Το 2019, οι ανιχνευτές βαρυτικών κυμάτων στη Γη κατέγραψαν ένα σήμα που άφησε τους επιστήμονες σε αμηχανία.
Τα βαρυτικά κύματα είναι κυματισμοί στον ιστό του χώρου και του χρόνου, που συνήθως δημιουργούνται όταν τεράστια, πυκνά αντικείμενα, όπως οι μαύρες τρύπες, συγκρούονται. Ωστόσο, αυτή η ξαφνική έκρηξη, με διάρκεια μικρότερη από το ένα δέκατο του δευτερολέπτου, ήταν πολύ πιο σύντομη από τους εκτεταμένους «κελαηδισμούς» που παράγονται κανονικά από τη συγχώνευση μαύρων τρυπών.
Σήμερα, ερευνητές πιστεύουν ότι αυτό το παράξενο σήμα, που έλαβε την ονομασία GW190521, θα μπορούσε να προήλθε από ένα παράλληλο σύμπαν.
Σε μια προδημοσίευση, μια ομάδα υπό την καθοδήγηση του δρ Τσι Λάι του Πανεπιστημίου της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών υποστηρίζει ότι το GW190521 ίσως ήταν μια «ηχώ» από την κατάρρευση μιας σκουληκότρυπας.
Το σενάριο της σκουληκότρυπας
Αν μια σύγκρουση δύο μαύρων τρυπών ήταν αρκετά ισχυρή ώστε να δημιουργήσει μια σήραγγα ανάμεσα σε σύμπαντα, το βαρυτικό σήμα θα μπορούσε να περάσει μέσα από τον «λαιμό» της σκουληκότρυπας και να φτάσει στο δικό μας σύμπαν.
Δεδομένου ότι μια τέτοια σκουληκότρυπα θα έμενε ανοιχτή για ελάχιστο χρόνο, αυτό θα εξηγούσε γιατί το GW190521 κόβεται απότομα. Παρότι τα μοντέλα δείχνουν ότι αυτό το σενάριο δεν είναι ιδιαίτερα πιθανό, ο δρ Λάι τονίζει ότι δεν μπορούμε να αποκλείσουμε ότι το σήμα ταξίδεψε στη Γη από ένα άλλο σύμπαν.
Η θεωρία του Αϊνστάιν και τα βαρυτικά κύματα
Σύμφωνα με τη θεωρία της σχετικότητας του Άλμπερτ Αϊνστάιν, τα αντικείμενα με μάζα τεντώνουν και τραβούν τον ιστό του χωροχρόνου, όπως βαρίδια τοποθετημένα πάνω σε ένα τραμπολίνο. Ένα από τα βασικά επακόλουθα είναι ότι οι συγκρούσεις πολύ μεγάλων αντικειμένων δημιουργούν κυματισμούς που εξαπλώνονται σε τεράστιες αποστάσεις.
Όταν ζεύγη μαύρων τρυπών, γνωστά ως δυαδικές μαύρες τρύπες, πλησιάζουν μεταξύ τους, τα βαρυτικά τους πεδία αλληλεπιδρούν και παράγουν κύματα που γίνονται ισχυρότερα όσο ενώνονται. Αυτό δίνει στο σήμα που παράγεται έναν ανερχόμενο «κελαηδισμό», χαρακτηριστικό της συγχώνευσης.
Μέχρι σήμερα, οι επιστήμονες έχουν εντοπίσει περίπου 300 τέτοιες συγκρούσεις, όλες με τον ίδιο εκτεταμένο ήχο. Το GW190521 όμως ξεχωρίζει, καθώς λείπει το ανερχόμενο τμήμα του σήματος.
Οι πιθανές εξηγήσεις
Όπως αναφέρει η Daily Mail, το τελικό αντικείμενο που σχηματίστηκε είχε μάζα περίπου 141 φορές μεγαλύτερη από τον Ήλιο, γεγονός που σημαίνει ότι οι επιστήμονες θα έπρεπε να έχουν ανιχνεύσει το τμήμα του σήματος της έλξης, αν υπήρχε. Η πιο πιθανή εξήγηση είναι μια τυχαία σύγκρουση δύο μαύρων τρυπών που χτύπησαν απευθείας η μία την άλλη, χωρίς να περιστραφούν πρώτα.
Ωστόσο, ο δρ Λάι υποστηρίζει ότι η ύπαρξη μιας σκουληκότρυπας σε άλλο σύμπαν είναι επίσης ένα πιθανό σενάριο. «Η σκουληκότρυπα αντιπροσωπεύει ένα αντικείμενο που συνδέει είτε δύο διαφορετικά σύμπαντα είτε δύο μακρινές περιοχές του ίδιου σύμπαντος μέσω ενός “λαιμού”», γράφουν οι ερευνητές.
Σε αυτή την περίπτωση, η συγχώνευση δύο μαύρων τρυπών θα μπορούσε να δημιουργήσει μια βραχύβια σκουληκότρυπα, η οποία θα άφηνε μια σύντομη «ηχώ» βαρυτικών κυμάτων στο δικό μας σύμπαν, πριν κλείσει απότομα.
Τα μοντέλα και οι συγκρίσεις
Ο δρ Λάι και οι συνεργάτες του δημιούργησαν ένα μαθηματικό μοντέλο για το πώς θα έμοιαζε αυτό το σήμα και το συνέκριναν με τα δεδομένα του GW190521, που κατέγραψαν οι ανιχνευτές LIGO και Virgo.
Οι ερευνητές δημιούργησαν επίσης ένα μοντέλο για μια ξαφνική σύγκρουση στο δικό μας σύμπαν και συνέκριναν τα αποτελέσματα. Η ανάλυση έδειξε ότι το μοντέλο της απλής σύγκρουσης ταίριαζε λίγο καλύτερα με τα δεδομένα, αλλά όχι σε βαθμό που να αποκλείει το σενάριο της σκουληκότρυπας.
Όπως τονίζουν, η προτίμηση στο πρότυπο της απλής σύγκρουσης «δεν ήταν αρκετά σημαντική ώστε να αποκλείσει την πιθανότητα ότι το μοντέλο της ηχούς-σκουληκότρυπας είναι μια βιώσιμη υπόθεση για το συμβάν GW190521».
Αν το σενάριο της σκουληκότρυπας είναι αληθινό, αυτό όχι μόνο θα αποδείκνυε την ύπαρξή τους, αλλά θα έδινε στους επιστήμονες ένα ισχυρό εργαλείο για να τις μελετήσουν. Αυτό θα σήμαινε την πρώτη ματιά της ανθρωπότητας σε ένα σύμπαν πέρα από το δικό μας.
