Nova študija bo morda pomagala odgovoriti na eno največjih skrivnosti vesolja: Zakaj je več materije kot antimaterije? Ta odgovor bi lahko razložil, zakaj vse obstaja od atomov do črnih lukenj.
Pred več milijardami let, je kmalu po velikem udaru kozmična inflacija raztegnila drobno seme našega vesolja in energijo pretvorila v materijo. Fiziki mislijo, da je inflacija sprva ustvarila enako količino snovi in antimaterije, ki medsebojno uničujeta stike. Potem pa se je zgodilo nekaj, kar je naklonilo tehtnici v prid materije in omogočilo, da vse, kar lahko vidimo in se dotaknemo, nastane - in nova študija kaže, da se razlaga skriva v zelo majhnih valovanjih v prostoru-času.
"Če bi začeli z enako sestavino materije in antimaterije, bi končali s tem, da nimate ničesar," ker imata antimaterija in materija enak, vendar nasproten naboj, je povedal vodilni avtor študije Jeff Dror, podoktorski raziskovalec na kalifornijski univerzi , Berkeley, in raziskovalec fizike v Nacionalnem laboratoriju Lawrence Berkeley. "Vse bi se samo uničilo."
Očitno se vse ni uničilo, vendar raziskovalci niso prepričani, zakaj. Odgovor lahko vključuje zelo nenavadne elementarne delce, znane kot nevtrine, ki nimajo električnega naboja in lahko delujejo kot snov ali antimaterija.
Ena od idej je, da se je približno milijon let po velikem udaru vesolje ohladilo in doživelo fazni prehod, dogodek, podoben temu, kako vrela voda pretvori tekočino v plin. Ta fazna sprememba je spodbudila propadanje nevtrinov, da so ustvarili več snovi kot antimaterije z nekaj "majhne, majhne količine", je dejal Dror. Toda "ni zelo preprostih načinov - ali skoraj kakršnih koli načinov - za sondiranje in razumevanje, če se je dejansko zgodilo v zgodnjem vesolju."
Toda Dror in njegova ekipa so s teoretičnimi modeli in izračuni ugotovili, kako bomo lahko videli ta fazni prehod. Predlagali so, da bi sprememba ustvarila izjemno dolge in izjemno tanke niti energije, imenovane "kozmični nizi", ki še vedno prežemajo vesolje.
Dror in njegova ekipa sta spoznala, da bodo ti kozmični nizi najverjetneje ustvarili zelo rahlo valovanje v vesolju in času, imenovano gravitacijski valovi. Zaznamo te gravitacijske valove in lahko odkrijemo, ali je ta teorija resnična.
Najmočnejši gravitacijski valovi v našem vesolju se pojavijo, ko se zgodi eksplozija supernove ali zvezde; ko dve veliki zvezdi krožita drug ob drugem; ali ko se združijo dve črni luknji, poroča NASA. Toda predlagani gravitacijski valovi, ki jih povzročajo kozmični struni, bi bili veliko bolj drobni od tistih, ki so jih naši instrumenti zaznali prej.
Ko pa je ekipa modelirala ta hipotetični fazni prehod v različnih temperaturnih pogojih, ki bi se lahko pojavili med tem faznim prehodom, so naredili spodbudno odkritje: V vseh primerih bi kozmični nizi ustvarili gravitacijske valove, ki bi jih zaznali prihodnji opazovalniki, kot so npr. Vesoljska antena za laserske interferometer Evropske vesoljske agencije (LISA) in predlagala opazovalca velikega poka in Japonsko opazovalno napravo Defe-hertz Interferometer Devi-hertz Interferometer za gravitacijsko valovanje (DECIGO).
"Če bodo te strune proizvedene na dovolj visoki energijski lestvici, bodo resnično ustvarile gravitacijske valove, ki jih bodo lahko zaznali načrtovani opazovalni centri," je za Live Science povedal Tanmay Vachaspati, teoretični fizik z univerze v Arizoni, ki ni bil del študije.
Ugotovitve so bile objavljene 28. januarja v reviji Physical Review Letters.
Opomba urednika: Ta zgodba je bila posodobljena, da bi popravila organizacije, odgovorne za LISA. Vodi ga Evropska vesoljska agencija, ne NASA, ki je sodelovala pri projektu.
