Од Џонатана О’Калагана – Овај чланак је првобитно објављен у Хоризонт Часопис ЕУ за истраживање и иновације.
Године 2019, у дубинама свемира примећен је чудан догађај. Назван GW190521, догађај је послао гравитационе таласе – невидљиве таласе у универзуму – које је Земља регистровала. Ови таласи су изгледа обележили тренутак када су се две масивне црне рупе, десетине пута веће од масе нашег Сунца, судариле и спојиле. Или је барем то била почетна теорија.
Али шта ако постоји друго објашњење? Физичар Карлос Хердеиро са Универзитета у Авеиру у Португалу води истраживачку иницијативу коју финансира ЕУ под називом NewFunFiCO, а која истражује алтернативе.
Тим NewFunFiCO окупља физичаре и астрофизичаре из Шпаније, Португала, Италије, Немачке, Мексика, Бразила и Кине. Њихов циљ је да истраже да ли би неки сигнали гравитационих таласа могли да потичу од егзотичних објеката у свемиру за које се теоретски претпоставља да постоје, али који још увек нису директно посматрани.
„Граничне мистерије универзума су фасцинантне“, рекао је Хердеиро. „А гравитациони таласи нам дају нови начин да их истражимо.“
Слушање таласа у простор-времену
Тим користи стварне податке из мреже LIGO-Virgo-KAGRA – глобалног система ултра-осетљивих детектора у САД, Италији и Јапану који могу да мере невероватно ситна изобличења у простор-времену. У Ајнштајновој теорији, простор и време чине повезано ткиво које је основа наше перцепције где и када се све дешава.
„Ови егзотични објекти повезани су са неким од дубоких мистерија у физици као што је тамна материја.“
Карлос Хердеиро, NewFunFiCO
Од када су гравитациони таласи први пут откривени 2015. године, научници су идентификовали више од 150 парова црних рупа које се спајају. Али њихова теорија је да би у подацима могли бити скривени и други, егзотичнији објекти.
Најновија кампања посматрања, позната као O4, трајало је од маја 2023. до новембра 2025. године и открило је око 250 кандидата за догађаје, од којих су многи још увек у анализи.
„Још увек пажљиво испитујемо податке“, рекао је Нико Санчис-Гуал са Универзитета у Валенсији, један од вођа пројекта. „Можда постоје сигнали који се не уклапају баш у оно што очекујемо од црних рупа.“
Теорија бозонске звезде
Међу најзанимљивијим кандидатима који се истражују су бозонске звезде – хипотетички ултракомпактни објекти који би из даљине могли изгледати као црне рупе. Међутим, оне немају хоризонт догађаја, границу црне рупе из које ништа, чак ни светлост, не може да побегне. Споља би изгледале помало мутно, али изнутра би биле пуне честица тамне материје.
Бозонске звезде би могле бити састављене од ултралаке тамне материје, могуће од невидљивих субатомских честица названих аксиони, које би биле трилионе и трилионе пута лакше од електрона.
Проучавање могућности постојања објекта величине планете, са масом сличном Сунцу, али веома другачијом изнутра, фасцинирало је истраживаче. „Запањујуће је“, рекао је Санчис-Гуал.
Ако постоје, онда је могуће да се повремено сударају и спајају, као што знамо да раде црне рупе величине звезде, производећи детектне гравитационе таласе. Ту долази тим NewFunFiCO, покушавајући да пронађе сигнал који бисмо очекивали од таквог догађаја у подацима LIGO-а.
GW190521 је можда био пример таквог догађаја. „Када би се два од њих сударила, произвели би сигнал гравитационог таласа који се мало боље уклапа у тај конкретни сигнал него две црне рупе“, рекао је Хердеиро.
Трагови о тамној материји
Истраживачи не траже само бозонске звезде. Постоје и мешовите звезде. На пример, где неутронска звезда – густи објекат који остаје након експлозије звезде – има језгро тамне материје, а такође и гравастари, егзотични објекти који имитирају црне рупе, али немају исту структуру у свом центру и немају хоризонт догађаја.
„Циљ је да искористимо златно доба посматрања гравитационих таласа у којем живимо и да потражимо објекте који никада раније нису виђени, али који би теоретски могли да постоје“, рекао је Хердеиро.
„Ови егзотични објекти се односе на неке од дубоких мистерија у физици, као што је тамна материја.“
Ако су тачни, налази научника би могли да трансформишу наше разумевање тамне материје и универзума у целини. Чак и ако нису, отварају узбудљиве нове путеве физике који раније нису били широко истражени и могли би бити начин да се открију чудни нови феномени у космосу.
У лову
NewFunFiCO траје до краја 2026. године, након што је почео 2023. године уз финансирање које је обезбедио програм ЕУ „Марија Склодовска-Кири“.
„Један од кључних аспеката овде је то што укључујемо европске партнере са партнерима ван Европе“, рекао је Хердеиро. То значи размену знања, али и културе. „Зато је финансирање ЕУ било толико важно. Даје другачију димензију свету.“
„Можда постоје сигнали који се не уклапају баш у оно што очекујемо од црних рупа.“
Нико Санчис-Гуал, NewFunFiCO
Користи од таквих амбициозних програма преливају се и на ширу јавност, додао је Хердеиро. „Црне рупе, космологија, почетак универзума, они заокупљују машту људи“, рекао је.
Друге користи су економске. „Велике експерименталне инфраструктуре имају додатне ефекте којих људи нису свесни“, рекао је он, наводећи пример како је LIGO захтевао изузетно прецизне детекторе, што је довело до развоја у широј електроници.
Потрага за мерењем ситних изобличења у простор-времену подигла је ласерску интерферометрију (мерење минијатурних промена удаљености ласерском светлошћу), софистициране системе за изолацију вибрација и ултрапрецизну оптику на невиђене нивое осетљивости.
Сличне технологије се сада користе у областима као што су прецизна производња, медицинско снимање и навигациони системи.
Међутим, најважнија ствар је да би у свемиру могли постојати чудни објекти који су на прагу открића, скривене гомиле тамне материје маскиране као звезде.
„Главна визија тренутно је да постоји нека честица тамне материје“, рекао је Санчис-Гуал. „Дакле, ово је могућност.“
Ако се потврди постојање чак и једног таквог објекта, то би физичарима дало један од првих правих трагова о томе шта је тамна материја – и променило би начин на који видимо универзум.
Истраживање у овом чланку финансирао је програм Марија Склодовска-Кири Акције (MSCA). Ставови испитаника не одражавају нужно ставове Европске комисије. Ако вам се свидео овај чланак, размислите о томе да га поделите на друштвеним мрежама.
