Μπορεί να υπάρχουν ρωγμές στο διάστημα, αλλά τα τηλεσκόπια της ανθρωπότητας δεν μπορούν να τα δουν.
Οι ρωγμές, αν υπάρχουν, είναι παλιές - υπολείμματα μιας εποχής λίγο μετά τη Μεγάλη Έκρηξη όταν το σύμπαν είχε μόλις μετατοπιστεί από ένα θερμότερο, πιο εξωγήινο κράτος στο πιο δροσερό, πιο οικείο που βλέπουμε σήμερα. Αυτό το σπουδαίο δροσερό, που οι φυσικοί ονομάζουν "μετάβαση φάσης", άρχισε νωρίτερα σε ορισμένα μέρη από άλλους, η θεωρία πηγαίνει. Οι φυσαλίδες του ψυχρότερου σύμπαντος σχηματίστηκαν και εξαπλώθηκαν, ανθίζοντας σε όλο το διάστημα μέχρι να συναντήσουν άλλες φυσαλίδες. Τελικά, όλο το διάστημα μεταφέρθηκε και το παλιό σύμπαν εξαφανίστηκε.
Αλλά αυτή η παλιά, υψηλής ενέργειας κατάσταση θα μπορούσε να έχει ζήσει στα σύνορα μεταξύ των φυσαλίδων, ρωγμές στο ύφασμα του χωροχρόνου όπου αυτές οι περιοχές ψύξης συναντήθηκαν και δεν ταιριάζουν απόλυτα μαζί. Ορισμένοι φυσικοί πιστεύουν ότι θα μπορούσαμε ακόμα να δούμε στοιχεία των ρωγμών ή ελαττωμάτων - γνωστών ως "κοσμικές χορδές" - στο κοσμικό μικροκυματικό υπόβαθρο (CMB), τη θερμότητα που απομένει από τη βίαιη εμφάνιση του σύμπαντος. Αλλά σύμφωνα με μια νέα δημοσίευση, τα στοιχεία αυτά θα ήταν απλά πολύ λιποθυμητικά για οποιοδήποτε τηλεσκόπιο που θα μπορούσε ποτέ να διαλέξει τον θόρυβο.
Οι κοσμικές χορδές είναι δύσκολα αντικείμενα για να φανταστούμε, δήλωσε ο Oscar Hernández, φυσικός στο Πανεπιστήμιο McGill στο Μόντρεαλ και συν-συγγραφέας της εφημερίδας. Αλλά έχουν αναλόγους στον κόσμο μας.
"Έχετε περπατήσει σε μια παγωμένη λίμνη;" "Έχετε παρατηρήσει ρωγμές που κρέμονται από τον κατεψυγμένο πάγο της λίμνης;" "Είναι ακόμα αρκετά στερεό, δεν υπάρχει τίποτα να φοβηθεί, αλλά υπάρχουν ρωγμές", δήλωσε ο Hernández σε Live Science
Αυτές οι ρωγμές σχηματίζονται μέσω μίας παρόμοιας διαδικασίας μετάβασης φάσης με τις κοσμικές χορδές.
«Ο πάγος είναι νερό που έχει περάσει από μια φάση μετάβασης», είπε. "Τα μόρια του νερού ήταν ελεύθερα να μετακινούνται ως υγρό και στη συνέχεια ξαφνικά, κάπου, αρχίζουν να σχηματίζονται σε ένα κρύσταλλο ... Αρχίζει να πλακάται σε κεραμίδια, τα οποία είναι εξάγωνα. Τώρα, φανταστείτε να έχετε πλακίδια τέλεια εξάγωνα και πλακάκια με αυτό.Αν κάποιος στο άλλο άκρο της λίμνης αρχίσει να πλακάται πάλι, "υπάρχει ουσιαστικά μηδενική πιθανότητα ότι τα κεραμίδια σας θα ευθυγραμμιστούν.
Ατελείς θέσεις συνάντησης σε μια κατεψυγμένη επιφάνεια της λίμνης σχηματίζουν μεγάλες ρωγμές. Στο ύφασμα όπου διασταυρώνονται χώρος και χρόνος, σχηματίζουν κοσμικές χορδές - εάν η υποκείμενη φυσική είναι σωστή.
