Moguće su pukotine u prostor-vremenu, ali ih teleskopi ne mogu vidjeti.
Pukotine, ako postoje, stare su - ostaci vremena nedugo nakon Velikog praska, kada se svemir upravo prebacio iz toplijeg, izvanzemaljskog stanja u hladnije, poznatije koje danas vidimo. To veliko zahlađenje, koje fizičari nazivaju "faznim prijelazom", započelo je ranije na nekim mjestima nego na drugima, teorija ide. Mjehurići hladnijeg svemira formirali su se i širili, cvjetajući kroz svemir dok se nisu susreli s drugim mjehurićima. Na kraju se sav prostor premjestio, a stari svemir je nestao.
Ali to staro, visokoenergetsko stanje moglo je živjeti na granicama između mjehurića, pukotina u tkanini prostora-vremena u kojima su se susrela ta područja hlađenja i nisu se savršeno uklopila. Neki fizičari smatrali su da još uvijek možemo vidjeti dokaze o tim pukotinama ili oštećenjima - poznatim kao "kozmički struni" - u pozadini kozmičke mikrovalne (CMB), toplini koja je preostala zbog nasilnog nastanka svemira. No, prema novom radu, ti bi dokazi jednostavno bili previše slabi da bi se bilo koji teleskop mogao ikad okrenuti buci.
Kozmički nizovi su teški predmeti za zamisliti, rekao je Oscar Hernández, fizičar sa Sveučilišta McGill u Montrealu i koautor članka. Ali oni imaju analoge u našem svijetu.
"Jeste li hodali po zaleđenom jezeru? Jeste li primijetili pukotine natopljene ledenim ledenim jezerom? Još je uvijek čvrsto. Nema čega se bojati, ali ima pukotina," Hernández je izjavio za Live Science
Te pukotine nastaju kroz sličan proces faznog prijelaza kao kozmički nizovi.
"Led je voda koja je prošla fazni prijelaz", rekao je. "Molekule vode slobodno su se kretale kao tekućina, a onda se odjednom, negdje, počnu oblikovati u kristal. Počinje se ulijevati u pločice, šesterokutne. Sada, zamislite da imate pločice koje su savršene šesterokut i popločavanje s tim. Ako netko na drugom kraju jezera počne ponovo pločica, "u biti je nula šanse da se vaše pločice postave.
Savršeno mjesto susreta na zaleđenoj površini jezera formira duge pukotine. U tkanini u kojoj se prostor i vrijeme presijecaju, tvore kozmičke žice - ako je osnovna fizika tačna.
U svemiru, vjeruju istraživači, postoje polja koja određuju ponašanje osnovnih sila i čestica. Prve fazne tranzicije svemira stvorile su ta polja.
"Moglo bi postojati polje u vezi s nekom česticom koja mora u određenom smislu odabrati" smjer za zamrzavanje i hlađenje ". A budući da je svemir zaista velik, mogao bi odabrati različite smjerove u različitim dijelovima svemira ", rekao je. "Ako se ovo polje pokorava određenim uvjetima ... tada će se svemir ohladiti postojat će linije diskontinuiteta, postojat će linije energije koje se ne mogu ohladiti."
Danas bi se ta mjesta susreta činila kao beskonačno tanke linije energije kroz svemir.
Pronalaženje tih kozmičkih struna bilo bi mnogo jer bi oni bili još jedan dokaz da je fizika veća i složenija nego što to omogućuje trenutni model, rekao je Hernández.
Upravo je najnaprednija teorija fizike čestica za koju istraživači smatraju da je potvrđena i poznata kao Standardni model. Uključuje kvarkove i elektrone koji čine atome, kao i egzotičnije čestice poput Higgsovog bozona i neutrina.
Međutim, većina fizičara smatra da je standardni model nepotpun. Kao što je Live Science ranije izvijestio, postoje sve vrste ideja kako se proširiti na njemu, od supersimetričnih čestica (tj. „Stau slepton“) do teorije supernastavanja - ideje da se sve čestice i sile mogu objasniti kao vibracije sitnih , višedimenzionalni "žice". (Napomena: "stringovi" teorije superstringa nisu ista vrsta stvari kao kozmički "žice." Postoji samo toliko metafora, a ponekad ih fizičari u različitim poljima ponovo koriste.)
"Mnoga proširenja Standardnog modela koja se ljudima stvarno sviđaju - poput mnogih teorija superstringa i drugih - prirodno dovode do kozmičkih struna nakon inflacije", rekao je Hernández. "Dakle, ono što imamo je predmet koji predviđaju mnogi modeli, pa ako ih nema, isključeni su svi ovi modeli. A ako postoje, oh moj Bože, ljudi su sretni."
Od 2017. godine vlada požar u pokušaju da se uoče žice u CMB-u, Hernández i njegov koautor napisali su u svom dokumentu, objavljenom 18. studenoga u bazi podataka arXiv i još nisu recenzirani.
Hernández je zajedno s Razvanom Ciucom iz koledža Marianopolis u Westmountu, Quebec, u prošlosti tvrdio da bi konvolucionarna neuronska mreža - moćan tip softvera za pronalazak uzoraka - bio najbolji alat za otkrivanje dokaza o žicama u CMB-u.
Pretpostavljajući savršenu kartu CMB-a bez buke, napisali su u poseban rad za 2017. godinu, računalo koje pokreće takvu neurološku mrežu trebalo bi biti u stanju pronaći kozmičke žice, čak i ako su njihova razina energije (ili "napetost") nevjerojatno niska.
No, revidirajući temu u ovom novom radu za 2019. godinu, pokazali su da je u stvarnosti gotovo sigurno nemoguće pružiti dovoljno čiste CMB podatke za neuronsku mrežu da otkriju ove potencijalne nizove. Ostali, svjetliji izvori mikrovalne zatamnjuju CMB i teško ih je potpuno rastaviti. Čak su i najbolji mikrotalasni instrumenti nesavršeni, s ograničenom razlučivošću i slučajnim fluktuacijama njihove točnosti snimanja od jednog do drugog piksela. Svi ti čimbenici i još mnogo toga, otkrili su, nadovezuju se na razinu gubitka informacija koju niti jedan trenutni ili planirani način snimanja i analize CMB-a neće uspjeti prevladati, napisali su. Ova metoda lova na kozmičke žice je slijepa ulica.
To ne znači da su svi izgubljeni, napisali su.
Nova metoda lova na kozmičke žice temelji se na mjerenjima širenja svemira u svim smjerovima kroz drevne dijelove svemira. Ova metoda - koja se naziva mapiranjem intenziteta od 21 centimetar - ne oslanja se na proučavanje kretanja pojedinih galaksija ili na precizne slike CMB-a, rekao je Hernández. Umjesto toga, ona se temelji na mjerenju brzine kojom se atomi vodika udaljuju od Zemlje, u prosjeku, u svim dijelovima dubokog svemira.
Najbolji opservatoriji za izradu kartona od 21 cm (nazvani tako jer vodik emitira elektromagnetsku energiju s signalnom valnom duljinom od 21 cm) još nisu na mreži. Ali kad stignu, napisali su autori, nada se jasnijim dokazima o kozmičkim strunama u njihovim podacima. A onda, rekao je Hernández, lov može početi iznova.
