Учені з'ясували, які структури могли першими з'явитися у Всесвіті

Перші частки секунди після Великого вибуху Всесвіт був гарячим і рідким місцем, нагрітим до понад трильйона градусів, пише Live Science.

У своєму новому дослідженні, опублікованому в Physical Review D, ученим вдалося реконструювати цей момент часу за допомогою компʼютерного моделювання. Нова більш детальна симуляція, показала, як в ці перші секунди зародження Всесвіту гравітація змушувала обʼєднуватися квантові частинки, відомі як інфлятони.

Так, експерти вперше побачили, як ці частинки утворювали складні і щільні структури, які важили від декількох грамів до 20 кг. Крім того, результати їхньої роботи ідентичні з простою теоретичною моделлю, якій майже 40 років.

Також дослідники змоделювали закінчення інфляції — період у розвитку Всесвіту, коли вона різко збільшилася в розмірах. У той час Всесвіт містив тільки енергію й інфлятони — тип квантової матерії, яка утворилася з енергетичного поля, яка заповнила весь простір після Великого вибуху.

Фізики вважають, що інфлятонні структури, які спостерігаються при моделюванні, є результатом коливання в цьому енергетичному полі, яке відбулося відразу після Великого вибуху. Це ж поле, ймовірно, створило і великомасштабні галактичні структури, що спостерігаються сьогодні у Всесвіті.

Щільні структури, заповнені інфлятонами, проіснували зовсім недовго, оскільки за частки секунди перетворилися на елементарні частинки.

Маючи високу щільність, їхні рух і взаємодія могли генерувати "брижі простору-часу", звані гравітаційними хвилями.

Нова симуляція може точно розрахувати, наскільки великі могли бути ці гравітаційні хвилі, що допоможе майбутнім експериментам шукати подібні ряди у Всесвіті.

Дослідники також припустили, що маленькі частинки могли приплюснутися під своєю власною вагою, створивши перші у Всесвіті чорні діри, які називаються первинними чорними дірами.

Деякі вчені вважають, що такі чорні діри можуть бути кандидатами на темну матерію — загадкову субстанцію, яка становить 85% матерії у Всесвіті.

Фізики не бачили ніяких чорних дір у своїх моделювання, але вони планують запустити довші і детальні симуляції в майбутньому, які могли б показати такі обʼєкти.

"На цьому етапі первинні чорні діри є інтригуючою можливістю. Вони можуть привести до нового характеру зміни, але також забезпечити нові інструменти для тестування моделей", — підсумував співавтор дослідження Річард Істер, професор фізики з Оклендського університету.