Гравитационные волны помогут понять, как Вселенная избежала самоуничтожения
Почему всё вещество Вселенной не было уничтожено в столкновении с антивеществом? Возможно, его спасли таинственные частицы и космические струны. Исследователи уверены, что разобраться в ситуации помогут гравитационные волны.
Почему всё вещество Вселенной не было уничтожено в столкновении с антивеществом? Найти ответ помогут гравитационные волны, уверены исследователи. Работа гравитационных детекторов позволит проверить заманчивую гипотезу, в которой Вселенная была спасена благодаря ещё не открытым частицам и космическим струнам.
Как известно, когда частица сталкивается со своей античастицей, они обе превращаются в излучение. Между тем в первые мгновения после Большого взрыва объём пространства был невелик, и столкновения частиц должны были происходить часто. Будь материи и антиматерии ровно поровну, они взаимно уничтожились бы.
Вероятно, вещества почему-то образовалось больше, чем антивещества, предполагают учёные. Соответственно, антиматерии просто не хватило, чтобы полностью уничтожить свою "сестру". Из того, что осталось, состоит всё вокруг и мы сами.
Но почему возник избыток материи? Космологи не первое десятилетие ломают голову над этой проблемой.
Одна из гипотез предполагает существование ещё не открытой частицы - стерильного нейтрино. Считается, что подобные нейтрино чаще распадаются на частицы материи, нежели антиматерии. Если так, то все мы состоим из "осколков" древних стерильных нейтрино.
Однако существует ли такая частица на самом деле? Учёные хотели бы проверить это, инициировав её рождение. Но для этого потребуется ускоритель на много порядков мощнее Большого адронного коллайдера. Поэтому физики вынуждены искать менее затратные способы.
Новый многообещающий метод предложен в научной статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters физиками из Японии, США и Канады.
В модели, предполагающей создание избытка вещества за счёт стерильных нейтрино, есть важная деталь. В процессе участвуют так называемые космические струны. Это своего рода дефекты формы пространства-времени. Их можно представлять себе как очень длинные, тонкие и тяжёлые нити.
Согласно этой теории, в первые мгновения жизни Вселенной образовалась целая сеть космических струн. Их колебания должны были порождать гравитационные волны. Вот эти-то волны и предлагается искать.
Как поясняют авторы, гравитационная волна, порождённая колебаниями струн, будет сильно отличаться от волны, вызванной столкновением чёрных дыр или другим известным астрофизическим процессом. Так что распознать подобный сигнал не составит большого труда, если детекторы будут достаточно чувствительны, чтобы уловить его.
По расчётам экспертов, подобные наблюдения окажутся по силам проектируемым космическим инструментам LISA, BBO и DECIGO.
К слову, ранее "Вести.Наука" писали о другом исследовании, призванном выяснить роль нейтрино в "спасении материи". Также мы рассказывали о том, как гравитационные волны можно использовать для поисков скрытых измерений пространства.