Laike gali būti įtrūkimų, bet žmonijos teleskopai jų nemato.
Įtrūkimai, jei jų yra, yra seni - neilgai trukus po Didžiojo sprogimo, kai visata ką tik pasikeitė iš karštesnės, svetimos būsenos į vėsesnę, labiau pažįstamą, likusias laiko tarpsnius. Šis puikus atvėsimas, kurį fizikai vadina „fazės perėjimu“, kai kuriose vietose prasidėjo anksčiau nei kitose, teorija eina. Susidarė ir pasklido vėsesnės visatos burbuliukai, žydi po kosmosą, kol susitiko su kitais burbulais. Galiausiai visa kosminė erdvė pasikeitė, o senoji visata išnyko.
Bet ta sena, daug energijos turinti būsena galėjo gyventi ties sienomis tarp burbuliukų, įtrūkimų erdvės laiko audinyje, kur tie aušinimo regionai susitiko ir nebuvo tobulai suderinti. Kai kurie fizikai manė, kad vis dar galime pamatyti tų įtrūkimų ar defektų - vadinamų „kosminėmis stygomis“ - kosminio mikrobangų fone (CMB) - karščio, likusio dėl žiaurios visatos atsiradimo. Bet, remiantis naujuoju dokumentu, šie įrodymai būtų tiesiog per silpni, kad bet koks teleskopas galėtų kada nors išsirinkti iš triukšmo.
Kosminės stygos yra sunkiai įsivaizduojami objektai, sakė Oskaras Hernándezas, Monrealio McGill universiteto fizikas ir šio straipsnio bendraautorius. Tačiau jie turi analogų mūsų pasaulyje.
"Ar jūs vaikščiojote ant užšalusio ežero? Ar pastebėjote įtrūkimus, užrištus per užšalusio ežero ledus? Jis vis dar gana kietas. Nėra ko bijoti, bet yra įtrūkimų", - „Live Science“ pasakojo Hernández.
Tie įtrūkimai susidaro per panašų fazių perėjimo procesą kaip ir kosminės stygos.
„Ledas yra vanduo, perėjęs fazę“, - sakė jis. "Vandens molekulės galėjo laisvai judėti kaip skystis, ir staiga kažkur jos pradeda formuotis į krištolą. ... Ji ima klijuoti plyteles, kurios yra šešiakampės. Dabar įsivaizduokite, kad turite plyteles, kurios yra tobulos. jei kažkas kitame ežero gale vėl ims plyteles klijuoti ", iš esmės nėra jokios tikimybės, kad jūsų plytelės susilygins.
Netobulos susitikimų vietos ant užšalusio ežero paviršiaus sudaro ilgus įtrūkimus. Audinyje, kur susikerta erdvė ir laikas, jie sudaro kosmines stygas - jei pagrindinė fizika yra teisinga.
Tyrinėtojai mano, kad kosmose yra laukų, lemiančių pagrindinių jėgų ir dalelių elgesį. Pirmieji visatos fazių pokyčiai sukūrė šiuos laukus.
„Gali būti laukas, susijęs su kokia nors dalele, kuri tam tikra prasme turi„ pasirinkti kryptį, kad sušaltų ir atvėstų “. Ir kadangi Visata yra tikrai didelė, ji galėtų pasirinkti skirtingas kryptis skirtingose Visatos dalyse “, - sakė jis. "Dabar, jei šis laukas paklūsta tam tikroms sąlygoms ... tada, kai Visata atvės, atsiras netolygumų linijos, bus energijos linijos, kurios negali atvėsti."
Šiandien tos susitikimo vietos atrodytų kaip be galo mažos energijos linijos per kosmosą.
Surasti šias kosmines stygas būtų labai sunku, nes tai būtų dar vienas įrodymas, kad fizika yra didesnė ir sudėtingesnė, nei leidžia dabartinis modelis, sakė Hernández.
Šiuo metu pažangiausia kietųjų dalelių fizikos teorija, kuri, tyrėjų manymu, buvo užtikrintai įrodyta, yra žinoma kaip standartinis modelis. Tai apima kvarkus ir elektronus, kurie sudaro atomus, taip pat egzotiškesnes daleles, tokias kaip Higso bozonas ir neutrinai.
