Lehet, hogy repedések vannak a téridőben, de az emberiség távcsövei nem látják őket.
A repedések, ha vannak ilyenek, régiek maradványai, nem sokkal a nagy robbanás után, amikor az univerzum éppen egy forróbb, idegebb állapotból vált át a hűvösebb, ismeretlenebb állapotba, amelyet ma látunk. Ez a nagy lehűlés, amit a fizikusok „fázisátmenetnek” hívnak, egyes helyeken korábban kezdődött, mint másokban, az elmélet megy. A hűvösebb univerzum buborékok képződtek és terjedtek, és az egész űrben virágzottak, amíg más buborékokkal nem találkoztak. Végül az egész űr átalakult, és a régi világegyetem eltűnt.
De az a régi, nagy energiájú állapot a buborékok, a téridő szövetének repedései közötti határán élhette, ahol ezek a hűtési régiók találkoztak, és nem illeszkedtek tökéletesen egymáshoz. Néhány fizikus úgy gondolta, hogy még láthatunk bizonyítékokat ezekre a repedésekre vagy hibákra - úgynevezett "kozmikus húrokra" - a kozmikus mikrohullámú háttérben (CMB), az univerzum erőszakos megjelenésekor megmaradt hőnek. De egy új cikk szerint ez a bizonyíték egyszerűen túlságosan gyenge lenne ahhoz, hogy bármilyen távcső képes legyen a zaj ellen.
A kozmikus vonósok nehéz tárgyak elképzelése - mondta Oscar Hernández, a monreali McGill Egyetem fizikusa és a cikk társszerzője. De van analógjuk a világunkban.
"Sétáltál egy befagyott tavon? Észrevetted-e a befagyott tó jégén áttört repedéseket? Még mindig meglehetősen szilárd. Nincs mitől félni, de vannak repedések" - mondta Hernández a Live Science-nek
Ezek a repedések hasonló fázis-átmeneti folyamaton keresztül alakulnak ki, mint a kozmikus vonóságok.
"A jég olyan víz, amely egy fázisátmeneten ment keresztül" - mondta. "A vízmolekulák folyadékként szabadon tudtak mozogni, majd hirtelen valahol kristályokká alakulnak.… Elkezdi a lapkákat csempézni, amelyek hatszögletűek. Most képzelje el, hogy tökéletes csempékkel rendelkezik? Ha valaki a tó másik végén újra elkezdi csempézni, "alapvetően nulla esély arra, hogy a lapok felsorakoznak.
A befagyott tó felszínén a nem tökéletes találkozási helyek hosszú repedéseket képeznek. A szövetben, ahol a tér és az idő keresztezik egymást, kozmikus húrokat képeznek - ha az alapul szolgáló fizika helyes.
Az űrben, a kutatók szerint vannak olyan területek, amelyek meghatározzák az alapvető erők és részecskék viselkedését. Az univerzum első fázisú átmenetei megteremtették ezeket a mezőket.
"Lehet, hogy van egy olyan részecskéhez kapcsolódó mező, amelynek bizonyos értelemben" meg kell választania egy irányt a fagyasztáshoz és lehűtéshez ". És mivel az univerzum valóban nagy, különböző irányokat választhat az univerzum különböző részein "- mondta. "Ha ez a mező bizonyos feltételeket engedelmeskedik, akkor amikor az univerzum lehűl, folytonossági vonalak vannak, olyan energiavonalak vannak, amelyek nem tudnak lehűlni."
Ma ezek a találkozási pontok végtelenül minimális vékony energiavonalakként jelennek meg az űrben.
E kozmikus vonalok megtalálása nagy ügy lenne, mivel ezek újabb bizonyítékok lennének arra, hogy a fizika nagyobb és bonyolultabb, mint a jelenlegi modell megengedi - mondta Hernández.
Jelenleg a részecskefizika legfejlettebb elmélete, amelyet a kutatók szerint meggyőzően bebizonyítottak, Standard modell néven ismert. Ez magában foglalja az atomokat alkotó kvarkokat és elektronokat, valamint egzotikusabb részecskéket, mint például a Higg-bozon és a neutrinók.
