Naujas tyrimas gali padėti atsakyti į vieną didžiausių Visatos paslapčių: Kodėl yra daugiau materijos nei antimedžiaga? Tas atsakymas savo ruožtu galėtų paaiškinti, kodėl egzistuoja viskas nuo atomų iki juodųjų skylių.
Prieš milijardus metų, netrukus po Didžiojo sprogimo, kosminė infliacija ištempė mažytę mūsų visatos dalelę ir pavertė energiją materija. Fizikai mano, kad infliacija iš pradžių sukūrė tą patį medžiagos ir antimaterijos kiekį, kuris, sunaikindamas vienas kitą, sunaikina. Bet tada atsitiko kažkas tokio, kad svarstyklės buvo nukreiptos į materiją, leidžiančią egzistuoti viskam, ką galime pamatyti ir paliesti - ir naujas tyrimas rodo, kad paaiškinimas yra paslėptas labai nedideliuose erdvės laiko svyravimuose.
„Jei jūs tiesiog pradėsite nuo vienodo materijos ir antimaterijos komponento, jūs tiesiog galų gale neturėsite nieko“, nes antimaterija ir materija turi vienodą, bet priešingą krūvį, sakė pagrindinis tyrimo autorius Jeffas Droras, podoktorantūros tyrėjas Kalifornijos universitete. , Berkeley, ir fizikos tyrinėtojas Lawrence'o Berkeley nacionalinėje laboratorijoje. "Viskas tiesiog sunaikins".
Akivaizdu, kad viskas nesunaikino, tačiau tyrėjai abejoja, kodėl. Atsakymas gali apimti labai keistas elementarias daleles, žinomas kaip neutrinos, kurios neturi elektros krūvio ir gali veikti kaip materija ar antimaterija.
Viena idėja yra ta, kad maždaug po milijono metų po Didžiojo sprogimo Visata atvėso ir išgyveno fazių perėjimą - įvykį, panašų į tai, kaip verdantis vanduo skystį paverčia dujomis. Šis fazės pokytis paskatino suyrančius neutrinus sukurti daugiau materijos nei antimedžiaga dėl „mažo, mažo kiekio“, - teigė Dror. Tačiau "nėra labai paprastų būdų - arba beveik jokių būdų - nustatyti ir suprasti, ar tai iš tikrųjų įvyko ankstyvojoje visatoje".
Tačiau Dror ir jo komanda, naudodamiesi teoriniais modeliais ir skaičiavimais, sugalvojo, kaip mes galime pamatyti šį fazės perėjimą. Jie pasiūlė, kad pokyčiai būtų sukūrę nepaprastai ilgus ir labai plonus energijos siūlus, vadinamus „kosminėmis stygomis“, kurie vis dar skverbiasi į visatą.
Dror ir jo komanda suprato, kad šios kosminės stygos greičiausiai sukels labai nedidelius bangas, erdvės metu vadinamas gravitacinėmis bangomis. Aptikite šias gravitacines bangas ir galime sužinoti, ar ši teorija yra tiesa.
Stipriausios gravitacijos bangos mūsų visatoje atsiranda, kai įvyksta supernova, arba žvaigždės sprogimas; kai dvi didelės žvaigždės skrieja viena aplink kitą; arba, kai NASA teigia, kad susilieja dvi juodosios skylės. Bet siūlomos gravitacijos bangos, kurias sukelia kosminės stygos, būtų daug plonesnės nei tos, kurias mūsų instrumentai aptikė anksčiau.
Tačiau kai komanda modeliavo šį hipotetinį fazės perėjimą įvairiomis temperatūros sąlygomis, kurios galėjo atsirasti šio fazės perėjimo metu, jie padarė drąsinantį atradimą: Visais atvejais kosminės stygos sukuria gravitacines bangas, kurias galėtų aptikti būsimos observatorijos, tokios kaip Europos kosmoso agentūros lazerinio interferometro kosminė antena (LISA) ir Japonijos aerokosmoso tyrimų agentūros pasiūlytas „Deci-herc interferometro gravitacinių bangų observatorija“ (DECIGO).
„Jei šios stygos bus gaminamos pakankamai didelėmis energijos skalėmis, jos tikrai sukels gravitacines bangas, kurias gali aptikti suplanuotos observatorijos“, - „Live Science“ pasakojo Armaonos valstijos universiteto fizikas Tanmay Vachaspati, kuris nebuvo tyrimo dalis.
Išvados buvo paskelbtos sausio 28 d. Žurnale „Physical Review Letters“.
Redaktoriaus pastaba: Ši istorija buvo atnaujinta siekiant pataisyti organizacijas, atsakingas už LISA. Ją valdo Europos kosmoso agentūra, o ne NASA, kuri yra projekto bendradarbė.
