Επιστήμονες πιστεύουν ότι μπορούν να «δουν» μέσα σε άστρα νετρονίων χρησιμοποιώντας τα βαρυτικά κύματα που εκπέμπουν όταν πλησιάζουν το ένα το άλλο. Αν η θεωρία επιβεβαιωθεί, θα μάθουμε αν στον πυρήνα τους υπάρχει η ίδια κατάσταση ύλης που υπήρχε στο σύμπαν τα πρώτα κλάσματα του δευτερολέπτου μετά τη Μεγάλη Έκρηξη.
Τα άστρα νετρονίων είναι από τα πιο ακραία αντικείμενα που γνωρίζουμε. Είναι τα συμπαγή υπολείμματα τεράστιων άστρων που εξερράγησαν ως υπερκαινοφανείς — έχουν διάμετρο περίπου όσο μια μεγάλη πόλη, αλλά μάζα αρκετές φορές μεγαλύτερη από τον Ήλιο. Μέσα τους, η πίεση είναι τόσο τεράστια που τα άτομα κυριολεκτικά διαλύονται: τα πρωτόνια και τα ηλεκτρόνια συμπιέζονται μαζί και σχηματίζουν νετρόνια — εξ ου και το όνομα.
Όμως στον πυρήνα τους, τα πράγματα μπορεί να γίνονται ακόμα πιο παράξενα. Η βαρυτική πίεση εκεί μέσα ενδέχεται να είναι τόσο ακραία ώστε ακόμα και τα νετρόνια να διαλύονται στα συστατικά τους: τα κουάρκ και τα γκλουόνια που κανονικά τα συγκρατούν. Αυτή η κατάσταση ύλης ονομάζεται πλάσμα κουάρκ-γκλουονίων και υπήρχε στο σύμπαν μόλις τα πρώτα κλάσματα του δευτερολέπτου μετά τη Μεγάλη Έκρηξη. Έκτοτε, δεν έχει παρατηρηθεί πουθενά αλλού εκτός από πειράματα σε επιταχυντές σωματιδίων — και ίσως, μέσα σε άστρα νετρονίων.
Το πρόβλημα είναι ότι δεν μπορούμε να κοιτάξουμε μέσα σε ένα άστρο νετρονίων με κανένα τηλεσκόπιο. Ερευνητές με επικεφαλής τον Nicolás Yunes του Πανεπιστημίου του Ιλινόι και τον Abhishek Hegade του Πρίνστον πιστεύουν ότι βρήκαν έναν έμμεσο τρόπο: τα βαρυτικά κύματα. Όταν δύο άστρα νετρονίων σχηματίζουν ζεύγος και σπειρώνουν το ένα γύρω από το άλλο πλησιάζοντας προς μια καταστροφική σύγκρουση, οι παλιρροϊκές δυνάμεις που ασκούν το ένα στο άλλο παραμορφώνουν τη δομή τους. Αυτή η παραμόρφωση προκαλεί ταλαντώσεις στο εσωτερικό τους — σαν το ήχο μιας καμπάνας που χτυπά — και η συχνότητα αυτών των ταλαντώσεων αποτυπώνεται στα βαρυτικά κύματα που εκπέμπουν.
Το θεωρητικό εμπόδιο ήταν ότι για να περιγραφεί σωστά αυτό το σύστημα χρειάζεται η γενική θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν — όχι η απλούστερη νευτώνεια φυσική. Και στη σχετικότητα, δεν ήταν ξεκάθαρο αν μπορεί κανείς να εξαγάγει ένα πλήρες σύνολο ταλαντωτικών τρόπων για το εσωτερικό ενός άστρου νετρονίων. Χωρίς αυτό, οποιοδήποτε μοντέλο θα ήταν ελλιπές. Η ομάδα των Yunes και Hegade έλυσε το πρόβλημα χωρίζοντας κάθε άστρο σε ζώνες διαφορετικής βαρυτικής έντασης, βρίσκοντας προσεγγιστικές λύσεις για κάθε ζώνη και στη συνέχεια συνδυάζοντάς τες. Ανακάλυψαν μάλιστα ότι η απώλεια ενέργειας λόγω βαρυτικών κυμάτων αλληλοαναιρείται μαθηματικά, επιτρέποντας τελικά την πλήρη περιγραφή των ταλαντώσεων.
Η έρευνα είναι ακόμα θεωρητική, και οι σημερινοί ανιχνευτές βαρυτικών κυμάτων δεν έχουν την απαραίτητη ευαισθησία για να ανιχνεύσουν αυτές τις λεπτές υπογραφές. Η επόμενη γενιά ανιχνευτών, όμως, ίσως να μπορέσει. Αν συμβεί αυτό, θα έχουμε για πρώτη φορά έναν τρόπο να ελέγξουμε αν στον πυρήνα των άστρων νετρονίων κρύβεται πραγματικά η ύλη της αυγής του σύμπαντος — ή αν η φύση έχει κάτι ακόμα πιο απρόσμενο να μας δείξει.
