Странна, свръхмощна частица, която всъщност не е частица, вероятно е доминирала във Вселената, когато е била едва втората появила се, освобождавайки поток от вълнички, които са проникнали през цялото пространство-време.
Наречена осцилон, тя била толкова заредена с енергия, че „вълните“ й биха могли да отприщят така наречените гравитационни вълни – онези вибрации в тъканта на пространство-времето, които се генерират, когато чудовищни черни дупки се блъснат една в друга.
Бъдещите експерименти за откриване на тези гравитационни вълни от ранната вселена могат да ни дадат представа за най-екстремните условия, които Вселената е срещала.
Физиците вярват, че когато Вселената е била много млада, тя е станала много, много по-голяма за кратко време. Ние наричаме това драматично събитие „инфлация“ и може да е било определящото събитие на ранния космос. Някъде в рамките на първата част от секундата от съществуването на Вселената се случва нещо (не сме съвсем сигурни какво), което е довело скоростта на разширяване до свръхкритични нива, балонирайки Вселената поне 10 ^ 52 пъти (или 1, последвано от 52 нули) по-голяма от преди.
След инфлационното събитие се случва нещо друго (отново не сме съвсем сигурни какво), за да се прекратят нещата и да се възобнови по-спокоен темп на разширяване (такъв, който продължава и до днес).
Космолозите са почти сигурни, че това свръхбързо балониране се е случило в ранната Вселена, защото днес Вселената е забележително еднаква в много големи мащаби. Бързото разширяване би могло да свърши работа – изглаждането на всички бръчки.
Освен това астрономите са открили косвени доказателства за инфлацията. Инфлацията не просто е накарала Вселената да „стане голяма и да се прибере у дома“. Тя също така подтиква друго събитие, наречено „претопляне“. Каквото и да е предизвикало инфлацията, в крайна сметка е изчезнало, но докато изчезва от космологичната сцена, механизмът, предизвикващ инфлацията, освобождава останалата си задържана енергия, превръщайки този загадъчен спусък в поток от частици, които в крайна сметка ще се комбинират, за да образуват протони и неутрони ,, атоми, молекули , звезди, планети и… ние.
В същото време, както всичко във Вселената се разраства по време на инфлацията, така също и малките квантови колебания в пространство-времето, които се простират в макроскопични разлики – значителни подутини и поклащания в тъканта на пространство-времето; тези квантови колебания означават, че някои места във Вселената имат повече гравитационно привличане от средното. На свой ред местата с по-силна гравитация събират частици материал и тези частици материал нарастват в продължение на милиарди години, образувайки семената за всички големи структури, които виждаме в космоса днес.
Що се отнася до това, коя искра е започнала инфлационното събитие, физиците имат няколко идеи, една от които включва квантово явление, наречено скаларни полета, което се простира в цялото пространство и време.
Скаларното поле е по същество фантастичен начин да се каже, че във всяка точка на Вселената това поле има стойност или сила, но няма определена посока (за да ви помогне да си представите това: когато виждате температурна карта в ТВ прогноза за времето, вие ‘ преглеждате скаларно поле). В съвременната вселена скаларните полета са основни играчи.
Но ранната Вселена е била много по-различно място и скаларните полета, които сега са рядкост, може да са били в изобилие по това време. Всъщност, някои теории за инфлацията предполагат, че някакво скаларно поле е направило цялата работа по разширяването.
Можете да си представите скаларно поле като повърхността на океана. Той се простира от всички страни и към хоризонта и има различни вълни, бушуващи по него. Точно както в океана, вълните в скаларно поле понякога могат да бъдат спокойни и правилни, а понякога са непостоянни и бурни.
Според нов доклад, публикуван през декември 2020 г. в базата данни за предпечатния arXiv, точно това може да се е случило в изключително ранната Вселена. Малко след като настъпи инфлацията, точно когато подгряването започва и Вселената се залива от частици, всякакви случайни скаларни полета, висящи наоколо, може да бъдат нарушени, като ураган, отварящ се над Атлантическия океан.
Това би могло да генерира „осцилоните“, които са стабилни вълни, които могат да живеят дълго време. Осцилоните се случват във всякакви ситуации; например, самотна пътуваща вълна е вид осцилон. Когато осцилоните се образуват в квантовите скаларни полета, те също генерират свой собствен вид уникални частици.
Тези осцилони всъщност не участват пряко във всякакви взаимодействия с частици, но самите осцилони все още могат да повлияят на Вселената. Осцилоните биха се заплели около младата Вселена и за кратко енергията, съдържаща се в осцилоните, би могла да бъде по-силна от енергията, съдържаща се във всяко друго поле или семейство частици.
В случай на осцилони, разтърсването би могло да генерира гравитационни вълни, които са вибрации в самата тъкан на пространство-времето. Докато осцилоните махат напред-назад в космоса, техните екстремни енергии изкривяват пространство-времето, генерирайки гравитационните вълни.
Дълго след като осцилоните изчезват, гравитационните вълни могат да останат, разпръсквайки се в целия космос до наши дни. Въпреки че все още не можем да наблюдаваме гравитационни вълни от ранната Вселена, предстоящите детектори като LISA (космическата антена на лазерния интерферометър) и BBO (обсерваторията за Големия взрив) трябва да могат.
Ако тази осцилонна картина е вярна, това е един потенциален механизъм на инфлацията да генерира гравитационни вълни. Ако тогава видим тези вълни, ще получим изглед директно във Вселената, когато е била на възраст по-малка от секунда.
