Гигантские ускорители частиц помогли создать Вселенную такой, какой мы ее знаем: новая теория

В новом исследовании ученых, опубликованном на сервере препринтов arXiv, говорится о том, что создать Вселенную такой, какой мы ее знаем, помогли теоретические гигантские ускорители частиц, пишет Live Science.

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

Главные силы природы

Четыре фундаментальные силы природы — электромагнитное, сильное, слабое и гравитационное взаимодействие не всегда существуют отдельно. При высоких энергиях эти силы начинают объединятся. Например, с помощью самых мощных ускорителей частиц ученые выяснили, что электромагнитное и слабое взаимодействие могут сливаться в одно взаимодействие. Физики предполагают, что при еще более высоких энергиях другие силы также сливаются в единую объединенную силу. Но пока это только теория.

Но единственный момент, когда у Вселенной была энергия, необходимая для этого, имел место через меньше чем секунду после Большого Взрыва. Когда космос остыл и расширился по сравнению с тем ранним состоянием, фундаментальные силы отделились друг от друга во время фазового перехода. Возможно это разделение было очень плавным, например, как таяние льда и превращение его в воду, или же очень бурным, когда вода во время кипения превращается в пар.

Гигантские пузыри

Новое исследование предполагает, что в первые мгновения после Большого взрыва ненадолго во Вселенной могли появиться теоретические гигантские пузыри, которые представляли собой своеобразные ускорители частиц.

За пределами этих пузырей остались объединенные силы природы, но внутри пузырей космос был бы совершенно другим, здесь эти силы разделились. В конце концов пузыри расширились и столкнулись, в результате чего Вселенная стала такой, какой мы ее знаем, считают ученые.

Но эти пузыри не могли появиться и исчезнуть, не оставив следа, ведь они несли поистине огромное количество энергии. Во время расширения этих структур любые близлежащие частицы разгонялись до невероятно высоких скоростей. Затем эти частицы сталкивались с другими частицами, как это происходит в современных ускорителях частиц, и появилась новая энергия и новые частицы. После слияния пузырей также произошло появление новых частиц, предполагают ученые.

Гравитационные волны

Возможно, благодаря этим структурам космос заполнили частицы темной материи, и они имели достаточную массу и их было так много, что это может объяснить то, что Вселенная заполнена в основном темной материей. По словам ученых, эти пузыри могли также создать микроскопические черные дыры, которые сразу же исчезли и добавили космосу свою энергию.

Авторы исследования считают, что расширение гигантских пузырей, а затем их столкновение друг с другом привело бы к появлению огромного количества гравитационных волн. И эти волны должны существовать и сегодня, создавая фоновый шум Вселенной.

Недавно ученые, как уже писал Фокус, обнаружили так называемый фоновый шум Вселенной, возникающий из-за низкочастотных гравитационных волн. Хотя большая часть этих волн, вероятно, возникает из-за столкновений сверхмассивных черных дыр, некоторые из них могут быть остаточным явлением, которое появилось в результате существования тех самых огромных пузырей.

Возможно, будущие детекторы гравитационных волн смогут подтвердить то, что в самом начале существования Вселенной появились такие гигантские ускорители частиц, как их описали ученые в новом исследовании.

Но было ли вообще начало у Вселенной? Общепринятая теория говорит, что да, но некоторые ученые считают, что на самом деле никакого начала не было. Подробнее об этой гипотезе Фокус уже писал.