Logotip projekta IntegralObservatorij sevanja gama Evropske vesoljske agencije (ESA) Integral je zbral podatke, ki bodo močno vplivali na iskanje tako imenovane "nove fizike". Podatki kažejo, da se morebitna kvantna zrnatost vesolja pojavlja na veliko manjših skalah, kot so doslej pričakovali.

 

Einsteinova splošna teorija relativnosti opisuje lastnosti gravitacije, vendar predpostavlja, da je vesolje gladko, kontinuirano. Kvantna fizika pa predpostavlja, da ima vesolje na zelo majhnih skalah zrnato strukturo, podobno kot pesek na plaži. Eno glavnih prizadevanj moderne fizike je, da bi ta dva koncepta združili v eno teorijo - kvantno gravitacijo.

Integral je sedaj postavil nove stroge meje za velikost teh kvantnih zrn; ta naj bi bila veliko manjša, kot so napovedovale nekatere ideje kvantne gravitacije.

Sodeč po izračunih bi naj majhna zrna vplivala na potovanje sevanja gama skozi vesolje. Žarki svetlobe bi se naj "zavrteli", tako da bi se spremenila smer, v kateri nihajo - to lastnost imenujemo polarizacija.

Visoko-energijsko valovanje sevanja gama naj bi se zavrtelo bolj kot nizko-energijsko, zato je mogoče razliko v polarizaciji uporabiti za oceno velikosti zrn, ki bi naj sestavljala vesolje.

Philippe Laurent in njegovi sodelavci so uporabili podatke iz Integralovega instrumenta IBIS, da bi izmerili razliko med polarizacijo visoko- in nizko-energijskega sevanja gama, ki je bilo izsevano med enim najmočnejših izbruhov sevanja gama (Gamma Ray Burst - GRB), kar smo jih kdaj opazovali.

Izbruh žarkov gama.

Izbruhi sevanja gama so posledica najmočnejših eksplozij, kar jih poznamo v Vesolju. Predvidevamo, da je večina posledica kolapsa zelo masivnih zvezd v nevtronske zvezde ali črne luknje podobnega supernovi, ki vodi k močnemu izbruhu sevanja gama, ki traja le nekaj sekund ali minut, vendar je v tem času svetlejši kot celotna galaksija.

Izbruh GRB 041219A se je zgodil 19. decembra 2004 in je nemudoma zavzel mesto med 1% najsvetlejših izbruhov sevanja gama. Izbruh je bil tako svetel, da je lahko Inegral natančno izmeril polarizacijo izsevanega valovanja.

Dr. Laurent in njegovi sodelavci so iskali razliko v polarizaciji pri različnih energijah sevanja, vendar le-te niso našli do samih meja natančnosti podatkov.

Nekatere teorije predvidevajo, da se zrnata struktura vesolja kaže na skali "Planckove velikosti" - približno 10-35 metra. Podatki observatorija Integral, ki so 10.000-krat natančnejši, kot kateri drugi dosedanji podatki, pa kažejo, da je struktura vesolja zrnata šele na skali 10-48 ali manjši.

"Ta rezultat je zelo pomemben, saj bo izključil nekaj teorij strun in teorij zank kvantne gravitacije," pravi dr. Laurent.

Podobno meritev je Integral izvedel leta 2006, ko je izmeril polarizirano svetlobo iz meglice Rakovica, ostanka eksplozije supernove, oddaljene le 6500 svetlobnih let od Zemlje v naši galaksiji. Vendar pa je nova meritev veliko bolj natančna, saj se je izbruh 041219A zgodil na razdalji približno 300 milijonov svetlobnih let.

Vesoljski observatorij Integral zaznava izbruhe sevanja gama, ki so posledica najmočnejših eksplozij v vesolju.

Zelo majhen vpliv vrtenja polarizacije zaradi zrnate strukture vesolja naj bi se preko velikih oddaljenostih seštel v izmerljiv signal. Ker pa meritev ni dala pričakovanih rezultatov, morajo biti zrna vesolja še manjša, kot so prvotno predvidevali.

"Temelji fizike niso ravno primarna naloga observatorija Integral," pravi Christoph Winkler, znanstvenik v projektu Integral pri ESA. "Kljub temu nam je omogočil, da smo naredili velik korak naprej v raziskovanju narave vesolja samega."

Zdaj je žogica spet na strani teoretikov, ki morajo svoje teorije ponovno interpretirati v luči novih rezultatov.

Vir: ESA


Efemeride
06.12.2022 11:04 CET
06.12.2022 10:04 UT
Sonce vzide 07:29 
zaide 16:17 
Luna vzide 15:06 
zaide 05:41 
Angleški portal v vesolje
Zmaga.com
Zmaga.com
META znanost
META znanost