Un nou studiu poate ajuta la răspunsul unuia dintre cele mai mari mistere ale universului: De ce există mai multă materie decât antimaterie? Răspunsul acesta, la rândul său, ar putea explica de ce există de la atomi până la găuri negre.
În urmă cu miliarde de ani, la scurt timp după Big Bang, inflația cosmică a întins sămânța minusculă a universului nostru și a transformat energia în materie. Fizicienii cred că inflația a creat inițial aceeași cantitate de materie și antimaterie, care se anihilează reciproc la contact. Dar atunci s-a întâmplat ceva care a înclinat cântarul în favoarea materiei, permițând să apară tot ceea ce putem vedea și atinge - și un nou studiu sugerează că explicația este ascunsă în onduleuri foarte ușoare în spațiu-timp.
„Dacă ați începe doar cu o componentă egală între materie și antimaterie, ați ajunge să nu aveți nimic”, deoarece antimateria și materia au o taxă egală, dar opusă, a declarat autorul studiului principal Jeff Dror, un cercetător postdoctoral la Universitatea din California , Berkeley și cercetător în fizică la Laboratorul Național Lawrence Berkeley. „Totul s-ar anihila pur și simplu”.
Evident, totul nu s-a anihilat, dar cercetătorii nu sunt siguri de ce. Răspunsul ar putea implica particule elementare foarte ciudate, cunoscute sub numele de neutrini, care nu au sarcină electrică și pot acționa ca materie sau antimaterie.
O idee este că la aproximativ un milion de ani de la Big Bang, universul s-a răcit și a trecut printr-o tranziție de fază, un eveniment similar cu modul în care apa clocotită transformă lichidul în gaz. Această schimbare de fază a determinat ca neutrinii în descompunere să creeze mai multă materie decât antimaterie cu o „cantitate mică, mică”, a spus Dror. Dar „nu există moduri foarte simple - sau aproape nicio modalitate - de a înțelege și de a înțelege dacă aceasta a avut loc de fapt în universul timpuriu”.
Dar Dror și echipa sa, prin modele și calcule teoretice, au descoperit o modalitate prin care am putea fi capabili această tranziție de fază. Aceștia au propus că schimbarea ar fi creat fire de energie extrem de lungi și extrem de subțiri numite „șiruri cosmice” care încă mai păstrează universul.
Dror și echipa sa și-au dat seama că aceste șiruri cosmice ar crea, cel mai probabil, ondulări foarte ușoare în spațiu-timp numite unde gravitaționale. Detectează aceste unde gravitaționale și putem descoperi dacă această teorie este adevărată.
Cele mai puternice valuri gravitaționale din universul nostru apar atunci când se întâmplă o supernova sau o explozie de stele; când două stele mari orbitează între ele; sau când două găuri negre se contopesc, conform NASA. Dar undele gravitaționale propuse cauzate de șirurile cosmice ar fi mult mai minore decât cele pe care instrumentele noastre le-au detectat înainte.
Cu toate acestea, când echipa a modelat această tranziție faza ipotetică în diferite condiții de temperatură care ar fi putut să apară în timpul acestei tranziții de fază, au făcut o descoperire încurajatoare: în toate cazurile, șirurile cosmice ar crea valuri gravitaționale care ar putea fi detectate de viitoarele observatoare, cum ar fi Antena spațială cu interferometru laser (LISA) a Agenției Spațiale Europene și a propus observatorul Big Bang și observatorul Agenției de explorare aerospațială din Japonia, Interferometrul cu valuri gravitaționale (DECIGO).
"Dacă aceste șiruri sunt produse la scări de energie suficient de mari, ele vor produce într-adevăr unde gravitaționale care pot fi detectate de observatoarele planificate", a spus Live Science Tanmay Vachaspati, un fizician teoretic al Universității de Stat din Arizona, care nu a făcut parte din studiu.
Rezultatele au fost publicate pe 28 ianuarie în revista Physical Review Letters.
Nota editorului: Această poveste a fost actualizată pentru a corecta organizațiile responsabile de LISA. Este condus de Agenția Spațială Europeană, nu de NASA, care este colaborator la proiect.
