპერმასიური შავი ხვრელებია. მიჩნეულია, რომ სუპერმასიურ შავ ხვრელთა ერთმანეთთან შერწყმა ხდება ისეთი მაჩვენებლით, რომ სამყარო სავსეა გრავიტაციულ ტალღათა ხმაურით.
ისინი გრავიტაციული ტალღების ფონის ერთადერთი პოტენციური წყარო არ არის. კოსმოსური სიმები, სამყაროს ფაზური ცვლილება, დიდ აფეთქებას მოყოლილი სივრცის სწრაფი ინფლაცია — დაბალი სიხშირის გრავიტაციული ტალღების წარმოქმნა ამ ყველაფერს შეუძლია.
ის, რასთანაც ამ შემთხვევაში გვაქვს საქმე, სავარაუდოდ არის სუპერმასიურ შავ ხვრელთა ფონი.
„ცნობილია, რომ ყველა დიდი გალაქტიკის ცენტრში არის სუპერმასიური შავი ხვრელი. ასევე ვიცით, რომ გალაქტიკები ერთმანეთს ეჯახებიან და როდესაც ასე ხდება, სუპერმასიური შავი ხვრელები ცენტრისკენ მიდიან და ერთმანეთის გარშემო იწყებენ ბრუნვას, რა დროსაც გამოიყოფა გრავიტაციული ტალღები“, — ამბობს რირდონი.
მისივე განცხადებით, რაც უფრო შორს ვიყურებით სამყაროში, მით მეტ სუპერმასიურ შავ ხვრელთა სისტემას ვხედავთ. შორეულ სამყაროში, ერთმანეთის გარშემო მოძრავ სუპერმასიურ შავ ხვრელთა დიდი პოპულაცია წარმოქმნის გრავიტაციულ ტალღათა შემთხვევით ოკეანეს, რომელიც ჩვენს გალაქტიკაშიც გადაუვლის დედამიწასა და პულსარებს.
პულსარების დროში განაწილების ასტრონომია ბევრ წელს ითვლის. ამ შემთხვევაში, მონაცემები მსოფლიოს მრავალმა ჯგუფმა გააერთიანა და ერთობლივად იმუშავეს IPTA-ს კოორდინაციით. აღმოჩენის დადასტურებას სავარაუდოდ ერთი წელიწადი დასჭირდება.
სწორედ მაშინ დაიწყება გრავიტაციული ტალღების ასტრონომიაში ახალი, ძალზედ თამამი ეპოქა. მკვლევრებს შეეძლებათ სიგნალის დაშლა, მისი მახასიათებლების შესწავლა და სივრცეში მასიური გრავიტაციული აშლილობის წყაროს გამოვლენა. სწორედ მაშინ შეიძლება შევძლოთ სუპერმასიურ შავ ხვრელთა ისეთ დეტალებში შესწავლა, როგორც არასდროს.
PPTA-ს პუბლიკაციები მალე გამოქვეყნდება the Astrophysical Journal Letters-სა და Publications of the Astronomical Society of Australia-ში, NANOGrav-ის ხუთი პუბლიკაცია the Astrophysical Journal Letters-ში. ჩინეთის პუბლიკაცია კი ხელმისაწვდომია Research in Astronomy and Astrophysics-ში.
მომზადებულია ScienceAlert-ის მიხედვით.
