Поиск космических струн откладывается, но учёные не теряют надежды
Трещины, если они существуют, стары. Они, вероятно, могли появиться вскоре после Большого Взрыва, когда Вселенная только начала охлаждаться. Согласно теории «фазового перехода», который физики называют «охлаждением», этот процесс в некоторых местах вселенной начался раньше, чем в других. Части более холодной вселенной распространились по всему пространству, охлаждая его и встречаясь с другими остывшими областями. В конце концов, всё пространство изменилось, а старая Вселенная исчезла.
Но то старое, высокоэнергетическое состояние могло сохраниться на границах этих медленно распространявшихся остывших частей, в ткани пространства-времени, где встречающиеся друг с другом области остывшей вселенной неидеально состыковались, сохраняя между собой своеобразный барьер из старой Вселенной.
Некоторые физики считают, что мы всё ещё можем увидеть следы этих трещин или дефектов, известных как «космические струны», которые представляют собой особый вид вещества, объединяющий электромагнитные, слабые и ядерные взаимодействия воедино.
Оскар Эрнандес, физик Монреальского университета Макгилла, пояснил, что космические струны трудно себе представить. Нагляднее всего, по его мнению, будет вообразить прогулку по замёрзшему озеру, в толще льда которого видны трещины. Их много, их можно увидеть, но беспокоиться не о чем. Они просто есть. Автор подчёркивает, что эти трещины образуются в процессе, аналогичном фазовому переходу, как и космические струны.
«Лёд — это вода, которая прошла через фазовый переход. Молекулы воды свободно двигались как жидкость, а потом вдруг, где-то они начинают формироваться в кристаллы в форме шестиугольников. Теперь представьте себе, что у вас есть много шестиугольной плитки, которую вы начитаете ровненько выкладывать на поверхности озера. Но если кто-то на другом конце озера тоже начнёт укладывать такую же плитку, вероятность того, что ваши с ним края кладки идеально совпадут, практически равна нулю. И вот в местах этих неровных стыков на поверхности озера как раз и образуются трещины. Подобно им могут возникать и космические струны, своеобразные одномерные «складки» в местах пересечения времени и пространства» — пояснил физик.
Обнаружение космических струн будет иметь для науки большое значение, поскольку они станут ещё одним доказательством того, что физика больше и сложнее, чем позволяет её представить нынешняя модель. Наиболее продвинутая теория физики частиц, которая, по мнению исследователей, была окончательно доказана, известна как Стандартная модель. Он включает в себя кварки и электроны, составляющие атомы, а также более экзотические частицы, такие как бозон Хиггса и нейтрино.
Ранее Эрнандес и его коллега Разван Чука из колледжа Марианополиса были убеждены, что сложная нейронная сеть будет лучшим инструментом для обнаружения признаков наличия струн. Этому они посвятили одну из своих публикаций от 2017 года, в которой отметили, что нейронная сеть должна обнаружить космические струны, даже если их энергетический уровень является очень низким. Однако, двумя годами позднее они опровергли свои догадки, объяснив, что не смогут предоставить нейросети достаточно данных для поиска. Кроме того, никакие существующие методы анализа космического микроволнового фонового излучения также не помогут их обнаружить.
Новый метод поиска космических струн может быть основан на измерениях расширения Вселенной во всех направлениях. Этот метод, называемый 21-сантиметровым картированием интенсивности, основан на измерениях скорости, с которой атомы водорода удаляются от Земли во все части дальнего космоса. Лучшие обсерватории для 21-сантиметрового картирования (они называются так потому что водород испускает электромагнитную энергию с длиной волны 21 см) ещё не введены в эксплуатацию. Но когда произойдёт, появится надежда на то, что с их помощью доказательства наличия космических струн отыскать всё же удастся.
Источник
Полный текст статьи читайте на Компьютерра
