«Баблтроны» или «пузырчатые электроны» — теоретические гигантские ускорители частиц, которые, возможно, помогли сделать Вселенную такой, какой мы ее знаем.
Ранняя Вселенная пережила наиболее энергичные и трансформационные события, которые вообще когда-либо происходили. И одна из таких, фрагментация фундаментальных сил природы, вероятно, была спровоцирована столкновением массивных пузырчатых электронов с несколько забавным названием «bubbletrons», пишут в новом исследовании, на которое ссылается Live Science.
Пузыри в хаосе
Четыре фундаментальных силы природы — гравитация, электромагнетизм, сильное и слабое ядерное взаимодействие — не всегда настолько разные. При высоких энергиях они начинают взаимодействовать и сливаться, что отражено в самых мощных на сегодня коллайдерах, когда электромагнетизм и слабое ядерное взаимодействие превращаются в «электрослабую» силу.
Однако физики подозревают, что при более высоких энергиях, слияние возможно и для других сил. И, вероятно, это произошло во время Большого взрыва. Когда космос охлаждался и расширялся из раннего состояния, силы отделялись друг от друга во время фазового перехода. Это расщепление могло быть плавным и спокойным, как переход тающего льда в воду, или невероятно бурным, как переход кипящей воды в пар.
Новое исследование предполагает, что если бы переходы были жестокими, то Вселенная могла бы на короткое время наполниться гигантскими пузырями: вне их существовали объединенные силы, а в середине — отдельные. Впоследствии эти «баблтроны» расширялись и сталкивались, создавая ту Вселенную, о которой нам известно.
Расширяющиеся края пузырей могут разгонять любые соседние частицы до невероятно высоких скоростей. Затем эти частицы врезались в другие, как это происходит в лабораторных экспериментах на ускорителях, высвобождая энергию и новые частицы. Кроме того, пузыри со временем слились, став еще одним источником для образования частиц.
Темная материя и микроскопические черные дыры
Исследователи говорят, что эти пузыри могли добиться энергии, необходимой для образования гипотетических частиц темной материи. Согласно расчетам команды, эти частицы имели бы достаточную массу и количество, чтобы объяснить количество темной материи, которое сейчас наблюдается во Вселенной. Баблтроны могли стать источником и для образования таких экзотических объектов, как микроскопические черные дыры.
«Мелодии» гравитационных волн
Пожалуй, самое важное в исследовании то, что ученые обнаружили, что такое расширение и столкновение баблтронов могло бы создать «мелодии» гравитационных волн — на то время эти звуки распространились бы по всему миру, а их отголоски можно было бы услышать в космосе и сегодня, через миллиарды лет.
В другом исследовании указывали на то, что Вселенная заполнена фоновым «жужжанием» гравитационных волн. И хотя большинство, вероятно, является результатом столкновений сверхмассивных черных дыр, источники некоторых могут достигать времен ранней Вселенной.
Исследователи отметили, что предстоящий анализ с применением матриц синхронизации пульсаров, а также будущих детекторов гравитационных волн, таких как LISA и телескоп Эйнштейна, может найти прямые доказательства значительного, но быстротечного существования баблтронов.