Uus uuring võib aidata vastata universumi ühele suurimale mõistatusele: miks on rohkem ainet kui antimaterjali? See vastus võiks omakorda selgitada, miks on olemas kõik aatomitest mustade aukudeni.
Miljardid aastaid tagasi, varsti pärast Suurt Pauku, venitas kosmiline inflatsioon meie universumi pisikese seemne ja muutis energia mateeriaks. Füüsikute arvates tekitas inflatsioon algselt sama hulga ainet ja antimaterjali, mis kokkupuutel hävitavad üksteise. Kuid siis juhtus midagi, mis kallas kaalud mateeria kasuks, võimaldades eksisteerida kõigel, mida me võime näha ja katsuda - ja uus uurimus viitab sellele, et seletus on peidetud väga aeglastesse ruumilistesse lainetesse.
"Kui te alustaksite ainult mateeria ja antimaterjali võrdsest komponendist, siis ei jääks teil lihtsalt midagi," kuna antimaterjalil ja ainel on võrdsed, kuid vastupidised laengud, ütles California ülikooli järeldoktori juhtivteadur Jeff Dror. , Berkeley ja Lawrence Berkeley riikliku labori füüsikauurija. "Kõik häviks lihtsalt."
Ilmselt kõik ei hävinud, kuid uurijad pole kindlad, miks. Vastus võib hõlmata väga kummalisi põhiosakesi, mida nimetatakse neutrinodeks, millel puudub elektrilaeng ja mis võivad toimida nii mateeria kui antimaterjalina.
Üks idee on see, et umbes miljon aastat pärast Suurt Pauku jahtus universum ja läbis faasiülekande - sündmus, mis sarnaneb sellega, kuidas keev vesi muudab vedeliku gaasiks. See faasimuutus ajendas lagunevaid neutriinoid tekitama rohkem ainet kui antimaterjal mõne "väikese, väikese koguse" järgi, ütles Dror. Kuid "puuduvad väga lihtsad viisid - või peaaegu mitte mingid viisid - sondeerimiseks ja mõistmiseks, kas see juhtus varases universumis."
Kuid Dror ja tema meeskond mõtlesid teoreetiliste mudelite ja arvutuste abil välja võimaluse, kuidas meil oleks võimalik seda faasisiiret näha. Nad tegid ettepaneku, et muudatus oleks loonud äärmiselt pikad ja äärmiselt õhukesed energianiidid, mida nimetatakse "kosmilisteks keelteks" ja mis ikkagi tungivad universumisse.
Dror ja tema meeskond mõistsid, et need kosmilised stringid tekitavad ruumis aeg-ajalt väga kergeid laineid, mida nimetatakse gravitatsioonilaineteks. Avastage need gravitatsioonilained ja saame teada, kas see teooria vastab tõele.
Meie universumi tugevaimad gravitatsioonilained tekivad siis, kui juhtub supernoova ehk täheplahvatus; kui kaks suurt tähte tiirlevad üksteise ümber; või kui kaks musta auku ühinevad NASA andmetel. Kuid kosmilistest keeltest põhjustatud gravitatsioonilained oleksid palju õhemad kui need, mida meie instrumendid on varem tuvastanud.
Kui meeskond modelleeris selle hüpoteetilise faasisiirde erinevatel temperatuuritingimustel, mis selle faasiülemineku ajal võisid ilmneda, tegid nad julgustava avastuse: Kõigil juhtudel tekitaksid kosmilised stringid gravitatsioonilaineid, mida tulevased vaatluskeskused, näiteks Euroopa Kosmoseagentuuri laserinterferomeetri kosmoseantenn (LISA) ja ettepanek suure paugu vaatleja ning Jaapani kosmoseuuringute agentuuri Deci-hertz-interferomeetri gravitatsiooniliste lainete vaatluskeskuse (DECIGO) jaoks.
"Kui neid stringe toodetakse piisavalt kõrge energia skaalaga, tekitavad nad tõepoolest gravitatsioonilaineid, mida plaanitavad vaatluskeskused saavad tuvastada," rääkis Arizona osariigi ülikooli teoreetiline füüsik Tanmay Vachaspati, kes ei olnud uuringu osa, Live Science'ile.
Tulemused avaldati 28. jaanuaril ajakirjas Physical Review Letters.
Toimetaja märkus: Seda lugu värskendati LISA eest vastutavate organisatsioonide parandamiseks. Seda juhib Euroopa Kosmoseagentuur, mitte NASA, kes on projekti kaastöötaja.
