Τετάρτη, 12 Μαΐου 2010

Η ευθυγράμμιση του πολωμένου φωτός των κβάζαρ υπονοεί την παρουσία κοσμικών χορδών

Κάτι πρέπει να φταίει που το φως των κβάζαρ στο μακρινό σύμπαν έχει μια παρόμοια πόλωση, όταν οι προσανατολισμοί του διανύσματος της πόλωσης έπρεπε στην πραγματικότητα να είναι τυχαίοι. Μπορεί λοιπόν αυτό το φαινόμενο να είναι η υπογραφή των κοσμικών χορδών – οι γιγάντιες συστροφές στον ιστό του χωροχρόνου;


Το 2005, ο Damien Hutsemekers στο Πανεπιστήμιο της Λιέγης και οι συνεργάτες του ανέφεραν ένα ασυνήθιστο αποτέλεσμα, με τις παρατηρήσεις 355 κβάζαρ. Βρήκαν ότι το φως από αυτά τα κβάζαρ έτεινε να είναι πολωμένο, με τις ηλεκτρομαγνητικές του ταλαντώσεις να περιορίζεται σε ένα συγκεκριμένο επίπεδο, που μπορεί να περιγραφεί με ένα διάνυσμα πόλωσης. Αν και δεν υπάρχει κανένας προφανής λόγος για να θεωρούμε ότι αυτά τα διανύσματα θα πρέπει να είναι προσανατολισμένα με ένα ειδικό τρόπο από το ένα στο άλλο κβάζαρ, η ομάδα του Hutsemekers διαπίστωσε ότι οι προσανατολισμοί δεν ήταν τυχαίοι. Εάν αυτοί έπαιρναν οποιαδήποτε δύο γειτονικά κβάζαρ, τα διανύσματα της πόλωσης είχαν σε μεγάλο βαθμό την ίδια κατεύθυνση.
Επιπλέον, καθώς η ομάδα εξέταζε όλο και πιο μακρινά κβάζαρ, είδαν αυτό το διάνυσμα της πόλωσης να περιστρέφεται κατά 30 μοίρες για κάθε 3,26 δισεκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη. Το διάνυσμα στράφηκε προς τα δεξιά, όταν αυτοί παρατηρούσαν προς την κατεύθυνση του βόρειου γαλαξιακού πόλου του Γαλαξία μας και προς τα αριστερά όταν κοίταζαν προς το νότιο πόλο.
Πέρυσι, η ομάδα έδειξε ότι η κατεύθυνση του διανύσματος της πόλωσης συσχετίζεται με τον άξονα περιστροφής του ίδιου του κβάζαρ. Αυτό σημαίνει ότι διπλανά κβάζαρ τείνουν να έχουν περίπου την ίδια κατεύθυνση – και πάλι όχι κάτι που ο καθένας θα περίμενε να δει.
Τώρα όμως, οι Robert Poltis και Dejan Stojkovic του Πολιτειακού Πανεπιστημίου της Νέας Υόρκης δηλώνουν ότι έχουν μια εξήγηση. Αυτά τα φαινόμενα οφείλονται λένε στα γεγονότα που συνέβησαν περίπου10-12 δευτερόλεπτα μετά τη Μεγάλη Έκρηξη. Την εποχή εκείνη, το σύμπαν πέρασε από μια φάση ματάβασης, αναγκάζοντας την ενιαία ηλεκτρασθενών δύναμη να διαχωριστεί στην ηλεκτρομαγνητική και την ασθενή πυρηνική δύναμη. Το καθιερωμένο μοντέλο της σωματιδιακής φυσικής δείχνει ότι αυτό θα είχε ως αποτέλεσμα το σχηματισμό των λεγόμενων κοσμικών χορδών, οι οποίες είναι τοπολογικά ρήγματα στον ιστό του χωροχρόνου και μπορεί να λάβουν τη μορφή γιγάντιων βρόχων.
Οι κοσμικές χορδές με τη σειρά τους μπορεί να προκαλέσουν μαγνητικά πεδία κατά μήκος της κοσμικής χορδής, υποστηρίζει ο Poltis. Οι χορδές αυτές είναι ασταθείς και γρήγορα καταστρέφονται, αλλά τα μαγνητικά πεδία παραμένουν και έτσι τεντώνονται στις τεράστιες κοσμολογικές κλίμακες καθώς το σύμπαν επεκτείνεται.
Το μοντέλο των Poltis και Stojkovic υποστηρίζει πως δύο γιγάντιοι βρόχοι των μαγνητικών γραμμών θα μπορούσαν να επηρεάσουν τους γαλαξίες καθώς αυτοί σχηματίζονταν. Ένας πρωτο-γαλαξίας περιέχει φορτισμένα σωματίδια – ηλεκτρόνια και ιόντα υδρογόνου – που αποκτούν στροφορμή από το μαγνητικό πεδίο. Το αποτέλεσμα είναι ότι αυτοί οι πρωτο-γαλαξίες αποκτούν μια ολική στροφορμή, με τον άξονα τους ευθυγραμμισμένους προς μια συγκεκριμένη κατεύθυνση. Δύο γειτονικοί λοιπόν πρωτο-γαλαξίες σχηματίζονται στην περιοχή του ίδιου μαγνητικού πεδίου, οπότε θα καταλήξουν να έχουν με άξονες που να δείχνουν προς την ίδια κατεύθυνση.
Οι ερευνητές έδειξαν επίσης πως η συστροφή των γραμμών του μαγνητικού πεδίου σε κοσμική κλίμακα θα μπορούσε να αναγκάσει τους άξονες των κβάζαρ να περιστρέφονται όσο πιο μακριά τους βλέπουμε.
«Αυτή η εξήγηση μπορεί πράγματι να αναπαράγει τις παρατηρήσεις μας αρκετά καλά, ακόμα και την πιθανή στροφή της γωνίας πόλωσης», λέει ο Hutsemekers. "Επιπλέον, η δυνατότητα ότι τα αποτυπώματα των χορδών μπορούν να ανιχνευτούν με τη μελέτη της κατεύθυνσης του γαλαξία ή του κβάζαρ είναι κάτι το συναρπαστικό.»