دانشمندان دو پدیده غیرمعمول کشف کرده‌اند که ممکن است ما را در آستانه پیشرفتی بزرگ در علم فیزیک قرار دهد.
براساس مطالعه‌ای که به تازگی در مجله‌ی “Physical Review Letters” منتشر شده است نوع جدیدی از آشکارسازهای امواج گرانشی دو پدیده غیرعادی را ثبت کرده‌اند که می‌توانند سیاهچالههای اولیه یا ماده تاریک باشند. بیشتر آشکارسازها قادر به ثبت چنین امواجی با فرکانس بالا نیستند و موج‌های جدیدی که به تازگی ثبت شده‌اند با هر آنچه تاکنون مشاهده شده بود تفاوت دارند.
امواج گرانشی با فرکانس بالا کلید رسیدن به ماده تاریک
امواج گرانشی زمانی تشکیل می‌شوند که نیروهای قدرتمند موجی در بُعد فضا-زمان ایجاد کنند. برای مثال این امواج در اثر رخ دادن پدیده‌های قدرتمندی مانند برخورد یک ستاره نوترونی به یک سیاهچاله شکل می‌گیرند.
اینشتین بیش از یک قرن پیش وجود این امواج را پیش‌بینی کرده بود اما انسان‌ها تا سال ۲۰۱۵ قادر به مشاهده تجربی آن نبودند. از سال ۲۰۱۵ تاکنون این امواج بارها مشاهده شده‌اند و بخش عمده‌ی این رصدها توسط تجهیزاتی مشابه رصدخانه موج گرانشی یا “لایگو”(LIGO) انجام گرفته است. این تجهیزات قادر به شناسایی امواج گرانشی در فرکانس‌های هفت هزار هرتز و ۳۰ هزار هرتز هستند. اما فیزیکدانان معتقدند این امواج می‌توانند با فرکانس‌های بالاتر از این محدوده نیز منتشر شوند و دو آزمایش برای جستجوی این امواج فرکانس بالا در نظر گرفته شده است. این امواج می‌توانند نشانگر پدیده‌های دیگری در جهان باشند. اکنون، اولین داده‌ها دو پدیده مشکوک را نشان می‌دهد که ممکن است نشانگر سیاهچالههای اولیه یا حتی ماده تاریک باشند.
این پروژه به رهبری مرکز تحقیقات استرالیا و دانشگاه استرالیای غربی اجرا شد و در آن از نوع جدیدی از آشکارساز امواج گرانشی استفاده شده است.
در این پروژه از یک صفحه‌ی بلوری استفاده شده است که در برابر انتشار امواج گرانشی با فرکانس بالا مرتعش می‌شود و بار الکتریکی ایجاد می‌کند که برای دو صفحه‌ی رسانای مجاور آن قابل تشخیص است. سپس سیگنال ایجاد شده توسط یک دستگاه ابررسانی تداخلی کوانتومی(SQUID) تقویت شده و تشخیص داده می‌شود.
دستگاه ابررسانی تداخلی کوانتومی یک مغناطیس‌سنج بسیار حساس است که برای اندازه‌گیری میدان‌های مغناطیسی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
این پدیده‌ها ممکن است سیاهچالههای اولیه یا ماده تاریک باشند
انجام این پروژه ۱۵۳ روز به طول انجامید و طی آن دانشمندان در سال ۲۰۱۹ با دو رویکرد متفاوت موفق به تشخیص دو پدیده غیرمعمول شدند. اولین مورد در ۱۲ مه و دیگری در ۲۷ نوامبر ثبت شد. هردوی این پدیده‌ها در فرکانس ۵ مگاهرتز ثبت شد که فرکانس بالایی است.
تشخیص راز این سیگنال‌ها وابسته به کشف منشا آن‌ها است اما دانشمندان دو فرضیه مطرح می‌کنند. این پدیده‌ها می‌توانند سیاهچالههای اولیه باشند که بلافاصله پس از مه‌بانگ شکل گرفته‌اند و سیاهچالههای عظیم مرکز کهکشان را تشکیل داده باشند. امواج گرانشی که فرکانس بالایی دارند ممکن است از این سیاهچالههای اولیه نشات گرفته باشند اما این موضوع هنوز به صورت تجربی اثبات نشده است.
احتمال دیگری نیز وجود دارد و آن این است که ابری از ذرات ماده تاریک از این تجهیزات عبور کرده باشد.
تایید هر یک از این احتمالات به معنی پیشرفتی عظیم در فیزیک مدرن است و بنابراین نباید شتاب‌زده تصمیم گرفت. ماهیت آن چه که دانشمندان به تازگی کشف کرده‌اند با گذر زمان مشخص خواهد شد.
منبع: خبرگزاری دانشجویان ایران