Einstein több mint száz éve megjósolta
A történet még 1916-ban kezdődött, amikor Albert Einstein az általános relativitáselmélet alapján megjósolta a gravitációs hullámok létezését. Ezek a téridőben terjedő apró fodrozódások akkor keletkeznek, amikor rendkívül nagy tömegű objektumok mozognak vagy ütköznek egymással.
A tudósoknak azonban közel száz évet kellett várniuk arra, hogy ezt valóban megfigyelhessék.
A fekete lyukak ütközései üzeneteket küldenek
Az áttörés 2015-ben érkezett, amikor a LIGO először észlelt gravitációs hullámokat két összeolvadó fekete lyuktól. Azóta a LIGO mellett a Virgo és a KAGRA is figyeli az univerzumot.
A kutatók ezekből a jelekből nemcsak azt tudják megállapítani, hogy mekkora tömegűek voltak az ütköző objektumok, hanem azt is, milyen messze történtek az események.
Egy jel kilógott a sorból
A mostani kutatás során a Massachusetts Institute of Technology vezette nemzetközi kutatócsoport 28 korábban rögzített gravitációshullám-eseményt vizsgált meg.
Az egyik jel, a GW190728 nevű esemény azonban különösnek bizonyult. A legtöbb ütközés tökéletesen megfelelt a jelenlegi modelleknek, ez az eset viszont apró eltéréseket mutatott. A kutatók szerint ez arra utalhat, hogy a két fekete lyuk nem üres térben keringett egymás körül, hanem egy sötét anyagból álló felhő vehette őket körül.
A kutatás a MIT közleményében jelent meg. A részleteket a kutatócsoport a gravitációs hullámok és a sötét anyag kapcsolatát vizsgáló új modell segítségével elemezte.
Miért fontos ez?
A sötét anyag létezésére számos közvetett bizonyíték utal. A galaxisok mozgása például azt mutatja, hogy jóval több tömegnek kell jelen lennie az univerzumban annál, mint amit a csillagokból és bolygókból látunk.
A becslések szerint az univerzum anyagának körülbelül 85 százaléka sötét anyag lehet. A probléma az, hogy még mindig nem tudjuk pontosan, miből áll.
Lehet, hogy a gravitációs hullámok segítenek
A kutatók új modellje szerint ha egy fekete lyukpárt sötét anyag vesz körül, az kismértékben módosíthatja a mozgásukat. Ez a változás rendkívül apró, de elvileg megjelenhet a gravitációs hullámok mintázatában.
Pontosan ezt a finom eltérést vélték felfedezni a GW190728 jelben. A kutatók hangsúlyozzák, hogy egyetlen megfigyelés még nem bizonyít semmit. Ahhoz, hogy biztos következtetéseket lehessen levonni, több hasonló eseményre lesz szükség.
Az univerzum egyik legnagyobb kérdése
A sötét anyag mibenléte ma is nyitott kérdés. Egyes elméletek szerint különleges elemi részecskék alkotják. Más kutatók ultrakönnyű mezőket feltételeznek. Olyan elképzelések is léteznek, amelyek szerint a jelenlegi gravitációelmélet szorul korrekcióra.
Egyelőre egyik magyarázat sem bizonyított. Éppen ezért keltett ekkora figyelmet ez az új eredmény: ha a gravitációs hullámok valóban képesek „megérezni” a sötét anyagot, akkor a csillagászok egy teljesen új eszközt kapnak az univerzum legrejtélyesebb összetevőjének vizsgálatához.
Lehet, hogy most kezdődik valami új
A tudósok óvatosak. Nem állítják, hogy megtalálták a sötét anyagot. Azt viszont igen, hogy a gravitációs hullámok segítségével olyan jelenségeket is tanulmányozhatnak, amelyek korábban elérhetetlenek voltak.
És ha a következő években több hasonló jel is előkerül, akkor lehet, hogy egy 2019-ben rögzített apró rezdülés lesz az első lépés az univerzum egyik legnagyobb titkának megfejtése felé.
Fotó: illusztráció, Getty Images
