Ruumiajas võib esineda pragusid, kuid inimkonna teleskoobid ei näe neid.
Praod, kui need on olemas, on vanad - jäänused ajast, mis kulus vahetult pärast suurt pauku, kui universum oli just nihkunud kuumemast, võõramaast olekust jahedamale, tuttavamale, mida me täna näeme. See suur jahenemine, mida füüsikud nimetavad "faasisiireks", algas mõnes kohas varem kui teistes, teooria läheb edasi. Jahedama universumi mullid moodustusid ja levisid, õitsedes kogu kosmoses, kuni nad kohtusid teiste mullidega. Lõpuks muutus kogu kosmos üle ja vana universum kadus.
Kuid see vana, suure energiatarbega olek võis elada mullide, ruumiajas olevate pragude piiridel, kus need jahutavad piirkonnad kohtusid ega sobinud ideaalselt üksteisega. Mõni füüsik arvas, et võime ikkagi näha kosmiliste mikrolainete taustal (CMB) nende pragude või puuduste - nn kosmiliste stringide - puudusi, mis on universumi vägivaldsest ilmnemisest järele jäänud soojus. Kuid uue paberi kohaselt on need tõendid lihtsalt liiga nõrgad, et ükski teleskoop kunagi müra vastu valiks.
Kosmilised stringid on raskesti ette kujutatavad objektid, ütles Montreali McGilli ülikooli füüsik ja raamatu kaasautor Oscar Hernández. Kuid neil on meie maailmas analooge.
"Kas olete kõndinud külmunud järvel? Kas olete märganud pragusid, mis on läbi jäätunud järvejää paelunud? See on ikka üsna kindel. Midagi pole karta, kuid seal on pragusid," rääkis Hernández Live Science'ile
Need praod tekivad samasuguse faasisiirdeprotsessi kaudu nagu kosmilised stringid.
"Jää on vesi, mis on läbinud faasisiirde," ütles ta. "Vee molekulid võisid vedelikuna vabalt liikuda ja siis äkki hakkavad nad kusagil kristalliks muutuma. ... See hakkab ise plaatima plaate, mis on kuusnurgad. Kujutage nüüd ette, et teil on ideaalsed plaadid "Kui keegi järve teises otsas hakkab uuesti plaatima," on tõenäoline, et teie plaadid joonduvad.
Ebatäiuslikud kohtumispaigad külmunud järve pinnal moodustavad pikki pragusid. Kangas, kus ruum ja aeg ristuvad, moodustavad nad kosmilisi stringe - kui aluseks olev füüsika on õige.
Teadlaste arvates on kosmoses väljad, mis määravad põhijõudude ja osakeste käitumise. Universumi esimese faasi üleminekud panid need väljad teoks.
"Võib olla mingi osake, mis on seotud mõne osakesega, mis peab mingis mõttes" valima suuna, et külmutada ja jahutada ". Ja kuna universum on tõesti suur, võiks see universumi eri osades valida erinevad suunad, "sõnas ta. "Kui see väli vastab teatud tingimustele ... siis kui universum on jahtunud, tekivad katkendlikkuse read, seal on energialiinid, mis ei saa jahtuda."
Täna paistaksid need kohtumispunktid kosmose kaudu lõpmatuseni õhukeste energiajoontena.
Nende kosmiliste jadade leidmine oleks suur asi, sest need oleksid veel üks tõestusmaterjal, et füüsika on suurem ja keerulisem, kui praegune mudel lubab, ütles Hernández.
Praegu on osakeste füüsika kõige arenenum teooria, mis teadlaste arvates on lõplikult tõestatud, tuntud kui standardmudel. See hõlmab komareid ja elektrone, mis moodustavad aatomeid, aga ka eksootilisemaid osakesi nagu Higgsi boson ja neutriinod.
Enamiku füüsikute arvates on standardmudel siiski puudulik. Nagu Live Science on varem teatanud, on igasuguseid ideid selle laiendamiseks, alates supersümmeetrilistest osakestest (st "stau sleptonist") kuni ülivõrgu teooriani - ideeni, et kõik osakesed ja jõud on seletatavad pisikeste vibratsioonidega , mitmemõõtmelised "stringid". (Märkus: üliriba teooria "stringid" ei ole samasugune asi nagu kosmilised "stringid". Saadaval on ainult nii palju metafoore ja mõnikord kasutavad erinevate väljade füüsikud ühte.)
"Paljud standardmudeli laiendused, mis inimestele väga meeldivad - nagu paljud ülivõrdeteooriad ja teised - viivad pärast inflatsiooni loomulikult kosmilistesse keeltesse," sõnas Hernández. "Nii et see, mis meil on, on objekt, mida ennustavad väga paljud mudelid, nii et kui neid pole olemas, on kõik need mudelid välistatud. Ja kui need olemas on, oh jumal, siis on inimesed õnnelikud."
Alates 2017. aastast on KMA-s stringe märgata olnud suur huvi, kirjutasid Hernández ja tema kaasautor oma paberil, 18. novembril avaldatud arXivi andmebaasis ja pole veel eelretsenseeritud.
Hernández oli koos Quebecis Westmounti asuvas Marianopolise kolledži Razvan Ciucaga juba varem väitnud, et konvolutsioonne närvivõrk - võimas tüüpi mustrite leidmise tarkvara - oleks parim vahend keelpillide vigade tuvastamiseks CMB-s.
Eeldades KMA täiuslikku ja müravaba kaarti, kirjutasid nad eraldi 2017. aasta paberlehes, et seda tüüpi närvivõrku töötav arvuti peaks suutma leida kosmilisi stringe ka siis, kui nende energiatase (või "pinge") on märkimisväärselt madal.
Kuid vaadates selles uues 2019. aasta artiklis läbi teema, näitasid nad, et tegelikkuses on peaaegu kindlasti võimatu pakkuda närvivõrgu jaoks piisavalt puhtaid CMB andmeid nende võimalike stringide tuvastamiseks. Muud heledamad mikrolaineallikad varjavad CMB-d ja neid on raske täielikult lahti ühendada. Isegi parimad mikrolaineinstrumendid on ebatäiuslikud, piiratud eraldusvõime ja juhuslike kõikumistega nende salvestustäpsuses ühest pikslist teise. Nad leidsid, et kõik need ja muud tegurid lisavad teabe kadumise tasemele, millest ükski praegune ega kavandatud KMA registreerimis- ega analüüsimeetod ei suuda kunagi üle saada, kirjutasid nad. See kosmiliste stringide jahtimise meetod on ummiktee.
See ei tähenda, et kõik oleks kadunud, kirjutasid nad.
Uus kosmiliste stringide küttimise meetod põhineb universumi laienemise mõõtmisel kõigis suundades läbi universumi iidsete osade. Hernández ütles, et see meetod, mida nimetatakse intensiivsuse kaardistamiseks 21-sentimeetrisena, ei sõltu üksikute galaktikate liikumiste uurimisest ega CMB täpsetest kujutistest. Selle asemel põhineb see vesinikuaatomite Maast eemaldumise kiiruse mõõtmistel keskmiselt süvakosmose kõigis osades.
Parimad 21-cm pikkuse kaardistamise observatooriumid (seda nimetatakse seetõttu, et vesinik eraldab elektromagnetilist energiat, mille lainepikkus on 21-sentimeetrine) pole veel Internetis. Kuid autorite kirjutatud saabudes on nende andmetes lootust kosmiliste keelte selgemate tõendite leidmiseks. Ja siis, ütles Hernández, võib jaht uuesti alata.