Στο διάστημα, οι ερευνητές πιστεύουν ότι υπάρχουν πεδία που καθορίζουν τη συμπεριφορά των θεμελιωδών δυνάμεων και σωματιδίων. Οι πρώτες μεταβάσεις φάσης του σύμπαντος έφεραν αυτά τα πεδία.
"Θα μπορούσε να υπάρχει ένα πεδίο που σχετίζεται με κάποιο σωματίδιο που πρέπει, κατά μία έννοια, να" πάρει μια κατεύθυνση για να παγώσει και να κρυώσει ". Και δεδομένου ότι το σύμπαν είναι πραγματικά μεγάλο, θα μπορούσε να πάρει διαφορετικές κατευθύνσεις σε διάφορα μέρη του σύμπαντος ", είπε. "Τώρα, αν αυτό το πεδίο υπακούει σε συγκεκριμένες συνθήκες ... τότε όταν το σύμπαν δροσιάσει θα υπάρξουν γραμμές ασυνέχειας, θα υπάρξουν γραμμές ενέργειας που δεν μπορούν να κρυώσουν".
Σήμερα, αυτά τα σημεία συνάντησης θα εμφανίζονται ως απεριόριστα λεπτά γραμμές ενέργειας μέσω του διαστήματος.
Η εύρεση αυτών των κοσμικών συμβολοσειρών θα ήταν μεγάλη υπόθεση επειδή θα ήταν άλλο ένα στοιχείο που αποδεικνύει ότι η φυσική είναι μεγαλύτερη και πιο περίπλοκη από ό, τι επιτρέπει το σημερινό μοντέλο, δήλωσε ο Χέρντεντεζ.
Αυτή τη στιγμή, η πιο προηγμένη θεωρία της σωματιδιακής φυσικής που θεωρούν οι ερευνητές έχει αποδειχθεί αδιαμφισβήτητα είναι γνωστή ως το πρότυπο μοντέλο. Περιλαμβάνει τα κουάρκ και τα ηλεκτρόνια που απαρτίζουν τα άτομα, καθώς και πιο εξωτικά σωματίδια όπως το μποζόνιο Higgs και τα νετρίνα.
Ωστόσο, οι περισσότεροι φυσικοί πιστεύουν ότι το πρότυπο μοντέλο είναι ελλιπές. Όπως έχει ήδη αναφέρει η Live Science, υπάρχουν πάρα πολλές ιδέες για το πώς να επεκταθεί σε αυτό, από τα υπερσυμμετρικά σωματίδια (δηλαδή το "stau slepton") μέχρι τη θεωρία των υπερσυμμάτων - την ιδέα ότι όλα τα σωματίδια και οι δυνάμεις μπορούν να εξηγηθούν ως δονήσεις μικροσκοπικών , πολυδιάστατες "χορδές". (Σημείωση: Οι "χορδές" της θεωρίας υπερσύγχρονης δεν είναι το ίδιο είδος με τις κοσμικές "χορδές". Υπάρχουν μόνο τόσες πολλές μεταφορές διαθέσιμες και μερικές φορές φυσικοί σε διαφορετικά πεδία επαναχρησιμοποιούν ένα).
"Πολλές επεκτάσεις του Τυποποιημένου Μοντέλου που οι άνθρωποι πραγματικά συμπαθούν - όπως πολλές θεωρίες σούπερ χορδών και άλλες - φυσικά οδηγούν σε κοσμικές χορδές μετά τον πληθωρισμό", δήλωσε ο Χέρναντεζ. "Έτσι, αυτό που έχουμε είναι ένα αντικείμενο που προβλέπεται από πολλά μοντέλα, οπότε αν δεν υπάρχουν τότε όλα αυτά τα μοντέλα αποκλείονται. Και αν υπάρχουν, oh ο θεός μου, οι άνθρωποι είναι ευτυχισμένοι".
