Загадка раннього Всесвіту. Як космічні струни змусили здригнутися космос: нова теорія

Деякі моделі Всесвіту передбачають існування величезної кількості космічних струн, які пронизують космос. Але їх досі так і не виявили. Автори нового дослідження, опублікованого на сервері препринтів arXiv, вважають, що ці струни могли порватися, але сліди цих процесів усе ще залишилися, пише Live Science.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Космічними струнами називають залишки найбільш ранніх моментів існування Всесвіту. Протягом першої секунди після Великого вибуху Всесвіт пережив кілька фазових переходів, під час яких розділилися головні сили природи. Багато вчених вважають, що в результаті кожного фазового переходу виникли дефекти в тканині простору-часу. Ці дефекти могли мати різні форми та властивості залежно від характеристик невідомої поки що фізики, що існувала в перші миті життя Всесвіту.

Але найпоширенішим дефектом учені вважають космічні струни. Якщо вони існують, то, найімовірніше, є дуже екзотичними об'єктами, що тягнуться через увесь Всесвіт, мають товщину не більшу за розмір протона, а 1 км таких струн має масу, більшу за масу Землі. Принаймні так кажуть теорії, адже космічні струни залишаються гіпотетичними об'єктами, які ще ніхто ніколи не бачив.

Також теорії припускають, що космічні струни стабільні та неруйнівні. Єдине, що їх може зруйнувати, — це перетин цих струн або їхнє зациклення на собі. У результаті мають виникнути вібрації, які призведуть до розпаду струни на потік частинок і високоенергетичне випромінювання.

Автори нового дослідження вважають, що космічні струни не стабільні. Натомість вони метастабільні. Це явище, яке виникає, коли система може опинитися в стабільному стані та залишатися такою протягом невизначеного періоду часу, але будь-яке зрушення з цього стану змусить систему знайти нове розташування.

Наприклад, уявіть собі, що ви падаєте з пагорба, мчите по його схилу, а потім потрапляєте в заглиблення. Якщо ви там опинилися, то ви тепер метастабільні. Якщо нічого не станеться, то ви назавжди залишитеся в поглибленні, але якщо щось виштовхне вас звідти, то ви продовжите спуск.

Учені вважають, що така гіпотетична елементарна частинка як магнітний монополь (володіє ненульовим магнітним зарядом) може призвести до дестабілізації космічної струни. Вважається, що ці частинки могли виникнути під час фазових переходів у ранньому Всесвіті.

Поруч із космічними струнами можуть з'явитися як магнітні монополі, так і їхні антиподи — антимонополі, вважають науковці. Але обидві ці частинки швидко знищують одна одну. Автори дослідження припускають, що в результаті виділяється енергія, яка може розірвати космічну струну. Це призводить до втрати стабільності та повного її знищення.

Коли відбувається зникнення космічної струни, то виникає вібрація, яка може спричинити появу гравітаційних хвиль. Учені вважають, що у Всесвіті, найімовірніше, залишилося дуже мало космічних струн, а тому їх досі не виявили. Але гравітаційні хвилі, створені ними, все ще можуть існувати.

Ці хвилі можуть бути так званим фоновим шумом Всесвіту, який був виявлений торік і продовжує спантеличувати вчених, як уже писав Фокус. Автори дослідження кажуть, що потрібно ретельніше вивчити загадкове явище, яке може допомогти знайти космічні струни.

Також Фокус писав про новий астрономічний об'єкт, який спантеличив учених. Річ у тім, що вони поки не знають, чим він є насправді. Можливо це рекордна чорна діра або ж нейтронна зірка.