Nová štúdia môže pomôcť odpovedať na jednu z najväčších záhad vesmíru: Prečo je viac vecí ako antihmota? Táto odpoveď by zase mohla vysvetliť, prečo existuje všetko od atómov po čierne diery.
Pred miliardami rokov, čoskoro po Veľkom tresku, kozmická inflácia roztiahla malé semeno nášho vesmíru a premenila energiu na hmotu. Fyzici sa domnievajú, že inflácia spočiatku vytvorila rovnaké množstvo hmoty a antihmoty, ktoré sa navzájom pri kontakte ničia. Ale potom sa stalo niečo, čo naklonilo stupnice v prospech hmoty a umožnilo vzniknúť všetkému, čo vidíme a dotýkať sa - a nová štúdia naznačuje, že vysvetlenie sa skrýva vo veľmi malých vlnkách v časopriestore.
„Keby ste len začali s rovnakou zložkou hmoty a antihmoty, skončili by ste s ničím,“ pretože antihmota a látka majú rovnaké, ale opačné poplatky, uviedol autor hlavnej štúdie Jeff Dror, postdoktorandský výskumník na Kalifornskej univerzite. , Berkeley a výskumník fyziky v Národnom laboratóriu Lawrence Berkeley. „Všetko by sa len zničilo.“
Je zrejmé, že všetko nezničilo, ale vedci si nie sú istí prečo. Odpoveď môže zahŕňať veľmi zvláštne elementárne častice známe ako neutrína, ktoré nemajú elektrický náboj a môžu pôsobiť ako hmota alebo antihmota.
Jednou myšlienkou je, že asi milión rokov po Veľkom tresku sa vesmír ochladil a prešiel fázovým prechodom, čo je udalosť podobná tomu, ako vriaca voda premieňa kvapalinu na plyn. Táto zmena fázy viedla k rozpadu neutrín, aby sa vytvorilo viac hmoty ako antihmota nejakým „malým, malým množstvom“, povedal Dror. Ale „neexistujú žiadne veľmi jednoduché spôsoby - alebo takmer žiadne spôsoby - na zisťovanie a pochopenie toho, či k tomu skutočne došlo v ranom vesmíre.“
Ale Dror a jeho tím pomocou teoretických modelov a výpočtov prišli na spôsob, ako by sme mohli vidieť tento fázový prechod. Navrhovali, že zmena by vytvorila extrémne dlhé a extrémne tenké vlákna energie nazývané „kozmické struny“, ktoré stále prenikajú do vesmíru.
Dror a jeho tím si uvedomili, že tieto kozmické struny by s najväčšou pravdepodobnosťou vytvorili veľmi malé vlnky v časopriestore nazývané gravitačné vlny. Odhaľte tieto gravitačné vlny a môžeme zistiť, či je táto teória pravdivá.
Najsilnejšie gravitačné vlny v našom vesmíre sa vyskytujú, keď dôjde k výbuchu supernovy alebo hviezd; keď sa obe veľké hviezdy obiehajú; alebo keď sa zlúčia dve čierne diery, podľa NASA. Navrhované gravitačné vlny spôsobené kozmickými reťazcami by však boli oveľa jemnejšie ako tie, ktoré naše nástroje predtým zistili.
Keď však tím modeloval tento hypotetický fázový prechod za rôznych teplotných podmienok, ktoré sa mohli vyskytnúť počas tohto fázového prechodu, urobili povzbudivý objav: Vo všetkých prípadoch by kozmické reťazce vytvorili gravitačné vlny, ktoré by boli zistiteľné budúcimi observatóriami, ako sú napr. Vesmírna anténa pre laserové interferometre Európskej vesmírnej agentúry (LISA) a navrhli pozorovateľa veľkého tresku a observatórium gravitačnej vlny Japonského výskumného úradu pre vesmírny výskum Deci-hertz (DECIGO).
„Ak sa tieto struny vyrábajú v dostatočne vysokých energetických mierkach, budú skutočne produkovať gravitačné vlny, ktoré môžu byť zistené plánovanými observatóriami,“ povedal pre Live Science Tanmay Vachaspati, teoretický fyzik na Arizonskej štátnej univerzite, ktorý nebol súčasťou štúdie.
Zistenia boli uverejnené 28. januára v časopise Physical Review Letters.
Poznámka editora: Tento príbeh bol aktualizovaný s cieľom opraviť organizácie zodpovedné za LISA. Prevádzkuje ju Európska vesmírna agentúra, nie NASA, ktorá je na projekte spolupracovníkom.
