Lézerré alakulhat a gravitáció?

A kínai tudományos akadémia pekingi egyetemének fizikusa, Jing Liu szerint a lézerhez hasonló, egybefüggő nyalábokká alakulhat a gravitáció, amennyiben a világegyetem 85 százalékát kitevő sötét anyag egyik modellje igaznak bizonyul.

A teória két Albert Einsteintől eredő elméletet ötvöz: az egyik a gravitációs hullámok létezését jósolja meg, a másik a gerjesztés hatására kibocsátott sugárzást.

A lézer eredeti megnevezése egy olyan betűszó, amelynek feloldása a gerjesztett emisszióval felerősített fény. Működése azon alapul, hogy az anyag elektronjai fény formájában adják le a beléjük táplált energiát, a gerjesztés hatására a többi atom ugyanolyan hullámhosszú fotonokat bocsát ki, ami koncentrált és egységes fénynyalábot hoz létre. A lézerek ma mindennapos technikának számítanak, vonalkódokat olvasnak le velük a boltban, macskák távirányítására vagy űrbeli távközlésre használják.

Egy jó megoldás, vagy eggyel kevesebb rossz

Lézerhez hasonló koherens mikrohullámú elektromágneses sugarak természetes módon is létrejönnek csillagokat létrehozó molekuláris ködökben vagy aktív galaxismagokban.

Liu szerint ugyanilyen módon gerjesztett sugárnyalábbá alakulhatnak a gravitációs hullámok a fekete lyukak közvetlen környezetében. Egy bökkenő van csak: mindez akkor történhet meg, ha a sötét anyagot axionokként leíró modell igaz. Az axionok elméletben létező ultakönnyű elemi részecskék, amelyek viszonylag nagy hullámhosszuk miatt nem zuhannak bele a fekete lyukat körülvevő eseményhorizontba (ez a pont, ahonnan sem a fény sem más nem térhet vissza), hanem körülveszik azt, mint az elektronok az atommagot.

A fekete lyukak eközben gravitációs hullámokat bocsátanak ki, ezt a lézer-interferometriás mérések alapján biztosan tudjuk. Ha a gravitációs hullámok hullámhossza megfelelő, akkor éppen megfelelően gerjeszthetik a fekete lyukat körülvevő axionokat, amelyek ennek következtében koncentrált gravitációshullám-nyalábokat bocsáthatnak ki.

Szupersugárzó instabilitást különböző asztrofizikai objektumok létrehozhatnak, csillagok, neutroncsillagok, bozoncsillagok és feketelyuk-párok. Ezek stimulált gravitációshullám-sugárzás keletkezéséhez vezethetnek, amelyekből jelenségek széles köre nyílhat meg a későbbi kutatások számára

– mutatott rá Liu.

Ha a kínai fizikus által leírt gravitációs lézernek nevezett jelenség létezik, új gravitációshullám-obszervatóriumaink valószínűleg nagyon egyedi hullámokként érzékelik majd ezeket. Ha mégsem találunk ilyet, az is nagyon fontos, mert kivehetjük az axionokat a sötétanyag-elméleteket tartalmazó nagy sötét kalapból.

Arról, hogy milyen vagy mire használható egy ilyen lézer, egyelőre semmit sem tudunk. A tudományos-fantasztikus irodalomban, ahol már az optikai lézerek is jóval magasztosabb szerepet kaptak, mint napjaink az önkiszolgáló kasszái, a gravitációs lézer főleg alternatív űrmeghajtásként vagy égitesteket romboló fegyverként jelenik meg.

(LiveScience, Microsoft Start, Wikipedia)