Undele gravitaționale ar putea rezolva un mister important despre Big Bang

Multe lucruri despre universul timpuriu rămân un mister pentru noi, dar o echipă de cercetători a descoperit că undele gravitaționale ar putea deține cheia pentru a înțelege de ce Big Bang, evenimentul colosal care a dat naștere universului, a creat mai multă materie decât antimaterie.

Descoperirea a fost publicată recent în revista Physical Review Letters.

• Exoplaneta Trappist-1 b ar putea avea atmosferă, dezvăluie Telescopul Webb
• Inima celei mai vulcanice lumi din Sistemul Solar este mai solidă decât s-a crezut

Asta înseamnă că următorul deceniu ar putea dezvălui unele dintre cele mai fundamentale întrebări despre univers, scrie Interesting Engineering.

Undele gravitaționale umplu golul lăsat de antimaterie în fizică

Singurul motiv pentru care suntem aici este că într-un moment nedefinit din prima secundă a istoriei universului a fost generată mai multă materie decât antimaterie.

Materie înseamnă literalmente tot ceea ce ai văzut, ai atins și cunoscut vreodată, chiar și din cele mai îndepărtate zone ale spațiului.

Această asimetrie este atât de mare încât a fost generată doar o particulă de antimaterie la zece miliarde de particule de materie.

Problema este că, în ciuda acestui dezechilibru, teoriile actuale ale fizicienilor nu au nicio explicație. Teoriile pe care le avem sugerează de fapt că materia și antimateria ar fi trebuit create în număr egal, dar persistența oamenilor, a planetei noastre și a tuturor celorlalte din univers subliniază nevoia unei fizici mai cuprinzătoare și necunoscute.

O idee promițătoare emisă de mulți cercetători este că această asimetrie este rezultatul condițiilor de după expansiunea inițială a universului tânăr, care se petrecea incredibil de rapid.

Dacă acesta este cazul, o bucată de câmp s-ar fi putut întinde dincolo de orizonturile observabile pentru a evolua și a se fragmenta într-un mod potrivit pentru crearea unei distribuții asimetrice a materiei față de antimaterie.

Dar există o problemă în această teorie. Este greu de verificat, chiar și cu cele mai mari acceleratoare de particule din lume, deoarece energia necesară este de miliarde până la trilioane de ori mai mare decât ceea ce putem genera noi, oamenii simpli, până acum.

Dar echipa de cercetători din studiu ar fi putut găsi o cale de a ocoli acest lucru.

Dezintegrarea Q-ball creează vibrații violente în universul timpuriu

Folosind bucăți de câmp numite „Q-ball”, cercetătorii intenționează să analizeze această ipoteză populară a unui univers timpuriu în expansiune rapidă care provoacă o asimetrie.

Particulele Q-ball nu sunt simple, dar seamănă mult cu bosonii sau cu bosonul Higgs.

„O particulă Higgs există atunci când câmpul Higgs este excitat. Dar câmpul Higgs poate face alte lucruri, cum ar fi să formeze bulgări”, a spus Graham White, cercetător al proiectului la Kavli IPMU, care este și autorul principal al studiului.

Dacă aveți un câmp care seamănă foarte mult cu câmpul Higgs, dar are un fel de sarcină – nu o sarcină electrică, ci o sarcină de un oarecare tip – atunci bulgărul are sarcina ca o particulă. Deoarece sarcina nu poate dispărea pur și simplu, câmpul trebuie să decidă dacă să fie în particule sau bulgări”, a adăugat cercetătorul.

„Dacă necesită o energie mai mică să fie în bulgări decât în particule, atunci câmpul va face asta. O grămadă de bulgări care se coagulează împreună vor forma un Q-ball”, a adăugat White.

White și colegii săi au susținut că aceste bucăți de câmpuri (sau Q-ball) rămân pentru o perioadă și apoi se diluează mai lent decât „supa de fundal de radiații pe măsură ce universul se extinde până când, în cele din urmă, cea mai mare parte a energiei din univers se află în acești bulgări”.

„Între timp, ușoare fluctuații ale densității supei de radiații încep să crească atunci când acești bulgări domină”, iar când atunci când Q-ball se dezintegrează, se întâmplă atât de repede încât vibrațiile rezultate din plasma de fundal se transformă în unde sonore violente care creează „unde spectaculoase în spațiu și timp, cunoscute sub numele de unde gravitaționale, care ar putea fi detectate în următoarele câteva decenii”, explică cercetătorii.

Asta înseamnă că noua descoperire cu privire la undele gravitaționale ne aduce mai aproape de condițiile universului foarte timpuriu. Și ar putea oferi un răspuns la asimetria permanentă dintre materie și antimaterie.

Vă recomandăm să citiți și:

Fizicienii au creat o tornadă învolburată de atomi și primul fascicul de vortex atomic

O nouă categorie de exoplanete ar putea dezvălui civilizații extraterestre

Cercetătorii chinezi au obținut șablonul complet al supernovei de tip la

Astronomii au surprins, pentru prima dată, o Gaura Neagră în timp ce a „clipit”