Рябь пространства-времени объяснит существование Вселенной

Новое исследование может помочь найти ответ одной из самых больших загадок Вселенной: почему вещества больше, чем антивещества? Ответ на этот вопрос, в свою очередь, может объяснить, почему существует все вокруг: от атомов до черных дыр.

Миллиарды лет назад, вскоре после Большого взрыва, энергия превратилась в материю. Физики считают, что при быстром росте масштабов Вселенной было создано одинаковое количество вещества и антивещества, которые уничтожают друг друга при контакте. Но затем произошло нечто, склонившее чашу весов в пользу материи, позволив появиться всему, что мы можем увидеть. Новое исследование предполагает, что объяснение скрыто в очень незначительных колебаниях пространства-времени.

«При равном количестве вещества и антивещества, у вас просто не будет ничего, потому что антивещество и материя имеют равный, но противоположный заряд, — говорит ведущий автор исследования Джефф Дрор, являющийся научным сотрудником Университета Калифорнии Беркли и физиком Национальной лаборатории им. Лоуренса Беркли. — Все будет просто уничтожено».

Ученые гадают, почему этого не произошло. Ответ могут дать нейтрино, которые не имеют электрического заряда и, таким образом, могут вести себя как материя или антивещество.

Идея состоит в том, что примерно через миллион лет после Большого взрыва Вселенная остыла и прошла фазовый переход, событие, подобное тому, как процесс кипячения превращает жидкость в газ. Данное фазовое изменение заставило распадающиеся нейтрино создавать больше вещества, чем антивещества.

Модель формирования ВселеннойPhoto by Bryan Goff on Unsplash

Дрор и его команда, с помощью теоретических моделей и расчетов, нашли способ увидеть этот фазовый переход. Они предположили, что изменение создало бы чрезвычайно длинные и чрезвычайно тонкие нити энергии, называемые «космическими нитями», которые все еще пронизывают Вселенную. Нити, скорее всего, будут создавать очень слабую рябь в пространстве-времени, называемую гравитационными волнами. Обнаружьте эти гравитационные волны — и мы сможем выяснить, верна ли теория.

Когда ученые смоделировали гипотетический фазовый переход при различных температурных условиях, которые могли наблюдаться в то время, они сделали интересное открытие: во всех случаях космические нити будут создавать гравитационные волны, которые смогут обнаруживать обсерватории, наподобие Космической антенны лазерного интерферометра Европейского космического агентства (LISA), а также Обсерватории гравитационных волн (DECIGO) Интерферометра Японского аэрокосмического агентства.