На пути к открытию новой физики: ученые обнаружили сверххолодный секрет Большого взрыва
В прошлом году физики впервые обнаружили едва заметный низкочастотный фоновый гул гравитационных волн во Вселенной. Изначально ученые предположили, что он связан с фазовым переходом, возникшим вскоре после Большого взрыва. Но новое исследование, опубликованное в журнале Physical Review Letters, ставит под сомнение это предположение, пишет Space.
Авторы исследования говорят, что изначально предполагалось, что обнаруженные низкочастотные гравитационные волны возникли из известного фазового перехода, который произошел почти сразу после Большого взрыва. Этот переход создал массы всех известных фундаментальных частиц.
Фазовые переходы представляют собой внезапное изменение свойств вещества, которые возникают, когда это вещество достигает критической температуры. Например, фазовым переходом является превращение воды в лед при снижении температуры. Существуют также сверххолодные фазовые переходы. Если говорить о воде, то она задерживается в жидком состоянии и замедляется ее превращение в лед.
Многие физики считают, что фазовый переход первого порядка произошел в самом начале существования Вселенной. И он вызвал запуск гравитационных волн или пульсаций в ткани пространства-времени, которые можно использовать для определения условий, существовавших во время первой эпохи быстрого расширения космоса или космической инфляции.
Согласно теории относительности Эйнштейна, когда объекты, имеющие массу и искажающие пространство-время, начинают ускоряться, то они создают гравитационные волны. Если такие объекты имеют значительную массу, например, черные дыры и нейтронные звезды, то при их столкновении выпускаются очень сильные гравитационные волны, которые могут фиксировать ученые.
Гравитационные волны, как и электромагнитное излучение, имеют разные частоты. Высокочастотные гравитационные волны, более энергичны, чем низкочастотные. В прошлом году физики обнаружили гравитационные волны, которые имеют более низкую частоту, чем те, которые наблюдаются при слиянии сверхмассивных черных дыр и нейтронных звезд. Это означает, что должен существовать другой источник низкочастотных гравитационных волн. Авторы нового исследования считают, что этим источником является сверххолодный фазовый переход, возникший сразу после Большого взрыва.
Но есть одна проблема
Такой переход был бы немного неожиданными в период быстрой космической инфляции, вызванной Большим взрывом. По словам физиков, эти медленные переходы будут с трудом завершаться, поскольку скорость перехода ниже скорости расширения Вселенной. Даже если скорость увеличится и это поможет переходу завершиться, гравитационные волны увеличат частоту.
Авторы исследования говорят, что, если эти гравитационные волны действительно возникли из фазового перехода первого порядка, то должна существовать какая-то новая физика, о которой пока ничего неизвестно. Ученые считают, что нужны дополнительные исследования, ведь лучшее понимание первого фазового перехода поможет найти ответы на самые фундаментальные вопросы о происхождении Вселенной.
| Комментарии (0) |