To fascynująca hipoteza, która przenosi nas na granicę znanej fizyki. Mówi się, że te egzotyczne obiekty z daleka przypominają czarne dziury, ale ich wnętrze ma być zbudowane z zupełnie innej, ciemnej materii. Jeśli rzeczywiście gdzieś tam istnieją, ich kolizje powinny wysyłać w kosmos charakterystyczne sygnały, które możemy w końcu nauczyć się rozpoznawać.
Gdy czarna dziura może okazać się czymś zupełnie innym
Historia zaczęła się od konkretnego sygnału oznaczonego kodem GW190521, który w 2019 roku zarejestrowały detektory fal grawitacyjnych. Początkowo uznano go za efekt zderzenia dwóch masywnych czarnych dziur. Jednak w nauce zawsze warto kwestionować pierwsze, najbardziej oczywiste interpretacje. Co jeśli źródłem tego zdarzenia było coś znacznie bardziej egzotycznego? Tym właśnie tropem podąża międzynarodowy zespół naukowców w ramach projektu o nazwie NewFunFiCO.
Gwiazdy bozonowe to czysto teoretyczne, ultraszczelne obiekty pozbawione czarnej dziurze właściwego horyzontu zdarzeń. Wypełniać je mają cząstki ciemnej materii, na przykład hipotetyczne, ultralekkie aksjony. Z zewnątrz mogą wyglądać niemal identycznie jak czarne dziury, ale ich wewnętrzna struktura jest fundamentalnie odmienna. To właśnie ta różnica może objawiać się w nieco innych wzorcach fal grawitacyjnych emitowanych podczas kosmicznych kolizji.
Czytaj także: Niezwykłe hipotetyczne obiekty kosmiczne, które mogą istnieć – top7
Wyzwanie polega na tym, że te różnice są niezwykle subtelne. Ich wychwycenie wymaga zaawansowanych symulacji komputerowych i żmudnej, precyzyjnej analizy ogromnych zbiorów danych. Na tym polu specjalizuje się zespół kierowany przez Carlosa Herdeiro z Uniwersytetu w Aveiro w Portugalii.
Wyszukiwanie kosmicznych anomalii w gąszczu danych
Projekt NewFunFiCO, finansowany ze środków Unii Europejskiej, łączy siły fizyków i astrofizyków z wielu krajów, w tym Hiszpanii, Portugalii, Włoch, Niemiec, Meksyku, Brazylii i Chin. Ich praca polega na przeczesywaniu rzeczywistych danych z sieci detektorów LIGO-Virgo-KAGRA w poszukiwaniu sygnałów, które odbiegają od standardowych oczekiwań związanych ze zderzeniami czarnych dziur.
Skala tego przedsięwzięcia jest ogromna. Ostatnia kampania obserwacyjna, oznaczona jako O4 i trwająca od maja 2023 roku, zarejestrowała blisko 250 kandydatów na zdarzenia fal grawitacyjnych. Spora część z nich wciąż czeka na dogłębną analizę. Każdy pojedynczy sygnał musi zostać sprawdzony pod kątem charakterystyk, które mogłyby wskazywać na istnienie niestandardowych, egzotycznych obiektów.
Poszukiwania nie ograniczają się wyłącznie do gwiazd bozonowych. Naukowcy rozważają również inne teoretyczne konstrukcje, takie jak gwiazdy mieszane, czyli gwiazdy neutronowe z domieszką jądra ciemnej materii, czy grawastary – hipotetyczne obiekty przedstawiane czasem jako alternatywa dla czarnych dziur. Każdy z nich, gdyby istniał, pozostawiałby w falach grawitacyjnych swoją unikalną sygnaturę, rodzaj kosmicznego odcisku palca.
Więcej niż tylko odpowiedź na pytanie fizyków
Odkrycie choćby jednego takiego egzotycznego obiektu byłoby przełomem o historycznym znaczeniu. Dostarczyłoby nam pierwszych konkretnych wskazówek co do natury ciemnej materii – zagadki, która spędza sen z powiek naukowcom od dziesięcioleci. W fundamentalny sposób zmieniłoby też nasze rozumienie budowy i ewolucji wszechświata.
Warto jednak zauważyć, że korzyści z tych badań wykraczają poza czysto teoretyczne spekulacje. Projekt NewFunFiCO, działający w latach 2023-2026, stanowi platformę intensywnej wymiany wiedzy między naukowcami z różnych kontynentów. Pośrednio rozbudza też wyobraźnię społeczeństwa, pokazując, jak zaawansowane metody badawcze pozwalają stawiać czoła najbardziej fundamentalnym pytaniom o rzeczywistość.
Czytaj także: Pojawiły się nowe informacje na temat bozonu Higgsa. To słynna “boska cząstka”
Co ciekawe, technologie rozwijane na potrzeby wykrywania fal grawitacyjnych znajdują praktyczne zastosowania poza astronomią. Zaawansowana interferometria laserowa, systemy tłumienia drgań czy ultraprecyzyjna optyka znajdują później zastosowanie w przemyśle precyzyjnym, zaawansowanym obrazowaniu medycznym czy systemach nawigacyjnych. To klasyczny przypadek, w którym badania podstawowe, z pozoru bardzo oderwane od codzienności, stają się siłą napędową dla zupełnie przyziemnych innowacji.
Co przyniesie najbliższa przyszłość
Następne miesiące i lata pokażą, czy wśród setek zarejestrowanych sygnałów uda się znaleźć ten jeden, niepasujący do wzorca. Ewentualne potwierdzenie istnienia gwiazd bozonowych lub podobnych struktur otworzyłoby zupełnie nowy rozdział w astrofizyce. Prace takich zespołów jak NewFunFiCO przypominają nam, że wszechświat wciąż potrafi zaskakiwać, a największe odkrycia często czają się tam, gdzie najmniej się ich spodziewamy – w subtelnych anomaliach ukrytych w oceanie danych.
