Гравітаційні хвилі можуть допомогти відповісти на питання, чому після Великого вибуху залишилося більше матерії, ніж антиматерії.
Група дослідників-теоретиків припустила, що досліджувати це питання допоможуть Q-кулі — це сукупність бозонної матерії, яка має більш низький енергетичний стан, ніж її окремі частинки. Якщо вийде їх вивчити, то можна з’ясувати, чому після Великого вибуху залишилося більше матерії, ніж антиматерії.
Співвідношення матерії і антиматерії важливо, оскільки цей баланс підтримує існування нашого Всесвіту. У якийсь момент в першу секунду існування Всесвіту вийшло так, що було вироблено більше матерії, ніж антиматерії. Але асиметрія настільки мала, що кожен раз, коли вироблялося десять мільярдів частинок антиматерії, з’являлася тільки одна частинка матерії.
Попри те, що ця асиметрія зовсім невелика, сучасні фізичні теорії не можуть її пояснити. Стандартні теорії говорять, що матерія і антиматерія повинні були бути зроблені в точно рівних кількостях.
Нині дослідники поділяють популярну ідею про те, що ця асиметрія виникла відразу після інфляції — періоду в ранньому Всесвіті, коли відбувалося дуже швидке розширення. А значить згусток поля міг розширитися так, щоб еволюціонувати, фрагментуватися і створити цю асиметрію. Раніше перевірити цю теорію було складно.
- NASA опублікувало найдетальніше зображення Сонця в історії (фото)
- Формування Всесвіту і вплив неврахованого фактора
- Астрономи зафіксували гамма-промені з рекордно високою енергією від мертвої зірки (відео)
Автори нової роботи запропонували новий спосіб уточнити, чи було так насправді – вони придумали використовувати згустки поля, такі як Q-кулі. Це бозони, подібні бозону Гіггза.
“Частка Гіггза існує, коли порушено поле Гіггза. А ось саме поле має свої незвичайні властивості, наприклад, воно може утворювати грудку. Якщо у вас є поле, дуже схоже на поле Гіггза, то у нього є якийсь заряд, такий же, як і заряд однієї частинки. Оскільки заряд не може просто зникнути, поле повинно стати або часткою або грудкою. Купа таких грудок, коагулюючих разом, утворює Q-кулю,” – говориться в дослідженні.
Автори відзначають, що Q-кулі залишаються стабільними, те ж саме могло відбуватися в міру розширення Всесвіту. Поки, врешті-решт, більша частина енергії у Всесвіті не опиниться в цих згустках. Водночас невеликі коливання щільності випромінювання починають рости, коли цих частинок стає більшість.
Коли Q-кулі розпадаються, це відбувається дуже раптово і швидко, в результаті коливання плазми стають сильними звуковими хвилями. Далі цей ефект передається на простір і час, інакше кажучи, утворюються гравітаційні хвилі, які можуть бути виявлені протягом наступних кількох десятиліть.
Дослідники також виявили, що умови для створення цієї брижі дуже поширені, і отримані гравітаційні хвилі повинні бути досить великими й з низькою частотою, щоб їх можна було виявити звичайними детекторами гравітаційних хвиль.
“Якщо саме так була створена асиметрія, то майже напевно ми скоро виявимо сигнал з початку часів, що підтверджує цю теорію про те, чому ми і решта світу матерії взагалі існує,” – твердять дослідники.
Натхнення: hightech.fm