Digital THink Tank (DTT)

Gravitonuri luminoase?

Dacă privim lumea la o scară suficient de mică, constatăm că are o structură granuloasă. Fizicienii au demonstrat particule de materie, lumină și cele mai multe interacțiuni - dar niciun experiment nu a dezvăluit proprietățile granulare ale gravitației.

Mulți fizicieni cred că gravitația trebuie purtată de „gravitoni” fără masă, dar interacțiunea cu particulele cunoscute este prea slabă pentru a fi dovedită. Unii teoreticieni au venit cu ideea că existența gravitației poate fi confirmată atunci când se acumulează un număr semnificativ de gravitați în timpul fenomenelor gravitaționale intense, cum ar fi fuziunea găurilor negre. În martie, Physical Review Letters a publicat o analiză care arată că astfel de dezastre violente pot scoate gravitonii din umbră.

Acolo unde există energie, există și gravitație. Douglas Singleton, fizician al Universității de Stat din California care nu a fost implicat în noul studiu, susține că fotonii - pachete fără masă de energie radiantă - se pot transforma, în cazuri extrem de rare, în particule gravitaționale. Se poate întâmpla și opusul: Gravitonii devin fotoni. Noua analiză analizează mecanismul prin care gravitonii pot elibera atât de mulți fotoni de miliarde de ori cât au arătat studiile anterioare, ceea ce ar face mai ușoară confirmarea existenței lor.

Raymond Sawyer, autorul lucrării și fizicianul de la Universitatea din California, Santa Barbara, spune că o estimare aproximativă bazată pe densitatea gravitonilor în apropierea locației de coliziune a găurii negre este aproape de numărul care ar produce radiații detectabile.


Știind din cercetările anterioare că un număr mare de alte particule fără masă pot schimba brusc starea (un fenomen cunoscut sub numele de descoperire cuantică), Sawyer a creat un model de computer pentru a vedea dacă și gravitonii se comportă la fel. Simularea arată că acesta este cazul: când densitatea gravitoniilor devine suficient de mare, unii dintre ei se transformă brusc în particule de radiații. „Este un pic ca sosirea neașteptată a unei furtuni”, compară Sawyer. - Nu există niciun semn până când ajunge "

.

Cu fenomene precum fuzionarea găurilor negre, ar trebui să existe condiții în care se formează fotoni de radioactivitate cu o lungime de undă de mulți kilometri. Acest semnal ar fi foarte slab, dar ar putea fi primit pe pământ. Potrivit lui Sawyer, ar putea exista mai multe fenomene violente în univers decât s-au observat înainte. Oamenii de știință ar trebui să distingă strălucirea undelor radio generate de găurile negre de conectare de radiația gazelor din jur. În primul rând, însă, teoreticienii trebuie să verifice dacă modelul este corect. Sawyer speră că simulările viitoare vor dovedi că formarea rapidă a fotonilor are loc și în modele mai realiste ale fenomenelor gravitaționale intense, în care un număr mare de gravitați formează sisteme complexe. Singleton este de acord că problema necesită mai multă putere de calcul, deoarece analiza actuală este „o simplificare imensă”.