На шляху до відкриття нової фізики: вчені виявили надхолодний секрет Великого вибуху

Минулого року фізики вперше виявили ледь помітний низькочастотний фоновий гул гравітаційних хвиль у Всесвіті. Спочатку вчені припустили, що він пов'язаний із фазовим переходом, що виник незабаром після Великого вибуху. Але нове дослідження, опубліковане в журналі Physical Review Letters, ставить під сумнів це припущення, пише Space.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Автори дослідження кажуть, що спочатку передбачалося, що виявлені низькочастотні гравітаційні хвилі виникли з відомого фазового переходу, що стався майже відразу після Великого вибуху. Цей перехід створив маси всіх відомих фундаментальних частинок.

Фазові переходи являють собою раптову зміну властивостей речовини, які виникають, коли ця речовина досягає критичної температури. Наприклад, фазовим переходом є перетворення води на лід при зниженні температури. Існують також надхолодні фазові переходи. Якщо говорити про воду, то вона затримується в рідкому стані та сповільнюється її перетворення на лід.

Багато фізиків вважають, що фазовий перехід першого порядку стався на самому початку існування Всесвіту. І він викликав запуск гравітаційних хвиль або пульсацій у тканині простору-часу, які можна використовувати для визначення умов, що існували під час першої епохи швидкого розширення космосу або космічної інфляції.

Згідно з теорією відносності Ейнштейна, коли об'єкти, що мають масу і спотворюють простір-час, починають прискорюватися, то вони створюють гравітаційні хвилі. Якщо такі об'єкти мають значну масу, наприклад, чорні діри та нейтронні зірки, то під час їхнього зіткнення випускаються дуже сильні гравітаційні хвилі, які можуть фіксувати вчені.

Гравітаційні хвилі, як і електромагнітне випромінювання, мають різні частоти. Високочастотні гравітаційні хвилі, більш енергійні, ніж низькочастотні. Минулого року фізики виявили гравітаційні хвилі, які мають нижчу частоту, ніж ті, що спостерігаються під час злиття надмасивних чорних дір і нейтронних зірок. Це означає, що має існувати інше джерело низькочастотних гравітаційних хвиль. Автори нового дослідження вважають, що цим джерелом є надхолодний фазовий перехід, що виник одразу після Великого вибуху.

Але є одна проблема. Такий перехід був би трохи несподіваними в період швидкої космічної інфляції, викликаної Великим вибухом. За словами фізиків, ці повільні переходи будуть насилу завершуватися, оскільки швидкість переходу нижча за швидкість розширення Всесвіту. Навіть якщо швидкість збільшиться і це допоможе переходу завершитися, гравітаційні хвилі збільшать частоту.

Автори дослідження кажуть, що, якщо ці гравітаційні хвилі справді виникли з фазового переходу першого порядку, то має існувати якась нова фізика, про яку поки що нічого невідомо. Науковці вважають, що потрібні додаткові дослідження, адже краще розуміння першого фазового переходу допоможе знайти відповіді на найфундаментальніші питання про походження Всесвіту.

Як уже писав Фокус, безмежну енергію можна отримати з пожирача матерії на орбіті, вважає відомий фізик. Найімовірніше, такий генератор енергії земляни не зможуть створити в найближчому майбутньому, але більш розвинена позаземна цивілізація могла це зробити.

Також Фокус писав про те, що під час експериментів фізики виявили новий стан матерії при дуже низькій температурі і дуже сильному магнітному полі.