Загадка за секунду: физики раскрывают тайны первых мгновений после Большого взрыва.

На протяжении последних более 100 лет, помимо разработки общей теории относительности Альбертом Эйнштейном, были сделаны два значительных открытия. В 1968 году ученые выявили реликтовое излучение, оставшееся после Большого взрыва, а в 2015 году — гравитационные волны. Оба открытия подтвердили теорию Большого взрыва. Однако до сих пор физики не полностью понимают самые ранние моменты существования Вселенной. Авторы нового исследования, опубликованного на платформе препринтов arXiv, предполагают, что заполнить так называемый односекундный пробел в знаниях можно с помощью гравитационных волн, как сообщает Universe Today.

Теория Большого взрыва в настоящее время является наиболее признанной среди ученых. Согласно этой теории, после возникновения Вселенной в результате Большого взрыва в первые минуты существовало две стадии ранней эволюции космоса. Первая стадия называется космической инфляцией, когда Вселенная быстро расширялась, а вторая — первичным нуклеосинтезом, когда начали формироваться первые атомы. Однако между завершением космической инфляции и началом первичного нуклеосинтеза существует временной промежуток в 1 секунду, о котором физикам ничего не известно.

Трудно понять, что произошло в эту секунду, поскольку этот короткий период был непрозрачен для электромагнитных волн, включая реликтовое излучение. Хотя может показаться, что одна секунда — это очень короткий отрезок времени, в этот период температура во Вселенной могла снизиться на 22 порядка. Способ изменения температуры имеет решающее значение для понимания того, что происходило во время первичного нуклеосинтеза и как это повлияло на формирование той Вселенной, которую мы знаем.

Авторы исследования полагают, что решение этой проблемы могут предоставить гравитационные волны. Они могли бы пройти даже в этот одноминутный промежуток времени. Это откроет ученым возможность впервые заглянуть в этот загадочный период и выявить информацию о причинах дисбаланса между материей и антиматерией, а также о скорости расширения Вселенной в тот момент. Однако для этого потребуются новые научные инструменты.

Теперь, когда гравитационные волны были официально обнаружены, у физиков возникло множество идей для новых методов их выявления. Авторы исследования изучили, как можно обнаружить самые ранние гравитационные волны.

Физики считают, что необходимо создать более совершенные лазерные интерферометры, которые превзойдут LIGO, с помощью которого была обнаружена гравитационная волна. Их можно будет разместить как на Земле, так и в космосе. Это позволит обнаруживать как низкочастотные, так и высокочастотные гравитационные волны.

Физики утверждают, что новые инструменты позволят выявить фон гравитационных волн, схожий с реликтовым излучением, так как он является остатком начальной фазы существования Вселенной. Этот фон может включать гравитационные волны, которые позволят заглянуть в самые ранние моменты Вселенной.

Авторы исследования предполагают, что гравитационные волны могут отразить некоторые чрезвычайно энергичные события, произошедшие в загадочную 1 секунду. Считается, что эти гравитационные волны возникли в результате столкновений оболочек, окружающих раннюю горячую материю. С другой стороны, физики предполагают, что гравитационные волны могли появиться из-за возникновения топологических дефектов или разрывов в пространстве-времени.