29 юли 2021
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

Как най-малките частици в нашата Вселена ни спасиха от пълно унищожение

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 15 март 2021 в 00:01 49480
Кредит: Flickr (CC BY 2.0)

Неотдавна откритите вълни на пространство-времето, наречени гравитационни вълни, може да съдържат свидетелства, които да докажат теорията, че животът е оцелял от Големия взрив поради фазов преход, който позволява на частиците неутрино да прегрупират материята и антиматерията, обяснява ново проучване на международен екип изследователи.

Как сме спасени от пълно унищожение не е въпрос в научната фантастика или холивудски филм. Според теорията за Големия взрив на съвременната космология материята е създадена заедно с еднакво количество антиматерия. Ако бе останало така, материята и антиматерията в крайна сметка щяха да се срещнат и унищожат взаимно, което да доведе до пълно унищожение (анихилация).

Но нашето съществуване противоречи на тази теория. За да преодолее пълното унищожение, Вселената трябва да е превърнала малко количество антиматерия в материя, създавайки дисбаланс между тях. Необходимият дисбаланс е само част от една милиардна. Но остана пълна загадка кога и как е създаден дисбалансът.

„Около един милион години след раждането на Вселената тя непрозрачна за светлината. Това поставя основния въпрос „защо сме тук?“ трудно е да се отговори “, коментира съавторът на статията Джеф Дрор (Jeff Dror), постдокторант в Калифорнийския университет в Бъркли и изследовател по физика в Националната лаборатория "Лорънс Бъркли".

Тъй като материята и антиматерията имат противоположни електрически заряди, те не могат да се превърнат една в друга, освен ако не са електрически неутрални. Неутриното са единствените електрически неутрални материални частици, които познаваме, и те са най-силният претендент да свършат тази работа. Теория, която много изследователи подкрепят, е, че Вселената е преминала през фазов преход, за да може неутриното да прегрупира материята и антиматерията.

Инфлацията разтегля младата микроскопична Вселена до макроскопичен размер и превръща космическата енергия в материя. Но вероятно е създадено еднакво количество материя и антиматерия, предсказващи пълно унищожение на нашата Вселена. Авторите обсъждат възможността фазовият преход след инфлацията да доведе до малък дисбаланс между количеството материя и антиматерията, така че някаква материя да оцелее при почти пълно унищожение. Такъв фазов преход вероятно да доведе до мрежа от подобни на „гумени ленти“ обекти, наречени космически струни, които биха създали вълни в пространство-времето, известни като гравитационни вълни. Тези разпространяващи се вълни могат да преминат през горещата и плътна Вселена и да стигнат до нас днес, 13.8 милиарда години след фазовия преход. Такива гравитационни вълни най-вероятно могат да бъдат открити при настоящи и бъдещи експерименти.

„Фазовият преход е като прехода от вряща вода до пара или охлаждането от вода до лед. Поведението на материята се променя при специфични температури, наречени критични температури. Когато определен метал се охлади до ниска температура, той губи напълно електрическото си съпротивление чрез фазов преход, превръщайки се в свръхпроводник. Той е в основата на ядрено-магнитния резонанс (ЯМР) за диагностика на рак или технология maglev, при която влакът "плава" на "магнитна възглавница", така че да може да се движи с 500 км/час, без да причинява световъртеж. Подобно на свръхпроводниците, фазовият преход в ранната Вселена може да е създал много тънка тръба от магнитни полета, наречени космически струни “, обяснява съавторът на статията Хитоши Мураяма (Hitoshi Murayama), професор по физика в Калифорнийския университет, Бъркли, главен изследовател в Института Кавли за физика и математика на Вселената.

Дрор и Мураяма са част от екипа изследователи от Япония, САЩ и Канада, които предполагат, че космическите струни след това се опитват да се опростят, което води до мънички колебания в пространство-времето, наречени гравитационни вълни. Те могат да бъдат открити от бъдещи космически обсерватории като LISA, BBO (на Европейска космическа агенция) или DECIGO (на Японска агенция за астронавтични изследвания) за почти всички възможни критични температури.

„Неотдавнашното откритие на гравитационните вълни отваря нова възможност да погледнем назад във времето, тъй като Вселената е прозрачна за гравитацията още в самото начало. Когато Вселената е била може би от трилион до квадрилион пъти по-гореща от най-горещото място във Вселената днес, частиците неутрино вероятно са се държали точно както е необходимо, за да оцелеем. Демонстрирахме, че те вероятно също са оставили зад себе си фон на откриваеми гравитационни вълни, от който да разберем“, коментира съавторът на статията Греъм Уайт (Graham White), постдокторант в TRIUMF.

„Космическите струни бяха популярни като начин за създаване на малки вариации в плътността на масата, които в крайна сметка се превръщат в звезди и галактики, но умряха, тъй като последните данни изключват тази идея. Сега с нашата работа идеята се връща по друга причина. Това е вълнуващо!", отбелязва Такаши Хирамацу (Takashi Hiramatsu), постдокторант в Института за изследване на космическите лъчи към Университета в Токио, който управлява японския гравитационен детектор KAGRA и експериментите Hyper-Kamiokande.

„Гравитационната вълна от космически струни има спектър, много различен от астрофизичните източници като сливане на черни дупки. Напълно правдоподобно е, че ще бъдем напълно убедени, че източникът наистина е космически струни“, подчертава Казунори Кори (Kazunori Kohri), доцент в Теоретичния център на Изследователската организация за високи енергийни ускорители в Япония.

„Би било наистина вълнуващо да научим защо изобщо съществуваме“, обобщава Мураяма. „Това е основният въпрос в науката.“

Справка: “Testing the Seesaw Mechanism and Leptogenesis with Gravitational Waves” by Jeff A. Dror, Takashi Hiramatsu, Kazunori Kohri, Hitoshi Murayama and Graham White, 28 January 2020, Physical Review LettersDOI: 10.1103/PhysRevLett.124.041804

Източник: How the Tiniest Particles in Our Universe Saved Us From Complete Annihilation, Scitech daily


Няма коментари към тази новина !

 
Още от : Новини
Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.