Nyt fyysikot voivat löytää madonreikiä universumista

Teoriassa omassa universumissamme voi olla niin kutsuttuja madonreikiä, joiden kautta päästään vieraisiin universumeihin. Nyt fyysikot ovat vihdoin löytäneet menetelmän, jolla madonreikien olemassaoloa voidaan testata.

Teoriassa omassa universumissamme voi olla niin kutsuttuja madonreikiä, joiden kautta päästään vieraisiin universumeihin. Nyt fyysikot ovat vihdoin löytäneet menetelmän, jolla madonreikien olemassaoloa voidaan testata.

Shutterstock

Kummallisimpia universumissa mahdollisesti esiintyviä kohteita ovat niin kutsutut madonreiät. Teoriassa madonreikä on musta aukko, joka luo eräänlaisen tunnelin. Tunneli voi johtaa joko toiseen paikkaan universumissa tai toiseen universumiin.

Madonreikäajatus on johdettu Einsteinin suhteellisuusteoriasta, mutta kukaan ei tiedä, onko madonreikiä oikeasti olemassa. Nyt yhdysvaltalaisen Vanderbiltin yliopiston tutkijat ovat kehittäneet menetelmän, jolla asia voidaan selvittää.

Gravitaatioaallot johtavat madonreiän luo

Fyysikot ovat tehneet laskelmia, jotka osoittavat, mitä tapahtuisi, jos neljä kertaa Auringon kokoinen musta aukko ajautuisi madonreikään ja päätyisi toiseen universumiin.

Kun mustat aukot sulautuvat yhteen, ne synnyttävät gravitaatioaaltoja, joita voidaan mitata tietynlaisella ilmaisimella. Jos toinen mustista aukoista on madonreikä, asia paljastuu aalloista.

© Mark Garlick/Getty Images & The Virgo Collaboration

Tutkijat tietävät, että kun kaksi mustaa aukkoa kohtaa, syntyy gravitaatioaaltoja, jotka alkavat vyöryä universumin halki. Näitä aaltoja voidaan mitata äärimmäisen herkillä LIGO- ja Virgo-ilmaisimilla, jotka sijaitsevat USA:ssa ja Italiassa.

Kun pieni musta aukko imeytyy spiraalimaisesti suurempaan mustaan aukkoon, syntyy kuvio, jonka taajuus kasvaa. Samanlaista kuviota ei synny, jos pieni musta aukko putoaa madonreikään.

Jos pieni musta aukko putoaa madonreikään, syntyy tietynlaisia gravitaatioaaltoja, joita fyysikoiden ilmaisimet voivat mitata.

© Ken Ikeda Madsen

1. Musta aukko imeytyy mustaan aukkoon

Kun pieni, neljä kertaa Auringon kokoinen musta aukko imeytyy spiraalimaisesti isoon mustaan aukkoon, joka johtaa madonreikään, syntyy gravitaatioaaltoja, joiden voimakkuus ja taajuus kasvavat.

© Ken Ikeda Madsen

2. Gravitaatioaallot tasaantuvat

Sillä hetkellä, kun pieni musta aukko kulkee madonreiän läpi, gravitaatioaallot katoavat äkkiä. Tämä johtuu siitä, että musta aukko on nyt toisessa universumissa, josta ei saada mittaustuloksia.

© Ken Ikeda Madsen

3. Aukko palaa takaisin

Musta aukko imeytyy jälleen madonreikään ja palaa omaan universumiimme. Liike mustassa aukossa synnyttää gravitaatioaaltoja, joiden voimakkuus ja taajuus pienenevät.

© Ken Ikeda Madsen

4. Kuvio toistuu

Hetken kuluttua painovoima saa pienen mustan aukon imeytymään jälleen spiraalimaisesti kohti madonreikää. Gravitaatioaaltojen voimakkuus ja taajuus kasvavat, ja koko kuvio toistuu.

Gravitaatioaallot loppuvat, koska musta aukko kulkeutuu madonreiän läpi vieraaseen universumiin. Sieltä se imeytyy uudelleen madonreikään, ja sillä hetkellä, kun se on taas omassa universumissamme, ilmaisimet voivat jälleen havaita gravitaatioaaltoja.

Sitten pieni musta aukko jatkaa kulkuaan kahden universumin välillä, kunnes se on menettänyt niin paljon energiaa, että se pysähtyy madonreikään pääsemättä sieltä enää pois.

Kuvio on lopullinen todiste

Gravitaatioaalloista syntyy tietynlainen kuvio, sormenjälki, joka on selvä todiste siitä, että kyseessä on madonreikä. LIGO- ja Virgo-ilmaisimilla voidaan siis lähteä etsimään madonreikiä maailmankaikkeudesta.