Tin tức Vũ trụ TV

Các sự kiện vật lý thiên văn đại hồng thủy như vụ sáp nhập lỗ đen có thể giải phóng vật chất tối từ sâu trong vũ trụ

Ngày:
Th11 12, 2020
Tóm lược:

Các sự kiện vật lý thiên văn đại hồng thủy như vụ sáp nhập lỗ đen có thể giải phóng năng lượng dưới dạng bất ngờ. Ví dụ, các trường khối lượng thấp kỳ lạ (ELF) có thể lan truyền trong không gian và gây ra các tín hiệu yếu ớt có thể phát hiện được bằng các mạng cảm biến lượng tử như đồng hồ nguyên tử của mạng GPS hoặc từ kế của mạng GNOME. Những kết quả này đặc biệt thú vị trong bối cảnh tìm kiếm vật chất tối, vì các trường khối lượng thấp được coi là ứng cử viên đầy hứa hẹn cho dạng vật chất kỳ lạ này.

Share:
CÂU CHUYỆN ĐẦY ĐỦ

Sự hợp nhất của các lỗ đen có thể giải phóng năng lượng dưới dạng ELFs (phía dưới bên trái của hình ảnh). Có thể phát hiện tín hiệu yếu của chúng bằng mạng cảm biến lượng tử như mạng GPS (trên cùng bên phải trong hình ảnh).
Sự hợp nhất của các lỗ đen có thể giải phóng năng lượng dưới dạng ELFs (phía dưới bên trái của hình ảnh). Có thể phát hiện tín hiệu yếu của chúng bằng mạng cảm biến lượng tử như mạng GPS (trên cùng bên phải trong hình ảnh).

Các sự kiện vật lý thiên văn đại hồng thủy như vụ sáp nhập lỗ đen có thể giải phóng năng lượng ở dạng bất ngờ. Ví dụ, các trường khối lượng thấp kỳ lạ (ELF) có thể lan truyền trong không gian và gây ra các tín hiệu yếu ớt có thể phát hiện được bằng các mạng cảm biến lượng tử như đồng hồ nguyên tử của mạng GPS hoặc từ kế của mạng GNOME. Đây là kết quả tính toán lý thuyết được thực hiện bởi một nhóm nghiên cứu bao gồm Tiến sĩ Arne Wickenbrock của PRISMA + Cluster of Excellence tại Đại học Johannes Gutenberg Mainz (JGU) và Viện Helmholtz Mainz (HIM). Chúng đặc biệt thú vị trong bối cảnh tìm kiếm vật chất tối, vì các trường khối lượng thấp được coi là ứng cử viên đầy hứa hẹn cho dạng vật chất kỳ lạ này.

Từ thiên văn học đa sứ giả đến tìm kiếm vật chất tối

Thiên văn học đa sứ giả liên quan đến việc phối hợp quan sát các tín hiệu khác nhau xuất phát từ cùng một sự kiện vật lý thiên văn. Kể từ lần đầu tiên phát hiện ra sóng hấp dẫn bằng giao thoa kế LIGO vài năm trước, mối quan tâm đến lĩnh vực này đã mở rộng rất nhiều và nó đã mang lại một lượng lớn thông tin mới bắt nguồn từ các tầng sâu của vũ trụ. Arne Wickenbrock giải thích: “Khi sóng hấp dẫn được tạo ra ở đâu đó trong không gian và được phát hiện trên Trái đất, nhiều kính thiên văn hiện tập trung vào sự kiện này để ghi lại các tín hiệu khác nhau, chẳng hạn như tín hiệu ở dạng bức xạ điện từ. Chúng tôi tự hỏi điều gì sẽ xảy ra nếu một phần năng lượng quan sát được giải phóng bởi các sự kiện như vậy cũng được bức xạ dưới dạng các trường khối lượng thấp kỳ lạ hoặc ELF.

Tính toán của các nhà khoa học đã xác nhận rằng đây có thể là trường hợp cho một số thông số nhất định. Arne Wickenbrock cho biết thêm: “Chúng tôi cũng lý luận rằng các trường như vậy, khi được bức xạ, sẽ gây ra một dấu hiệu tần số đặc trưng trong mạng. “Tín hiệu sẽ tương tự như âm thanh của một chiếc còi báo động đi qua, quét từ tần số cao đến tần số thấp.” Các nhà nghiên cứu lưu ý đến hai mạng lưới cụ thể: mạng đồng hồ nguyên tử GPS trên toàn thế giới và mạng GNOME, bao gồm vô số các từ kế được phân bố trên toàn cầu. Trên cơ sở cường độ dự kiến ​​của tín hiệu, hệ thống GPS hiện phải đủ nhạy để phát hiện các ELF. Nhóm làm việc của Giáo sư JGU Dmitry Budker tại HIM, cùng với các nhóm khác, hiện đang nâng cấp mạng GNOME,

Các ELF tiềm năng có ý nghĩa đặc biệt trong việc tìm kiếm vật chất tối. Mặc dù chúng ta biết dạng vật chất kỳ lạ này phải tồn tại, nhưng vẫn chưa ai biết nó được làm bằng gì. Các chuyên gia đang xem xét và nghiên cứu một loạt các hạt có thể có về mặt lý thuyết có thể đủ tiêu chuẩn trở thành ứng cử viên. Trong số các ứng cử viên hứa hẹn nhất hiện nay là các hạt bosonic cực nhẹ, cũng có thể được nhìn thấy trong trường cổ điển dao động ở một tần số cụ thể. Arne Wickenbrock kết luận: “Do đó, ở sâu trong vũ trụ, vật chất tối ở dạng ELFs có thể được tạo ra trong quá trình sáp nhập của hai lỗ đen”. “Đến lượt mình, các mạng cảm biến lượng tử chính xác có thể hoạt động như kính thiên văn ELF, bổ sung thêm một yếu tố quan trọng khác vào hộp công cụ của thiên văn học đa thông tin.”


Nguồn truyện:

Tài liệu do Johannes Gutenberg Universitaet Mainz cung cấp . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa về kiểu dáng và độ dài.


Tham khảo Tạp chí :

  1. Conner Dailey, Colin Bradley, Derek F. Jackson Kimball, Ibrahim A. Sulai, Szymon Pustelny, Arne Wickenbrock, Andrei Derevianko. Các mạng cảm biến lượng tử như kính viễn vọng trường kỳ lạ cho thiên văn học đa tín hiệu . Thiên văn học Tự nhiên , 2020; DOI: 10.1038 / s41550-020-01242-7

Bài viết liên quan

Bài viết mới