Από το 2017, υπήρξε έντονο ενδιαφέρον να προσπαθήσουμε να εντοπίσουμε χορδές στο CMB, ο Ηρνάδεζς και ο συν-συγγραφέας του έγραψαν στο έγγραφό τους, που δημοσιεύθηκε στις 18 Νοεμβρίου στη βάση δεδομένων arXiv και δεν έχουν ακόμα αξιολογηθεί.
Ο Hernandez, μαζί με τον Razvan Ciuca του Κολλεγίου Marianopolis στο Westmount του Κεμπέκ, υποστήριζαν στο παρελθόν ότι ένα συνελικτικό νευρωνικό δίκτυο - ένα ισχυρό λογισμικό εύρεσης προτύπων - θα ήταν το καλύτερο εργαλείο για την επισήμανση των συμβολοσειρών της CMB.
Υποθέτοντας έναν τέλειο, χωρίς θόρυβο χάρτη του CMB, έγραψαν σε ξεχωριστό χαρτί 2017, ένας υπολογιστής που τρέχει αυτό το είδος νευρωνικού δικτύου θα πρέπει να είναι σε θέση να βρει κοσμικές χορδές ακόμα και αν τα ενεργειακά τους επίπεδα (ή "ένταση") είναι αξιοσημείωτα χαμηλά.
Αλλά επανεξετάζοντας το θέμα σε αυτό το νέο έγγραφο του 2019, έδειξαν ότι στην πραγματικότητα είναι σχεδόν βέβαιο ότι είναι αδύνατο να παρέχονται αρκετά καθαρά δεδομένα CMB για το νευρικό δίκτυο για να ανιχνεύσουν αυτές τις πιθανές χορδές. Άλλες, φωτεινότερες πηγές μικροκυμάτων καλύπτουν το CMB και είναι δύσκολο να αποπροσανατολιστούν πλήρως. Ακόμα και τα καλύτερα όργανα μικροκυμάτων είναι ατελής, με περιορισμένη ανάλυση και τυχαίες διακυμάνσεις στην ακρίβεια καταγραφής τους από το ένα εικονοκύτταρο στο επόμενο. Όλοι αυτοί οι παράγοντες και περισσότεροι, διαπίστωσαν, προσθέτουν ένα επίπεδο απώλειας πληροφοριών που δεν θα μπορεί ποτέ να ξεπεραστεί καμία τρέχουσα ή προγραμματισμένη μέθοδος καταγραφής και ανάλυσης του CMB, έγραψαν. Αυτή η μέθοδος κυνήγι των κοσμικών χορδών είναι αδιέξοδο.
Αυτό δεν σημαίνει ότι όλα χάνονται, όμως, έγραψαν.
Μια νέα μέθοδος για το κυνήγι κοσμικών χορδών βασίζεται σε μετρήσεις της επέκτασης του σύμπαντος σε όλες τις κατευθύνσεις κατά μήκος των αρχαίων τμημάτων του σύμπαντος. Αυτή η μέθοδος - η οποία ονομάζεται χαρτογράφηση έντασης 21 εκατοστών - δεν βασίζεται στη μελέτη των κινήσεων των μεμονωμένων γαλαξιών ή σε ακριβείς εικόνες του CMB, δήλωσε ο Χέρντεντεζ. Αντ 'αυτού, βασίζεται σε μετρήσεις της ταχύτητας με την οποία τα άτομα υδρογόνου απομακρύνονται από τη Γη, κατά μέσο όρο, σε όλα τα μέρη του βαθιού χώρου.
Τα καλύτερα παρατηρητήρια για χαρτογράφηση 21 cm (που ονομάζεται έτσι επειδή το υδρογόνο εκπέμπει ηλεκτρομαγνητική ενέργεια με αποκαλυπτικό μήκος κύματος 21 cm) δεν είναι ακόμη συνδεδεμένα. Αλλά όταν φτάνουν, οι συγγραφείς έγραψαν, υπάρχει η ελπίδα για σαφέστερες ενδείξεις κοσμικών χορδών στα δεδομένα τους. Και τότε, είπε ο Χερνάντεζ, το κυνήγι μπορεί να ξεκινήσει εκ νέου.
