قد تساعد دراسة جديدة في الإجابة على أحد أكبر أسرار الكون: لماذا يوجد مادة أكثر من المادة المضادة؟ هذا الجواب ، بدوره ، يمكن أن يفسر سبب وجود كل شيء من الذرات إلى الثقوب السوداء.
قبل مليارات السنين ، بعد الانفجار العظيم بقليل ، امتد التضخم الكوني البذور الصغيرة لكوننا وحول الطاقة إلى مادة. يعتقد الفيزيائيون أن التضخم في البداية خلق نفس الكمية من المادة والمادة المضادة ، التي تقضي على بعضها البعض عند الاتصال. ولكن بعد ذلك حدث شيء ما دفع المقاييس لصالح المادة ، مما سمح لكل شيء يمكننا رؤيته ولمسه بالظهور - وتشير دراسة جديدة إلى أن التفسير مخفي في تموجات طفيفة للغاية في الزمكان.
قال جيف درور ، مؤلف الدراسة الرئيسي في جامعة كاليفورنيا: "إذا بدأت للتو بمكون متساوٍ من المادة والمادة المضادة ، فسينتهي بك الأمر مع عدم وجود أي شيء" ، لأن المادة المضادة والمادة لها شحنة متساوية ولكن معاكسة. ، بيركلي ، وباحث في الفيزياء في مختبر لورانس بيركلي الوطني. "كل شيء سيبيد فقط."
من الواضح أن كل شيء لم يبدد ، لكن الباحثين غير متأكدين من السبب. قد تشتمل الإجابة على جسيمات أولية غريبة جدًا تعرف باسم النيوترينوات ، والتي لا تحتوي على شحنة كهربائية ويمكن أن تكون بمثابة مادة أو مادة مضادة.
فكرة واحدة هي أنه بعد حوالي مليون سنة من الانفجار العظيم ، تبريد الكون وخضع لانتقال طوري ، وهو حدث مشابه لكيفية تحويل الماء المغلي السائل إلى غاز. وقال درور إن هذا التغيير في المرحلة دفع بالنيوترينات المتحللة إلى تكوين مادة أكثر من المادة المضادة بواسطة "كمية صغيرة وصغيرة". ولكن "لا توجد طرق بسيطة للغاية - أو أي طرق تقريبًا - للتحقيق وفهم ما إذا كان قد حدث بالفعل في الكون المبكر".
لكن درور وفريقه ، من خلال النماذج والحسابات النظرية ، توصلوا إلى طريقة قد نتمكن من رؤية هذه المرحلة الانتقالية. واقترحوا أن التغيير كان سيخلق خيوطًا طويلة جدًا ورفيعة جدًا من الطاقة تسمى "سلاسل كونية" لا تزال تعم الكون.
أدرك درور وفريقه أن هذه الأوتار الكونية ستخلق على الأرجح تموجات طفيفة جدًا في الزمكان تسمى موجات الجاذبية. اكتشف هذه الموجات التثاقلية ، ويمكننا اكتشاف ما إذا كانت هذه النظرية صحيحة.
تحدث أقوى موجات الجاذبية في كوننا عندما يحدث انفجار مستعر أعظم أو نجم. عندما يدور نجمان كبيران حول بعضهما البعض ؛ أو عندما يندمج ثقبان أسودان ، وفقًا لوكالة ناسا. لكن موجات الجاذبية المقترحة التي تسببها الأوتار الكونية ستكون أصغر بكثير من تلك التي اكتشفتها أدواتنا من قبل.
ومع ذلك ، عندما قام الفريق بوضع نموذج لهذا التحول الافتراضي في المرحلة تحت ظروف درجة حرارة مختلفة يمكن أن تحدث خلال هذه المرحلة ، قاموا باكتشاف مشجع: في جميع الحالات ، ستخلق الأوتار الكونية موجات جاذبية يمكن اكتشافها من قبل المراصد المستقبلية ، مثل اقترحت وكالة الفضاء الأوروبية (LISA) هوائي الفضاء بالليزر (LISA) واقترح مراقب الانفجار الكبير ومرصد الموجات التداخلية ديجي هيرتز التابع لوكالة استكشاف الفضاء اليابانية (DECIGO).
وقال الفيزيائي النظري بجامعة ولاية أريزونا تانماي فاتشاباتي ، الذي لم يكن جزءًا من الدراسة ، لـ Live Science: "إذا تم إنتاج هذه السلاسل بمقاييس طاقة عالية بما فيه الكفاية ، فإنها ستنتج بالفعل موجات جاذبية يمكن اكتشافها بواسطة المراصد المخطط لها".
ونشرت النتائج في 28 يناير في مجلة Physical Review Letters.
ملاحظة المحرر: تم تحديث هذه القصة لتصحيح المنظمات المسؤولة عن LISA. يتم تشغيله من قبل وكالة الفضاء الأوروبية ، وليس وكالة ناسا ، وهي أحد المتعاونين في المشروع.