Tačiau dauguma fizikų mano, kad standartinis modelis yra neišsamus. Kaip „Live Science“ anksčiau pranešė, yra visokių idėjų, kaip ją išplėsti, pradedant nuo supersimetriškų dalelių (ty „stau slepton“) ir baigiant superstrižo teorija - idėja, kad visos dalelės ir jėgos gali būti paaiškintos kaip mažyčių virpesiai , daugialypės „stygos“. (Pastaba. Viršutinės teorijos „stygos“ nėra tas pats dalykas, kaip kosminės „stygos“. Yra tik tiek metaforų, ir kartais skirtingų sričių fizikai jas pakartoja.)
„Daugybė standartinio modelio pratęsimų, kurie žmonėms labai patinka, kaip ir daugybė viršutinių teorijų ir kitų, natūraliai sukelia kosmines stygas įvykus infliacijai“, - teigė Hernández. "Taigi tai, ką mes turime, yra objektas, kurį prognozuoja labai daug modelių, taigi, jei jų nėra, visi šie modeliai yra atmetami. O jei jie egzistuoja, o, mano dieve, žmonės yra laimingi".
Nuo 2017 m. Kilo didelis susidomėjimas bandymu pastebėti stygas CMB, Hernández ir jo bendraautorius parašė savo dokumente, lapkričio 18 d. Paskelbtą „arXiv“ duomenų bazėje ir dar nėra recenzuoti.
Hernández, kartu su Razvanu Ciuca iš Marianopolio kolegijos Vestmitete, Kvebeke, anksčiau tvirtino, kad konvoliucinis nervų tinklas - galingas modelio nustatymo programinės įrangos tipas - būtų geriausias įrankis rinkti stygų įrodymus CMB.
Darant prielaidą, kad puikus CMB žemėlapis be triukšmo, jie atskirame 2017 m. Rašė, kad kompiuteris, kuriame veikia toks nervų tinklas, turėtų sugebėti rasti kosmines stygas, net jei jų energijos lygis (arba „įtampa“) yra nepaprastai mažas.
Tačiau peržiūrėję temą šiame naujame 2019 m. Dokumente jie parodė, kad iš tikrųjų beveik neįmanoma pateikti pakankamai švarių CMB duomenų neuronų tinklui, kad būtų galima aptikti šias galimas stygas. Kiti ryškesni mikrobangų šaltiniai užstoja CMB ir juos sunku visiškai atskirti. Net geriausi mikrobangų instrumentai yra netobuli, turintys ribotą skiriamąją gebą ir atsitiktinius įrašymo tikslumo svyravimus nuo vieno taško iki kito. Jie nustatė, kad visi šie ir dar daugiau veiksnių papildo informacijos praradimo lygį, kurio niekada nepavyks įveikti jokiam dabartiniam ar planuojamam CMB registravimo ir analizės metodui, rašė jie. Šis kosminių stygų medžioklės būdas yra aklavietė.
Tai nereiškia, kad viskas prarasta, tačiau jie rašė.
Naujas kosminių stygų medžioklės metodas yra pagrįstas visatos išsiplėtimo visomis kryptimis per senovės visatos dalis matavimais. Šis metodas, vadinamas 21 centimetro intensyvumo žemėlapiu, nėra pagrįstas atskirų galaktikų judesių ar tikslių CMB vaizdų tyrimu, sakė Hernández. Tai paremta greičio, kuriuo vandenilio atomai tolsta nuo žemės, matavimais vidutiniškai visose giliosios kosmoso vietose.
Geriausios 21 cm atvaizdavimo observatorijos (taip pavadintos todėl, kad vandenilis skleidžia elektromagnetinę energiją su 21 cm ilgio signaline lempute) dar nėra internete. Bet kai jie atvyks, autoriai parašė, yra vilties gauti aiškesnių kosminių stygų įrodymų jų duomenyse. Tada, pasak Hernándezo, medžioklė gali prasidėti iš naujo.
