Nová studie může pomoci odpovědět na jednu z největších záhad vesmíru: Proč je více věcí než antihmota? Tato odpověď by zase mohla vysvětlit, proč existuje vše od atomů po černé díry.
Před miliardami let, brzy po Velkém třesku, kosmická inflace roztažila malé semeno našeho vesmíru a přeměnila energii v hmotu. Fyzici si myslí, že inflace zpočátku vytvořila stejné množství hmoty a antihmoty, které se navzájem po kontaktu ničí. Ale pak se stalo něco, co naklonilo měřítko ve prospěch hmoty a umožnilo vzniknout všemu, co můžeme vidět a dotknout se - a nová studie naznačuje, že vysvětlení je skryto ve velmi malých vlnkách v časoprostoru.
„Pokud jen začnete se stejnou složkou hmoty a antihmoty, skončíte tím, že nemáte nic,“ protože antihmota a hmota mají stejné, ale opačné náboje, řekl autor hlavní studie Jeff Dror, postdoktorandský výzkumník na Kalifornské univerzitě , Berkeley a výzkumník fyziky v Lawrence Berkeley National Laboratory. "Všechno by se jen zničilo."
Je zřejmé, že vše nezničilo, ale vědci si nejsou jisti proč. Odpověď může zahrnovat velmi podivné elementární částice známé jako neutrina, které nemají elektrický náboj a mohou působit jako hmota nebo antihmota.
Jedna myšlenka je, že asi milión let po Velkém třesku se vesmír ochladil a prošel fázovým přechodem, což je událost podobná tomu, jak vroucí voda mění kapalinu na plyn. Tato změna fáze vedla k rozpadu neutrin, aby vytvořil více hmoty než antihmota nějakým „malým, malým množstvím,“ řekl Dror. Ale „neexistují žádné velmi jednoduché způsoby - nebo téměř žádné způsoby - zkoumat a pochopit, zda k tomu skutečně došlo v raném vesmíru.“
Ale Dror a jeho tým prostřednictvím teoretických modelů a výpočtů přišli na způsob, jak bychom mohli vidět tento fázový přechod. Navrhovali, že změna by vytvořila extrémně dlouhé a extrémně tenké prameny energie zvané „kosmické struny“, které stále prostupují vesmírem.
Dror a jeho tým si uvědomili, že tyto kosmické řetězce by s největší pravděpodobností vytvořily velmi malé vlnění v časoprostoru zvané gravitační vlny. Zjistěte tyto gravitační vlny a můžeme zjistit, zda je tato teorie pravdivá.
K nejsilnějším gravitačním vlnám v našem vesmíru dochází, když dojde k výbuchu supernovy nebo hvězd; když se obě velké hvězdy obíhají; nebo když se sloučí dvě černé díry, podle NASA. Navrhované gravitační vlny způsobené kosmickými řetězci by však byly mnohem jemnější než ty, které naše nástroje dříve detekovaly.
Když však tým modeloval tento hypotetický fázový přechod za různých teplotních podmínek, které by se mohly vyskytnout během tohoto fázového přechodu, učinili povzbudivý objev: Ve všech případech by kosmické řetězce vytvořily gravitační vlny, které by byly detekovatelné budoucími observatořími, jako je Kosmická anténa s kosmickým laserem Evropské kosmické agentury (LISA) a navržená pozorovatelka velkého třesku a observatoř gravitační vlny Japonské agentury pro průzkum vesmíru Deci-hertz Interferometr (DECIGO).
„Pokud jsou tyto řetězce vyráběny v dostatečně vysokých energetických stupních, budou skutečně produkovat gravitační vlny, které lze detekovat podle plánovaných observatoří,“ řekl Tanmay Vachaspati, teoretický fyzik na Arizonské státní univerzitě, který nebyl součástí studie, řekl Live Science.
Výsledky byly zveřejněny 28. ledna v časopise Physical Review Letters.
Poznámka editora: Tento příběh byl aktualizován, aby opravil organizace pověřené LISA. Provozuje ji Evropská kosmická agentura, nikoli NASA, která je na projektu spolupracovníkem.
