Jauns pētījums var palīdzēt atbildēt uz vienu no Visuma lielākajiem noslēpumiem: Kāpēc tur ir vairāk matērijas nekā antimatērija? Šī atbilde savukārt varētu izskaidrot, kāpēc pastāv viss, sākot no atomiem un beidzot ar melnajiem caurumiem.
Pirms miljardiem gadu, drīz pēc Lielā sprādziena, kosmiskā inflācija izstiepa mūsu Visuma sīko sēkliņu un pārveidoja enerģiju matērijā. Fiziķi domā, ka inflācija sākotnēji radīja tādu pašu vielas un antimateriāla daudzumu, kas viens otru iznīcina, nonākot saskarē. Bet tad notika kaut kas, kas svarus nomainīja par labu matērijai, ļaujot pastāvēt visam, ko mēs varam redzēt un pieskarties - un jauns pētījums liek domāt, ka skaidrojums ir paslēpts ļoti nelielos kosmosa laika viļņos.
"Ja jūs vienkārši sāktu ar vienādu matērijas un antimateriāla sastāvdaļu, tad jums vienkārši nekas nebūtu," jo antimateriālam un matērijai ir vienāda, bet pretēja maksa, sacīja vadošā pētījuma autors Džefs Drorks, pēcdoktorantūras pētnieks Kalifornijas universitātē. , Berkeley, un fizikas pētnieks Lawrence Berkeley Nacionālajā laboratorijā. "Viss tikai iznīcinātos."
Acīmredzot viss neiznīcināja, bet pētnieki nezina, kāpēc. Atbilde varētu būt saistīta ar ļoti savādām elementārdaļiņām, kuras sauc par neitrīniem, kurām nav elektrības lādiņa un kuras var darboties kā viela, tā kā pretmateriāls.
Viena ideja ir tāda, ka apmēram miljons gadu pēc Lielā sprādziena Visums atdzisa un piedzīvoja fāzes pāreju - notikumu, kas līdzīgs tam, kā verdošs ūdens šķidrumu pārvērš gāzē. Šīs fāzes izmaiņas pamudināja neitrinos, kas noārdās, lai radītu vairāk vielas nekā antimateriāla par kaut ko "mazu, mazu daudzumu", sacīja Dror. Bet "nav ļoti vienkāršu vai gandrīz nevienu veidu, kā pārbaudīt un saprast, vai tas faktiski notika agrīnajā Visumā".
Bet Dror un viņa komanda, izmantojot teorētiskos modeļus un aprēķinus, izdomāja veidu, kā mēs varētu redzēt šo fāzes pāreju. Viņi ierosināja, ka izmaiņas būtu radījušas ārkārtīgi garus un ārkārtīgi plānus enerģijas pavedienus, ko sauc par “kosmiskajām stīgām” un kuri joprojām caurstrāvo Visumu.
Dror un viņa komanda saprata, ka šīs kosmiskās virknes, visticamāk, radīs ļoti vieglus viļņus telpā-telpā, ko sauc par gravitācijas viļņiem. Atklājiet šos gravitācijas viļņus, un mēs varam atklāt, vai šī teorija ir patiesa.
Spēcīgākie gravitācijas viļņi mūsu Visumā rodas, kad notiek supernova jeb zvaigžņu eksplozija; kad divas lielas zvaigznes riņķo viena otrai apkārt; vai, kad divi melnie caurumi saplūst, saskaņā ar NASA. Bet ierosinātie gravitācijas viļņi, ko izraisa kosmiskās virknes, būtu daudz smalkāki par tiem, kurus mūsu instrumenti ir atklājuši iepriekš.
Tomēr, kad komanda modelēja šo hipotētisko fāzes pāreju dažādos temperatūras apstākļos, kas varētu būt notikuši šīs fāzes pārejas laikā, viņi veica iepriecinošu atklājumu: Visos gadījumos kosmiskās virknes radītu gravitācijas viļņus, kurus varētu noteikt nākamie observatorijas, piemēram, Eiropas Kosmosa aģentūras lāzera interferometra kosmosa antena (LISA) un ierosinātais Lielā sprādziena novērotājs un Japānas Aviācijas un kosmosa izpētes aģentūras Deci-herca interferometra gravitācijas viļņu observatorija (DECIGO).
"Ja šīs virknes tiek ražotas pietiekami augstās enerģijas skalās, tās patiešām radīs gravitācijas viļņus, ko var noteikt plānotajās observatorijās," Live Science stāstīja Tanmay Vachaspati, Arizonas štata universitātes teorētiskais fiziķis, kurš nebija pētījuma dalībnieks.
Rezultāti tika publicēti 28. janvārī žurnālā Physical Review Letters.
Redaktora piezīme: Šis stāsts tika atjaunināts, lai labotu organizācijas, kas atbild par LISA. To vada Eiropas Kosmosa aģentūra, nevis NASA, kas ir projekta līdzstrādniece.
