Загадка в 1 секунду: физики знают, как раскрыть тайну первых мгновений после Большого взрыва

За последние более 100 лет, кроме создания Альбертом Эйнштейном общей теории относительности, было сделано два выдающихся открытия. Ученые в 1968 году обнаружили реликтовое излучение, которое осталось от Большого взрыва, а в 2015 году — гравитационные волны. Оба этих открытия подтвердили теорию Большого взрыва. Но до сих физики не полностью понимают самые первые мгновения существования Вселенной. Авторы нового исследования, опубликованного на сервере препринтов arXiv, считают, что заполнить так называемый односекундный пробел в знаниях, можно с помощью гравитационных волн, пишет Universe Today.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Теория Большого взрыва в настоящее время является наиболее принятой учеными. Согласно этой теории, после рождения Вселенной в результате Большого взрыва в первые минуты существовало две стадии ранней эволюции космоса. Первая стадия называется космической инфляцией, когда Вселенная стремительно расширилась, а вторая называется первичным нуклеосинтезом, когда начали формироваться первые атомы. Но между окончанием космической инфляции и началом первичного нуклеосинтеза был промежуток времени длительностью в 1 секунду, о котором физикам ничего не известно.

Сложно увидеть, что произошло в ту секунду, ведь этот короткий период был непрозрачен для электромагнитных волн, таких как реликтовое излучение. Хотя может показаться, что одна секунда – это очень короткий промежуток времени, в этот период температура во Вселенной могла снизиться на 22 порядка. То, как происходило изменение температуры, имеет решающее значение для понимания того, что произошло во время первичного нуклеосинтеза и как это повлияло на создание той Вселенной, которую мы знаем.

Авторы исследования считают, что решить эту проблему могут гравитационные волны. Они могли бы проникнуть даже в этом промежутке времени длительностью в 1 секунду. Это позволит ученым впервые заглянуть в этот загадочный период времени и найти информацию о том, почему существует дисбаланс между материей и антиматерией и о скорости расширения Вселенной в то момент. Но для этого нужен новый набор научных инструментов.

Теперь, когда гравитационные волны были официально обнаружены, у физиков появилось много идей для новых способов их обнаружения. Авторы исследования рассмотрели, как можно обнаружить самые первые гравитационные волны.

Физики считают, что нужно создать еще более продвинутые лазерные интерферометры, которые будут лучше, чем LIGO, с помощью которого была обнаружена гравитационная волна. Их можно разместить как на Земле, так и в космосе. Таким образом можно будет обнаружить как низкочастотные, так и высокочастотные гравитационные волны.

Физики говорят, что с помощью новых инструментов можно обнаружить фон гравитационных волн, который похож на реликтовое излучение, поскольку является остатком начальной фазы существования Вселенной. Этот фон может включать гравитационные волны, которые позволят заглянуть в самое начало Вселенной.

Авторы исследования считают, что гравитационные волны могут показать некоторые чрезвычайно энергичные события, которые произошли во время загадочной 1 секунды. Предполагается, что эти гравитационные волны возникли из-за столкновений оболочек, окружающих раннюю горячую материю. С другой стороны, физики считают, что гравитационные волны могли возникнуть в результате появления топологических дефектов или разрывов в пространстве-времени.

Как уже писал Фокус, Земля — это большой космический корабль, чья "несущая способность" уже на пределе. Исследователи сравнили планету с МКС, которая представляет собой систему замкнутого цикла.

Также Фокус писал о том, как разные звезды влияют на обитаемость своих планет.