Что произошло в первую секунду Вселенной: ученые придумали, как это выяснить

Ученые изучают ранние процессы в истории Вселенной и считают, что гравитационные волны могут помочь понять загадочный «односекундный пробел» между космической инфляцией и первичным нуклеосинтезом.

Ученые продолжают искать ответы на вопросы о ранних процессах в истории Вселенной. Существует так называемый «односекундный пробел» в знаниях о ее эволюции, который остается неясным.

За более чем сто лет были сделаны два выдающихся открытия, подтверждающих теорию Большого взрыва. В 1968 году ученые обнаружили реликтовое излучение, а в 2015 году — гравитационные волны. Эти открытия значительно обогатили наше понимание истории Вселенной, но ранние мгновения ее существования до сих пор не изучены. Авторы нового исследования предполагают, что гравитационные волны помогут заполнить этот пробел.

Согласно теории Большого взрыва, после рождения Вселенной в первые минуты происходили две стадии ее эволюции. Первая — космическая инфляция, когда Вселенная стремительно расширялась, и вторая — первичный нуклеосинтез, когда начали формироваться первые атомы. Однако промежуток между окончанием космической инфляции и началом нуклеосинтеза длится 1 секунду, и о нем физикам ничего не известно.

Видеть, что происходило в этот короткий период, сложно, поскольку он был непрозрачным для электромагнитных волн. Температура во Вселенной могла снизиться на 22 порядка за одну секунду, и понимание этого процесса имеет ключевое значение для изучения первичного нуклеосинтеза и формирования известной нам Вселенной.

Авторы исследования считают, что гравитационные волны могут проникнуть в этот загадочный промежуток времени. Это позволит ученым исследовать дисбаланс между материей и антиматерией и скорость расширения Вселенной в этот момент. Однако для этого требуется новый набор научных инструментов.

После официального обнаружения гравитационных волн у физиков появилось множество идей для их дальнейшего изучения. Исследователи предложили создать более продвинутые лазерные интерферометры, превосходящие LIGO, который использовался для первичного открытия гравитационных волн. Устройства разместят как на Земле, так и в космосе, чтобы изучать как низкочастотные, так и высокочастотные гравитационные волны.

С новыми инструментами ученые смогут увидеть фон гравитационных волн, аналогичный реликтовому излучению, поскольку он является остатком начальной фазы существования Вселенной. Этот фон может содержать информацию о гравитационных волнах, которые помогут изучить начало Вселенной.

Авторы исследования предполагают, что гравитационные волны могут отражать мощные события, происходившие во время загадочной одной секунды. Эти волны возникли из-за столкновений оболочек, окружающих раннюю горячую материю. Кроме того, физики считают, что гравитационные волны могли образоваться в результате топологических дефектов или разрывов в пространстве-времени.

Источник: hightech.fm