Науковці запропонували нову теорію походження гравітаційних хвиль у ранньому Всесвіті

Нове дослідження поставило під сумнів попередні уявлення про джерело низькочастотних гравітаційних хвиль, виявлених у 2023 році. Група фізиків під керівництвом Ендрю Фоулі з Сіаньського університету Цзяотун-Ліверпуль пропонує альтернативне пояснення їхнього походження.

Раніше вважалося, що ці хвилі виникли внаслідок фазового переходу одразу після Великого вибуху. Такий перехід мав би створити маси всіх відомих фундаментальних частинок. Однак нові розрахунки показують серйозні проблеми з цією теорією.

Фазові переходи — це раптові зміни властивостей речовини при досягненні критичної температури. Наприклад, перетворення води на лід при замерзанні. Існують також «надхолодні» переходи, коли речовина «застрягає» в одному стані.

Вчені припустили, що для створення таких низькочастотних хвиль перехід мав бути «надхолодним». Проте такі повільні переходи навряд чи могли завершитися під час швидкого розширення раннього Всесвіту. Дослідники також розглянули можливість прискорення переходу наприкінці. Але навіть у цьому випадку частота хвиль зміщується від наногерцового діапазону.

Ендрю Фоулі підкреслює, що якщо ці гравітаційні хвилі дійсно походять від фазових переходів першого порядку, то це вказує на існування невідомої, складнішої фізики. Цікаво, що вивчення таких космічних явищ може мати практичне застосування. Наприклад, воно може допомогти краще зрозуміти, як вода проходить через породи, як найкраще заварювати каву або як поширюються лісові пожежі.

Нагадаємо — вчені готуються до проведення експериментів, які можуть змінити розуміння фундаментальних законів природи та підтвердити або спростувати квантову природу гравітації. Попри досягнення у квантовій фізиці та теорії відносності, досі немає загальновизнаної теорії, що описує квантові аспекти гравітації, особливо в екстремальних умовах, таких як початок Всесвіту чи внутрішні області чорних дір.