Vo vesmíre môžu byť praskliny, ale teleskopy ľudstva ich nemôžu vidieť.
Trhliny, ak existujú, sú staré - zvyšky krátko po Veľkom tresku, keď sa vesmír práve presunul z teplejšieho, cudzieho stavu k chladnejšiemu, známejšiemu stavu, ktorý dnes vidíme. Teória pokračuje, že skvelé ochladenie, ktoré fyzici nazývajú „fázovým prechodom“, začalo na niektorých miestach skôr ako na iných. Bubliny chladného vesmíru sa formovali a šírili a kvitli naprieč priestorom, kým sa nestretli s inými bublinami. Nakoniec sa celý vesmír zmenil a starý vesmír zmizol.
Ale tento starý vysokoenergetický štát mohol žiť ďalej na hraniciach medzi bublinami, prasklinami v štruktúre časopriestoru, kde sa tieto chladiace oblasti stretli a dokonale nezapadali. Niektorí fyzici si mysleli, že by sme mohli stále vidieť dôkazy o tých prasknutiach alebo defektoch - známych ako „kozmické struny“ - na kozmickom mikrovlnnom pozadí (CMB), ktoré zostalo po prudkom výskyte vesmíru. Podľa nového dokumentu by však tieto dôkazy boli jednoducho príliš slabé na to, aby sa akýkoľvek ďalekohľad mohol vyhnúť hluku.
Kozmické struny sú ťažké objekty, ktoré si vieme predstaviť, uviedol Oscar Hernández, fyzik z McGill University v Montreale a spoluautor článku. Ale v našom svete majú analógy.
„Chodili ste po zamrznutom jazere? Všimli ste si, že cez zamrznutý ľadový jazerko praskli praskliny? Je to stále dosť solídne. Nie je čoho sa obávať, ale praskliny,“ povedal Hernández pre Live Science.
Tieto trhliny sa formujú podobným procesom fázového prechodu ako kozmické struny.
„Ľad je voda, ktorá prešla fázovým prechodom,“ povedal. „Molekuly vody sa mohli voľne pohybovať ako tekutina a potom sa zrazu niekde začnú tvoriť v kryštáli.… Začína sa ukladať do dlaždíc, ktoré sú šesťuholníky. Teraz si predstavte, že máte perfektné dlaždice. hexagónov a obkladanie s tým. Ak niekto na druhom konci jazera začne znova dlaždice, „je tu v podstate nulová šanca, že sa vaše dlaždice usporiadajú.
Nedokonalé miesta stretnutia na zamrznutom povrchu jazera tvoria dlhé trhliny. V tkanive, kde sa pretína priestor a čas, vytvárajú kozmické reťazce - ak je základná fyzika správna.
Vedci veria, že vo vesmíre existujú oblasti, ktoré určujú správanie základných síl a častíc. Prvé fázové prechody vesmíru tieto polia vytvorili.
„Mohlo by existovať pole týkajúce sa nejakej častice, ktorá musí v istom zmysle„ zvoliť smer na zamrznutie a ochladenie. “ A keďže vesmír je skutočne veľký, mohol by zvoliť rôzne smery v rôznych častiach vesmíru, “uviedol. „Teraz, ak toto pole spĺňa určité podmienky ... potom, keď sa vesmír ochladí, budú existovať línie diskontinuity, budú existovať energetické línie, ktoré sa nemôžu ochladiť.“
Dnes sa tieto body stretnutí javia ako nekonečne tenké línie energie v priestore.
Nájdenie týchto kozmických reťazcov by bolo veľkým problémom, pretože by to bol ďalší dôkaz, že fyzika je väčšia a zložitejšia, ako umožňuje súčasný model, uviedol Hernández.
Práve teraz je najpokročilejšia teória časticovej fyziky, o ktorej sa vedci domnievajú, presvedčivo dokázaná, známa ako štandardný model. Zahŕňa kvarky a elektróny, ktoré tvoria atómy, ako aj exotickejšie častice ako Higgsov bozón a neutrína.
