Ako prostor-vreme zamislimo kao dvodimenzionalno platno svaki objekat koji se nađe na njemu ga opterećuje i zakrivljuje svojom masom. Što je masa objekta veća, zakrivljenje platna je veće.

Slično tome, po Teoriji opšte relativnosti Alberta Ajnštajna objekti u svemiru svojom masom deluju na četvorodimenzionlni prostor- vreme, deformišu ga, što se manifestuje kao gravitacija.

Taj zakrivljeni deo prostor- vremena  oko nekog tela koje ima masu je njegovo gravitaciono polje.

Maciej Rębisz

Gravitaciono polje jednog objekta privlačno deluje na drugi objekat koji može da padne u gravitaciono polje prvog objekta i orbitira oko njega, kao Mesec oko Zemlje ili Zemlje oko Sunca.

Dva tela mogu da se okreću jedno oko drugog, sve bliže i bliže, dok ne padnu jedno u drugo, sudare se. Kada se to dogodi nastaju deformacije u prostor- vremenu ili gravitacioni talasi.

Laserska interferometarska gravitaciono-talasna opservatorija (LIGO) je 14. septembra 2015. godine prvi put detektovala gravitacione talase koji su nastali sudarom dve crne rupe. Opservatorije LIGO i Virgo su detektovale gravitacione talase iz najmanje još 10 spajanja crnih rupa. Spajanje dve neutronske zvezde je prvi put detektovano 2017. godine.

Posle Velikog praska novouobličena materija i prostor- vreme se šire i postaju sve veći. Ako je taj rast neujednačen, određena područja postaju gušća od ostalih. U nekom trenutku univerzuma ti džepovi guste materije se pod vlastitom gravitacijom urušavaju i formiraju rane crne rupe.

Za razliku od crnih rupa nastalih kasnije eksplozijom masivnih zvezda, prvobitne crne rupe nemaju minimalni prag mase potreban da bi se one formirale. Ako bi LIGO i Virgo detektovali crnu rupu manje mase od mase Sunca, to bi mogla biti prvobitna crna rupa.

Do sada hipotetička tamna materija nije otkrivena ali se smatra da je u svemiru ima 85% više od vidljive materije. Ovaj stav se zasniva na nekim gravitacionim efektima zapaženim širom svemira koji se objašnjavaju postojanjem nevidljive tamne materije.

Čini se da tamna i normalna materija uzajamno deluju samo putem gravitacije. Moguće je da čestice tamne materije međusobno komuniciraju kao i poznate čestice i pri tome formiraju kompaktne tamne objekte.

Jedan od kandidata za česticu tamne materije je aksion. Oni bi mogli da se kondenzuju u Boze-Ajnštajnov kondenzat ili aksionske zvezde. Moguće je da se značajan deo aksionske tamne materije nalazi u obliku tamnih aksionskih zvezda, kao neutroni u neutronskim zvezdama.Moguće je i da su prvobitne crne rupe sačinjene od tamne materije.

Ako je svemir naseljen kompaktnim tamnim objektima neki od njih mogu da se nađu u uzajamnom gravitacionom delovanju sa zvezdama obične materije. Normalna zvezda i tamni objekat mogu mirno gravitaciono da koegzistiraju.

Eksplozija zvezde kao supernove može da promeni odnose između novonastale neutronske zvezde i tamnog objekta. Spajanje aksionske zvezde sa neutronskom zvezdom može da izazove gravitacione talase što LIGO i Virgo  mogu da detektuju ali ne i da identifikuju učesnike događaja. Ali teleskopi koji detektuju elektromagnetne signale koji prate tako nastale gravitacione talase bi to mogli da urade.

Od objavljivanja Teorije opše relativnosti, koja je predvidela postojanje gravitacionih talasa i njihovog otkrića prošlo je 100 godina. Ostaje nam da očekujemo da će gravitacionoj astronomiji trebati manje vremena da dođe do otkrića onoga što se danas začinje kao teorija.

Detaljnije: Symmetry

 

SVE JE FIZIKA Miša Bracić