Дослідники зафіксували гравітаційні хвилі з дуже низькою частотою. Ці спостереження сходяться з передбаченнями теорії темної матерії, в основі якої лежать надлегкі аксіоноподібні частки.
Гравітаційні хвилі дозволяють дослідникам заглянути глибше в ранній Всесвіт. Космічний мікрохвильовий фон не дає ніяких підказок про перші 300 000 років життя нашого Всесвіту, чого не скажеш про коливання простору-часу, які можуть нести інформацію про події, що сталися відразу після Великого Вибуху.
У новій роботі астрономи проаналізували дуже слабкі гравітаційні сигнали, зібрані колаборацією NANOGrav. Особливість цих хвиль в тому, що вони мають дуже низьку частоту – 10-8 Герц. Це відповідає приблизно одному коливанню в рік. Через таку низьку частоту астрономи не могли використовувати жоден з існуючих на Землі детекторів, тому для вимірювання сигналу вони скористалися властивостями пульсарів – зірок, які при своєму обертанні генерують випромінювання з чіткою тимчасовою періодичністю.
За словами авторів, такі хвилі можуть бути індикатором різних подій в ранньому Всесвіті, тому дуже важливо якомога ретельніше їх вивчати. У своєму дослідженні вчені розглянули два сценарії, які могли б викликати спостережувані гравітаційні хвилі – це фазові переходи в ранньому Всесвіті й поле темної матерії надлегких аксіоноподібних частинок (ALPs).
Фазові переходи можуть відбуватися через падіння температури в первинному бульйоні після Великого Вибуху і призводять до серйозних турбулентностей. Однак, як і темна матерія, ці процеси не описуються Стандартною моделлю. У зв’язку з цим дослідники інтерпретують свої результати вкрай обережно. Вчені посилаються на деяку обмеженість своїх даних, але говорять про те, що з більш точними вимірами вони зможуть більш впевнено судити про те, які саме процеси описують спостережувані низькочастотні гравітаційні хвилі.
Стаття про відкриття опублікована в журналі SciPost Physics.
Натхнення: www.popmech.ru