Многие теории ранней Вселенной предсказывают, что космос должен быть затоплен трещинами в пространстве-времени, называемыми космическими струнами, но никаких космических струн еще не обнаружено. Возможно, придется искать их не с помощью традиционной астрономии, а по их гравитационно-волновой сигнатуре, которая может сохраняться в пространстве-времени еще долго после того, как космическая струна исчезла.
Когда Вселенной не было и секунды, она претерпела самые радикальные и преобразующие фазовые переходы — подвиг, который не повторяется даже сегодня, миллиарды лет спустя. Эти фазовые переходы полностью реорганизовали Вселенную, когда объединенная сила разделилась на отдельные фундаментальные силы: гравитацию, сильное ядерное взаимодействие, слабое ядерное взаимодействие и электромагнетизм.
Многие теории ранней Вселенной предсказывают, что космические струны должны быть повсеместными. Действительно, космологи когда-то думали, что струны будут настолько обычными, что образуют скелеты самых больших структур в космосе. Но обзор ничего не дал — ни двойных изображений далеких галактик, ни вспышек излучения, когда петли вибрируют до смерти.
Итак, новая статья, недавно опубликованная в базе данных препринтов arXiv.org, предлагает новый подход: вместо того, чтобы искать прямые признаки космических струн, мы должны искать косвенные признаки, такие как отпечаток, который они оставляют в самом пространстве-времени.
Петли космических струн невероятно массивны и крайне нестабильны. Это мощная комбинация, которая может создать здоровое количество гравитационных волн, которые представляют собой рябь в ткани пространства-времени. Но отдельные петли мало что сделают. Современные инструменты не обладают такой чувствительностью, чтобы обнаруживать одиночную вибрирующую петлю так же, как они могут обнаруживать сливающиеся черные дыры.
Но гравитационные волны не совсем похожи на волны на воде или звуковые волны. Они не просто проходят сквозь пространство-время; они могут навсегда деформировать пространство-время, создавая фоновую «память» о своем уходе. Представьте, что каждый звук издает крошечный постоянный гул, куда бы он ни шел — это то, на что способны гравитационные волны.
В недавнем исследовании астрофизики исследовали природу гравитационно-волновой памяти, оставленной вибрирующими петлями космической струны. Они обнаружили, что самые сильные волны производятся, когда в петлях образуются изгибы и перегибы, и что их память также будет самой сильной.
Но остается ключевой вопрос: можем ли мы обнаружить эти воспоминания? К сожалению, пока рано говорить об этом. Наши обычные методы понимания гравитации ломаются в чрезвычайно сильной окружающей среде вблизи выступа струнной петли, поэтому мы не совсем уверены, какие эффекты она может иметь на окружающее пространство-время.
Гравитационная энергия, выделяемая куспидами, немедленно образует маленькие черные дыры. В этом случае останется мало памяти о гравитационных волнах, поскольку большая часть энергии будет перенаправлена на образование черной дыры. Однако если вся энергия пойдет на формирование гравитационных волн, их воспоминания можно будет обнаружить с помощью детекторов следующего поколения, таких как космическая антенна с лазерным интерферометром.
Гравитационная волновая память — ключевое предсказание общей теории относительности, и астрономы медленно разрабатывают технологию, необходимую для того, чтобы увидеть эти сигнатуры. Обнаружение воспоминаний о космических струнах было бы двойным бонусом — подтверждением общей теории относительности Эйнштейна и первым в истории обнаружением остатка от первой секунды существования Вселенной.
ВНИМАНИЕ! При копировании материала активная ссылка на статью сайта SKNEWS.RU обязательна!
27 мая 2021, 20:20
Автор: Фуад Кулиев
Просмотров: 5858
Автор: Фуад Кулиев
Просмотров: 5858
Поделиться:
< / > Код для блога
Комментарии к статье 0