20 januari 2023 (Nanowerk Nieuws) Wetenschappers zijn gevorderd in het ontdekken hoe ze rimpelingen in ruimte-tijd, bekend als zwaartekrachtgolven, kunnen gebruiken om terug te kijken naar het begin van alles wat we weten. De onderzoekers zeggen dat ze de toestand van de kosmos kort na de oerknal beter kunnen begrijpen door te leren hoe deze rimpelingen in het weefsel van het universum door planeten en het gas tussen de sterrenstelsels stromen. "We kunnen het vroege heelal niet rechtstreeks zien, maar misschien kunnen we het indirect zien als we kijken naar hoe zwaartekrachtgolven uit die tijd de materie en straling hebben beïnvloed die we vandaag kunnen waarnemen", zegt Deepen Garg, hoofdauteur van een paper rapportage de resultaten in de Tijdschrift voor Kosmologie en Astrodeeltjesfysica ("Zwaartekrachtsgolfmodi in materie"). Garg is een afgestudeerde student in het Princeton-programma in plasmafysica, dat is gebaseerd op het Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) van het Amerikaanse Department of Energy (DOE).
Computersimulatie van neutronensterren die samensmelten tot een zwart gat, waarbij hun accretieschijven interageren om elektromagnetische golven te produceren. (Afbeelding: L. Rezolla (AEI) & M. Koppitz (AEI & Zuse-Institut Berlin) Garg en zijn adviseur Ilya Dodin, die verbonden is aan zowel Princeton University als PPPL, pasten deze techniek toe op hun onderzoek naar fusie-energie, het proces het aandrijven van de zon en sterren die wetenschappers ontwikkelen om elektriciteit op aarde te creëren zonder broeikasgassen uit te stoten of langlevend radioactief afval te produceren Fusiewetenschappers berekenen hoe elektromagnetische golven door plasma bewegen, de soep van elektronen en atoomkernen die fusiefaciliteiten voedt die bekend staan als tokamaks en stellarators. Het blijkt dat dit proces lijkt op de beweging van zwaartekrachtgolven door materie. "We zetten in feite plasmagolfmachines aan om te werken aan een zwaartekrachtgolfprobleem, " zei Garg. Zwaartekrachtsgolven, voor het eerst voorspeld door Albert Einstein in 1916 als gevolg van zijn relativiteitstheorie, zijn verstoringen in ruimte-tijd die worden veroorzaakt door de beweging van zeer dichte objecten. Ze reizen met de snelheid van het licht en waren dennen t gedetecteerd in 2015 door de Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory (LIGO) via detectoren in de staat Washington en Louisiana. Garg en Dodin creëerden formules die theoretisch zwaartekrachtgolven zouden kunnen leiden om verborgen eigenschappen over hemellichamen te onthullen, zoals sterren die vele lichtjaren verwijderd zijn. Terwijl de golven door de materie stromen, creëren ze licht waarvan de eigenschappen afhangen van de dichtheid van de materie. Een natuurkundige zou dat licht kunnen analyseren en eigenschappen van een ster op miljoenen lichtjaren afstand kunnen ontdekken. Deze techniek zou ook kunnen leiden tot ontdekkingen over het in elkaar slaan van neutronensterren en zwarte gaten, ultradichte overblijfselen van stersterfgevallen. Ze zouden mogelijk zelfs informatie kunnen onthullen over wat er gebeurde tijdens de oerknal en de vroege momenten van ons universum. Het onderzoek begon zonder enig idee van hoe belangrijk het zou kunnen worden. "Ik dacht dat dit een klein project van zes maanden zou zijn voor een afgestudeerde student waarbij iets eenvoudigs moest worden opgelost", zei Dodin. "Maar toen we eenmaal dieper in het onderwerp gingen graven, realiseerden we ons dat er heel weinig over het probleem werd begrepen en dat we hier heel basaal theoriewerk konden doen." De wetenschappers zijn nu van plan om de techniek in de nabije toekomst te gebruiken om gegevens te analyseren. "We hebben nu enkele formules, maar het zal meer werk vergen om zinvolle resultaten te krijgen", zei Garg.
Computersimulatie van neutronensterren die samensmelten tot een zwart gat, waarbij hun accretieschijven interageren om elektromagnetische golven te produceren. (Afbeelding: L. Rezolla (AEI) & M. Koppitz (AEI & Zuse-Institut Berlin) Garg en zijn adviseur Ilya Dodin, die verbonden is aan zowel Princeton University als PPPL, pasten deze techniek toe op hun onderzoek naar fusie-energie, het proces het aandrijven van de zon en sterren die wetenschappers ontwikkelen om elektriciteit op aarde te creëren zonder broeikasgassen uit te stoten of langlevend radioactief afval te produceren Fusiewetenschappers berekenen hoe elektromagnetische golven door plasma bewegen, de soep van elektronen en atoomkernen die fusiefaciliteiten voedt die bekend staan als tokamaks en stellarators. Het blijkt dat dit proces lijkt op de beweging van zwaartekrachtgolven door materie. "We zetten in feite plasmagolfmachines aan om te werken aan een zwaartekrachtgolfprobleem, " zei Garg. Zwaartekrachtsgolven, voor het eerst voorspeld door Albert Einstein in 1916 als gevolg van zijn relativiteitstheorie, zijn verstoringen in ruimte-tijd die worden veroorzaakt door de beweging van zeer dichte objecten. Ze reizen met de snelheid van het licht en waren dennen t gedetecteerd in 2015 door de Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory (LIGO) via detectoren in de staat Washington en Louisiana. Garg en Dodin creëerden formules die theoretisch zwaartekrachtgolven zouden kunnen leiden om verborgen eigenschappen over hemellichamen te onthullen, zoals sterren die vele lichtjaren verwijderd zijn. Terwijl de golven door de materie stromen, creëren ze licht waarvan de eigenschappen afhangen van de dichtheid van de materie. Een natuurkundige zou dat licht kunnen analyseren en eigenschappen van een ster op miljoenen lichtjaren afstand kunnen ontdekken. Deze techniek zou ook kunnen leiden tot ontdekkingen over het in elkaar slaan van neutronensterren en zwarte gaten, ultradichte overblijfselen van stersterfgevallen. Ze zouden mogelijk zelfs informatie kunnen onthullen over wat er gebeurde tijdens de oerknal en de vroege momenten van ons universum. Het onderzoek begon zonder enig idee van hoe belangrijk het zou kunnen worden. "Ik dacht dat dit een klein project van zes maanden zou zijn voor een afgestudeerde student waarbij iets eenvoudigs moest worden opgelost", zei Dodin. "Maar toen we eenmaal dieper in het onderwerp gingen graven, realiseerden we ons dat er heel weinig over het probleem werd begrepen en dat we hier heel basaal theoriewerk konden doen." De wetenschappers zijn nu van plan om de techniek in de nabije toekomst te gebruiken om gegevens te analyseren. "We hebben nu enkele formules, maar het zal meer werk vergen om zinvolle resultaten te krijgen", zei Garg.
- Door SEO aangedreven content en PR-distributie. Word vandaag nog versterkt.
- Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligentie. Kennis versterkt. Toegang hier.
- Bron: https://www.nanowerk.com/news2/space/newsid=62218.php
