Gravitációs hullámokkal oldhatják meg az ősrobbanás rejtélyét
Az új elmélet hatására a fizika tudománya gyakorlatilag a forradalom küszöbére került.
Twenty20
A korai világegyetem rengeteg misztikumot rejt magában, egy kutatócsoport azonban felfedezte, hogy a gravitációs hullámok jelenthetik a kulcsot annak megértéséhez, hogy a világegyetemet elindító, elképzelhetetlenül hatalmas energiákat felszabadító ősrobbanás miért hozott létre több anyagot, mint antianyagot, ez pedig azt jelenti, hogy az elkövetkező évtizedben választ kaphatunk az univerzummal kapcsolatos legalapvetőbb kérdésekre.
Csakis azért létezik az emberiség és a teljes kozmosz, mert az univerzum történetének első másodpercében egy meghatározatlan pillanatban több anyag keletkezett, mint antianyag. Az aszimmetria olyan hatalmas, hogy tízmilliárd anyagrészecskére csak egyetlen plusz antianyag-részecske jutott.
A probléma az, hogy az egyensúlytalanságnak ellenére a fizikusok jelenlegi elméleteire nincs magyarázat. Az eddigi hipotézisek tulajdonképpen azt sugallják, hogy az anyagnak és az antianyagnak egyenlő számban kellett volna létrejönnie, ám a valóságban ez koránt sincs így, ezért is szükséges egy új fizikai törvényszerűséget megalkotni – olvasható a Physical Review Letters tudományos folyóiratban közzétett tanulmányban.
Az egyik ígéretes elképzelés szerint az aszimmetria a fiatal univerzum tágulása utáni körülmények eredménye – ha ez valóban így van, akkor egy óriási folt keletkezhetett a megfigyelhető horizonton, amely úgy fejlődött és fragmentálódott, hogy alkalmas lett az anyag-antianyag aszimmetrikus eloszlásának kialakítására.
Van azonban egy bökkenője ennek az elméletnek: még a világ legnagyobb részecskegyorsítóival is nehéz igazolni, mivel a szükséges energia több milliárdszor, akár trilliószor nagyobb, mint amit mi, emberek képesek vagyunk előállítani.
A kutatók „Q-gömböknek” nevezett térbeli pacák segítségével tervezik elemezni a szóban forgó teóriát, miszerint a gyorsan táguló korai univerzum aszimmetriát okoz. A Q-gömbök korántsem rendelkeznek egyszerű felépítéssel, nagyon hasonlítanak a bozonokhoz és a Higgs-bozonokhoz.
„Egy Higgs-részecske akkor létezik, ha a Higgs-mező gerjesztett állapotba kerül. A Higgs-mező más dolgokra is képes, például csomót (Q-gömböt) alkothat. Ha van egy olyan mező, amely nagyon hasonlít a Higgs-mezőre, és rendelkezik valamilyen töltéssel, akkor gyakorlatilag részecske-tulajdonsággal bírhat. Mivel a töltés nem tűnhet el csak úgy, a mezőnek el kell döntenie, hogy részecskékben vagy csomókban létezzen” – magyarázta Graham White, a Kavli IPMU projekt kutatója, aki egyben a tanulmány vezető szerzője.
White és kollégái azzal érveltek, hogy ezek a csomók (vagy Q-gömbök) egy ideig megmaradnak, majd lassabban hígulnak a világegyetem tágulásával párhuzamosan, mint a háttérsugárzásból álló keverék. Mindeközben a sugárzás sűrűségében enyhe ingadozások jönnek létre, amikor az ominózus Q-gömbök dominálnak, ezáltal a háttérplazmában keletkező rezgések heves frekvenciákká alakulnak át, amelyek látványos hullámzásokat alakítanak ki a térben és az időben – ezeket hívjuk gravitációs hullámoknak.
