Novo istraživanje moglo bi pomoći u odgovoru na jednu od najvećih misterija u svemiru: Zašto postoji više materije nego antimaterije? Taj bi odgovor zauzvrat mogao objasniti zašto sve postoji od atoma do crnih rupa.
Prije nekoliko milijardi godina, ubrzo nakon Velikog praska, kozmička inflacija protegnula je sićušno sjeme našeg svemira i energiju pretvorila u materiju. Fizičari misle da je inflacija u početku stvorila istu količinu materije i antimaterije, koja međusobno uništavaju kontakt. Ali tada se dogodilo nešto što je nagrizilo ljestvicu u korist materije, omogućujući da sve što vidimo i dodirnemo da nastane - a novo istraživanje sugerira da se objašnjenje skriva u vrlo malim talasima u prostoru-vremenu.
"Ako započnete s jednakom komponentom materije i antimaterije, jednostavno biste završili s tim da nemate ništa", jer antimaterija i materija imaju jednak, ali suprotan naboj, rekao je glavni autor studije Jeff Dror, postdoktorski istraživač sa Sveučilišta u Kaliforniji , Berkeley i istraživač fizike u Nacionalnom laboratoriju Lawrence Berkeley. "Sve bi se samo uništilo."
Očito se sve nije uništilo, ali istraživači nisu sigurni zašto. Odgovor bi mogao uključivati vrlo neobične elementarne čestice poznate kao neutrini, koje nemaju električni naboj i mogu djelovati kao materija ili antimaterija.
Jedna od ideja je da se oko milijun godina nakon Velikog praska, svemir ohladio i prošao fazni prijelaz, događaj sličan načinu kako kipuća voda pretvara tekućinu u plin. Ova fazna promjena potaknula je propadanje neutrina da stvore više materije nego antimaterije pomoću „male, male količine“, rekao je Dror. Ali "ne postoje vrlo jednostavni načini - ili gotovo bilo koji način - ispitivanje i razumijevanje je li se to zaista dogodilo u ranom svemiru."
No, Dror i njegov tim su kroz teoretske modele i proračune smislili način na koji bismo mogli vidjeti ovaj fazni prijelaz. Predložili su da bi ta promjena stvorila izuzetno duge i krajnje tanke niti nazvane "kozmičkim strunama" koje još uvijek prožimaju svemir.
Dror i njegov tim shvatili su da će ti kozmički nizovi najvjerojatnije stvoriti vrlo male pukotine u prostor-vremenu koje se zovu gravitacijski valovi. Otkrijte ove gravitacijske valove i možemo otkriti je li ta teorija istinita.
Najjači gravitacijski valovi u našem svemiru nastaju kada se dogodi eksplozija supernove ili zvijezda; kada se dvije velike zvijezde međusobno orbitiraju; ili kada se spajaju dvije crne rupe, prema NASA-i. Ali predloženi gravitacijski valovi uzrokovani kozmičkim strunama bili bi znatno tiniji od onih koje su naši instrumenti otkrili prije.
Međutim, kada je tim modelirao ovaj hipotetički fazni prijelaz u različitim temperaturnim uvjetima koji bi se mogli dogoditi tijekom ovog faznog prijelaza, napravili su ohrabrujuće otkriće: U svim slučajevima, kozmički nizovi stvorili bi gravitacijske valove koje bi mogli primijetiti budući opservatoriji, poput Svemirska antena za laserske interferometre Europske svemirske agencije (LISA) i predložila je promatrača Velikog praska i Japanske zračne svemirske opservatorije Deci-hertz Interferometar gravitacijskog vala (DECIGO).
"Ako se ovi žice proizvedu na dovoljno visokim energetskim ljestvicama, oni će doista proizvesti gravitacijske valove koje mogu otkriti planirani opservatoriji", izjavio je za Live Science Tanmay Vachaspati, teorijski fizičar na sveučilištu Arizona State koji nije bio dio studije.
Otkrića su objavljena 28. siječnja u časopisu Physical Review Letters.
Napomena urednika: Ova je priča ažurirana kako bi ispravila organizacije zadužene za LISA. Vodi ih Europska svemirska agencija, a ne NASA koja je suradnica na projektu.