Väčšina fyzikov sa však domnieva, že štandardný model je neúplný. Ako už Science Science už predtým uviedla, existujú rôzne druhy myšlienok, ako sa na nej rozšíriť, od supersymetrických častíc (tj „stau slepton“) po teóriu superstrunu - myšlienka, že všetky častice a sily možno vysvetliť ako vibrácie maličkosti , viacrozmerné „reťazce“. (Poznámka: „Struny“ superstringovej teórie nie sú to isté ako kozmické „struny“. Existuje len toľko metafor, ktoré fyzici niekedy používajú v rôznych oblastiach.)
„Mnoho rozšírení štandardného modelu, ktoré sa ľuďom skutočne páčia - podobne ako mnoho teórií superstringov a iných -, prirodzene vedú k kozmickým strunám po inflácii,“ povedal Hernández. „Takže to, čo máme, je objekt, ktorý predpovedá veľmi veľa modelov, takže ak neexistujú, sú všetky tieto modely vylúčené. A ak existujú, ach môj Bože, ľudia sú šťastní.“
Od roku 2017 existuje záujem o pokus o nájdenie reťazcov v CMB, Hernández a jeho spoluautor napísali vo svojom príspevku, publikovali 18. novembra do databázy arXiv a ešte neboli podrobení recenzii.
Hernández spolu s Razvanom Ciucou z Marianopolis College v Westmount v Quebecu v minulosti tvrdili, že konvolučná neurónová sieť - výkonný typ softvéru na vyhľadávanie vzorov - bude najlepším nástrojom na zisťovanie dôkazov o reťazcoch v CMB.
Ak predpokladajú dokonalú bezhlukovú mapu CMB, napísali v samostatnom dokumente z roku 2017, že počítač prevádzkujúci tento druh neurónovej siete by mal byť schopný nájsť kozmické reťazce, aj keď sú ich energetické hladiny (alebo „napätie“) pozoruhodne nízke.
Revízia tejto témy v tomto novom dokumente z roku 2019 však ukázala, že v skutočnosti je takmer určite nemožné poskytnúť dostatočne čisté údaje CMB neurónovej sieti na detekciu týchto potenciálnych reťazcov. Iné, jasnejšie mikrovlnné zdroje zakrývajú CMB a je ťažké ich úplne rozobrať. Dokonca aj tie najlepšie mikrovlnné prístroje sú nedokonalé, s obmedzeným rozlíšením a náhodnými výkyvmi v presnosti záznamu z jedného pixla na druhý. Všetky tieto faktory a ďalšie zistili, že zvyšujú úroveň straty informácií, ktorú nikdy nedokáže prekonať žiadna súčasná alebo plánovaná metóda zaznamenávania a analýzy CMB. Tento spôsob lovu kozmických strún je slepá ulička.
To však neznamená, že sa všetko stratilo, napísali.
Nová metóda lovu kozmických strún je založená na meraniach expanzie vesmíru vo všetkých smeroch cez starodávne časti vesmíru. Táto metóda, nazývaná mapovanie intenzity 21 centimetrov, sa nespolieha na štúdium pohybov jednotlivých galaxií ani na presný obraz CMB, uviedol Hernández. Namiesto toho je založená na meraniach rýchlosti, ktorou sa atómy vodíka pohybujú v priemere vo všetkých častiach hlbokého vesmíru od Zeme.
Najlepšie observatóriá pre mapovanie 21 cm (tak pomenované, pretože vodík emituje elektromagnetickú energiu s oznamovacou vlnovou dĺžkou 21 cm) ešte nie sú online. Ale keď dorazí, autori napísali, existuje nádej na jasnejší dôkaz o kozmických reťazcoch v ich údajoch. A potom, ako povedal Hernández, sa lov môže začať znova.