A legtöbb fizikus szerint a standard modell hiányos. Ahogyan a Live Science korábban beszámolt, mindenféle ötlet létezik annak kibővítésére, a szuperszimmetrikus részecskéktől (azaz a "stau sleptontól") a szuperstruktúrájú elméletig - az a gondolat, hogy minden részecske és erő magyarázható apró vibrációként. , többdimenziós "karakterláncok". (Megjegyzés: A szuperstring elmélet "karakterlánca" nem ugyanaz a dolog, mint a kozmikus "karakterlánc". "Csak annyi metafora áll rendelkezésre, és a különböző területeken élő fizikusok néha újra felhasználják."
"A szokásos modell számos olyan kiterjesztése, amely az embereknek nagyon tetszik - mint például a sok szuperstring elmélet és mások - természetesen kozmikus vonásokhoz vezet az infláció után" - mondta Hernández. "Tehát amire van egy tárgy, amelyet nagyon sok modell megjósol, tehát ha nem léteznek, akkor ezeket a modelleket kizárjuk. És ha léteznek, ó istenem, az emberek boldogok."
2017 óta felmerült az érdeklődés a húrok észlelése iránt a CMB-ben. Hernández és társszerzője írásban írták, november 18-án közzétették az arXiv adatbázisban, és még nem tették közzé szakmai áttekintést.
Hernández és a quebecbeli Westmount Marianopolis Főiskola Razvan Ciuca közreműködésével a múltban azzal érvelt, hogy egy konvolúciós ideghálózat - egy erőteljes mintázatmeghatározó szoftver - lenne a legjobb eszköz a húrok CMB-jében történő bizonyításának feltárására.
Feltételezve a CMB tökéletes, zajmentes térképét, külön 2017. évi cikkben írták, hogy egy ilyen neurális hálózatot futtató számítógépnek képesnek kell lennie arra, hogy megtalálja a kozmikus vonóságokat, még akkor is, ha azok energiaszintje (vagy „feszültsége”) figyelemre méltóan alacsony.
A 2019-es új cikk áttekintésével azonban megmutatták, hogy a valóságban szinte biztosan lehetetlen elegendő CMB-adatot szolgáltatni az idegi hálózat számára ezen potenciális sorok felismerésére. Más, fényesebb mikrohullámú források elhomályosítják a CMB-t, és ezeket nehéz teljesen lebontani. Még a legjobb mikrohullámú készülékek sem tökéletesek, korlátozott felbontással és véletlenszerű ingadozással a felvételi pontosságban egyik pixelről a másikra. Úgy találták, hogy mindezek a tényezők olyan szintű információvesztést eredményeznek, amelyet a CMB nyilvántartásba vételének és elemzésének jelenlegi vagy tervezett módszereit soha nem tudják legyőzni - írták. A kozmikus vonósok vadászatának ez a módja zsákutca.
Ez azonban nem azt jelenti, hogy minden elveszett, írták.
A kozmikus vonósok vadászatának új módszere az univerzum minden irányba történő kiterjedésének mérésén alapszik az univerzum ősi részein. Ez a módszer - a 21 centiméteres intenzitás-feltérképezésnek - nem függ az egyes galaxisok mozgásának vagy a CMB pontos képeinek tanulmányozásáról - mondta Hernández. Ehelyett a hidrogénatomok távolodásának a Földtől való sebességének mérésén alapszik, a mély űr minden részén.
A 21 cm-es térképképezéshez legmegfelelőbb obszervatóriumok (azért nevezték el, mert a hidrogén 21 cm-es hullámhosszúságú elektromágneses energiát bocsát ki) még nem elérhető online. De amikor megérkeznek, a szerzők írták, reményeik vannak az adatokban a kozmikus vonóságok világosabb bizonyítékairól. Aztán, mondta Hernández, a vadászat újból megkezdődhet.
