NEVEROVATNO NAUČNO OTKRIĆE: Gravitacija može da se pretvori u svetlost

U normalnim okolnostima ne možete dobiti nešto ni iz čega. Konkretno, standardni model fizike čestica, vladajuća teorija koja objašnjava subatomski skup čestica, obično zabranjuje transformaciju čestica bez mase u masivne. Dok se čestice u standardnom modelu neprestano menjaju jedna u drugu kroz razne reakcije i procese, foton – bezmaseni prenosnik svetlosti – ne može normalno da se pretvori u druge čestice. Ali ako su uslovi idealni, to je moguće.

Na primer, kada foton stupi u interakciju s teškim atomom, može se spontano odvojiti i postati elektron i pozitron, a oba su masivne čestice.

Tim fizičara istraživao je može li sama gravitacija da se transformiriše u druge čestice.

MLADI KOSMOS

O gravitaciji obično razmišljamo kroz prizmu opšte teorije relativiteta, gde zavoji i iskrivljenja u prostor-vremenu utiču na kretanje čestica. Iz tog ugla vrlo je teško da se zamisli da gravitacija može da stvori čestice.

Međutim, gravitaciju možemo da posmatramo i kroz kvantnu prizmu, oslikavajući gravitacionu silu koju nose bezbrojne nevidljive čestice koje se nazivaju gravitoni. Dok je naša slika kvantne gravitacije daleko od potpune, znamo da bi se ti gravitoni ponašali kao bilo koja druga temeljna čestica, uključujući potencijalnu transformaciju.

Kako bi testirali tu ideju, istraživači su proučavali uslove ekstremno ranog svemira. Kada je naš svemir bio vrlo mlad, bio je mali, vruć i gust. U tom mladom kosmosu, svi oblici materije i energije bili su podignuti do nezamislivih razmera, daleko većih nego što su čak i naši najmoćniji sudarivači čestica sposobni da postignu.

Istraživači su otkrili da u toj postavci gravitacioni talasi – talasi u prostor-vremenu generisani sudarima najmasivnijih kosmičkih objekata – igraju važnu ulogu. Obično su gravitacioni talasi veoma slabi i sposobni su da gurnu atom na udaljenost manju od širine njegovog vlastitog jezgra. Ali u ranom svemiru, talasi su mogli da budu mnogo jači, a to je moglo ozbiljno da utiče na sve ostalo.

Ti rani talasi zapljuskivali bi napred-natrag, pojačavajući se. Bilo šta drugo u svemiru bilo bi zahvaćeno pritiskom i privlačenjem talasa, što bi dovelo do efekta rezonancije. Gravitacioni talasi deluju kao pumpa, terajući materiju u tesne skupove neprekidno.

SPONTANA POJAVA FOTONA

Gravitacioni talasi takođe mogu da utiču na elektromagnetno polje. Budući da su talasi u samom prostor-vremenu, oni se ne ograničavaju na interakcije s masivnim objektima. Kako talasi nastavljaju da se šire, mogu da dovedu zračenje u svemiru do ekstremno visokih energija, uzrokujući spontanu pojavu fotona: gravitaciju koja stvara samu svetlost.

Istraživači su otkrili da je taj proces prilično nedelotvoran. Rani svemir takođe se širio, tako da standardni obrasci gravitacionih talasa ne bi dugo trajali. Međutim, tim je otkrio da ako je rani svemir sadržavao dovoljno materije da je brzina svetlosti smanjena (na isti način na koji svetlost putuje sporije kroz vazduh ili vodu), talasi su mogli da se zadrže dovoljno dugo da zaista pokrenu materiju, stvarajući “poplave dodatnih fotona”.

Fizičari još ne razumeju u potpunosti komplikovanu, zamršenu fiziku ranog svemira.

Ovo novo otkriće, pretvaranje gravitacionih talasa u svetlost utiče i na teoriju formiranja materije i evoluciju svemira, pa bi razrada potpunih implikacija ovog iznenađujućeg procesa mogla dovesti do novih revolucija u našem razumevanju najranijih trenutaka svemira, prenosi portal Dnevno.

sputnikportal.rs