Предстоящая космическая миссия LISA может «увидеть», как охлаждалась ранняя Вселенная

Во время остывания ранней Вселенной в ее горячей плазме образовывались пузыри, которые могли испускать гравитационные волны. 

Новое исследование предполагает, что эту космическую рябь можно обнаружить даже сегодня.

В нем предполагается, что ранняя Вселенная остыла вскоре после Большого Взрыва, и в ее горячей плазме образовались пузыри, вызывающие гравитационные волны, которые можно обнаружить даже сегодня. 

В течение некоторого времени физики предполагали, что фазовый переход произошел в ранней Вселенной вскоре после Большого Взрыва. Фазовый переход — это изменение формы и свойств вещества, которое обычно сопровождает изменения температуры, такие, например, как испарение воды в пар или плавление металла. В молодой и быстро расширяющейся Вселенной, вероятно, происходило нечто подобное, поскольку плазма, заполнявшая в то время пространство, остывала. 

Однако фазовый переход в ранней Вселенной был весьма примечательным, вызывая гравитационные волны, пульсации в пространстве-времени, которые чаще всего вызываются столкновениями между массивными телами, такими как черные дыры и нейтронные звезды. Более того, гравитационные волны, вызванные фазовым переходом ранней Вселенной, были настолько мощными, что их можно обнаружить и сейчас с помощью будущей совместной космической миссии США и Европейской космической антенны с лазерным интерферометром (англоязычная аббревиатура названия будущей миссии - LISA). Именно так полагают ученые из Хельсинкского университета в Финляндии. 

В новом исследовании ученые моделируют, как эти гравитационные волны могут генерировать гравитационный сигнал, который может быть обнаружен LISA с использованием метода, известного как голографическая двойственность. Голографическая двойственность основана на теории струн и позволяет ученым математически описывать поведение частиц в гравитационных и негравитационных средах. Используя эту технику, ученые смогли проанализировать вероятные события, последовавшие за фазовыми переходами в ранней Вселенной. В их модели учитывалась температура, при которой, вероятно, происходил переход, а также скорость расширения Вселенной.

Поскольку никто не мог наблюдать эти ранние фазовые переходы во Вселенной, когда они происходили, этот процесс до сих пор окутан тайной. Ученые считают, что когда горячая плазма остыла, в ней начали образовываться пузырьки в рамках так называемого процесса зародышеобразования. Зарождение — это первый этап перехода между фазами (например, из воды в пар или из воды в лед), когда в исходной среде образуются пузырьки, действующие как центры переходного процесса. Но эти пузыри, как считают ученые, сталкивались друг с другом в трансформирующейся Вселенной, вызывая измеримые гравитационные волны. 

Однако потребуется еще некоторое время, чтобы разгадать этот загадочный процесс. Ожидается, что LISA, совместный проект Европейского космического агентства (ЕSА) и Американского национального агентства по аэронавтике (NASA), не будет запущен ранее 2037 года.  

Если он обнаружит сигналы, предложенные в исследовании, это станет первым доказательством, подтверждающим широкое предположение о фазовых переходах ранней Вселенной.

Ранее сообщалось о том, что астрономам удалось наблюдать Крест Эйнштейна.