Гігантські «баблтрони», ймовірно, сформували сили Всесвіту вже за кілька секунд після Великого вибуху
«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.
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.
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.
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.