En ny studie kan bidra til å svare på et av universets største mysterier: Hvorfor er det mer materie enn antimaterie? Dette svaret kan på sin side forklare hvorfor alt fra atomer til sorte hull eksisterer.
For milliarder av år siden, rett etter Big Bang, strakk den kosmiske inflasjonen det lille frøet av universet vårt og transformerte energi til materie. Fysikere tror inflasjon opprinnelig skapte den samme mengden materie og antimaterie, som ødelegger hverandre ved kontakt. Men så skjedde det noe som tippet skalaene til fordel for materie, slik at alt vi kan se og berøre komme i eksistens - og en ny studie antyder at forklaringen er skjult i veldig små krusninger i rom-tid.
"Hvis du bare starter med en lik komponent av materie og antimateriell, ville du bare ende opp med å ha ingenting," fordi antimaterie og materie har like, men motsatt ladning, sa hovedforfatterforfatter Jeff Dror, en postdoktorisk forsker ved University of California , Berkeley og fysikkforsker ved Lawrence Berkeley National Laboratory. "Alt ville bare ødelegge."
Det er klart, alt utslettet ikke, men forskere er usikre på hvorfor. Svaret kan innebære veldig rare elementære partikler kjent som nøytrinoer, som ikke har elektrisk ladning og kan fungere som enten materie eller antimaterie.
En idé er at omtrent en million år etter Big Bang, kjølet universet ned og gjennomgikk en faseovergang, en hendelse som ligner på hvordan kokende vann gjør væske til gass. Denne faseendringen fikk forfalne nøytrinoer til å skape mer materie enn antimaterie av noen "liten, liten mengde," sa Dror. Men "det er ingen veldig enkle måter - eller nesten noen måter - å undersøke og forstå om det faktisk skjedde i det tidlige universet."
Men Dror og teamet hans, gjennom teoretiske modeller og beregninger, fant ut en måte vi kan være i stand til å se denne faseovergangen på. De foreslo at endringen ville ha skapt ekstremt lange og ekstremt tynne tråder med energi kalt "kosmiske strenger" som fremdeles gjennomsyrer universet.
Dror og teamet hans innså at disse kosmiske strengene mest sannsynlig ville skape veldig lette krusninger i romtid som kalles gravitasjonsbølger. Oppdage disse gravitasjonsbølgene, og vi kan oppdage om denne teorien er sann.
De sterkeste gravitasjonsbølgene i universet vårt oppstår når en supernova, eller stjerneeksplosjon, skjer; når to store stjerner går i bane rundt hverandre; eller når to sorte hull smelter sammen, ifølge NASA. Men de foreslåtte gravitasjonsbølgene forårsaket av kosmiske strenger ville være mye tynnere enn de instrumentene våre har oppdaget før.
Men når teamet modellerte denne hypotetiske faseovergangen under forskjellige temperaturforhold som kunne ha skjedd under denne faseovergangen, gjorde de en oppmuntrende oppdagelse: I alle tilfeller ville kosmiske strenger skape gravitasjonsbølger som ville kunne påvises av fremtidige observatorier, som f.eks. European Space Agency's Laser Interferometer Space Antenna (LISA) og foreslåtte Big Bang Observer og Japan Aerospace Exploration Agency sitt Deci-hertz interferometer Gravitational Wave Observatory (DECIGO).
Tanmay Vachaspati, en teoretisk fysiker ved Arizona State University, som ikke var en del av studien, sa til Live Science.
Funnene ble publisert 28. januar i tidsskriftet Physical Review Letters.
Redaktørens merknad: Denne historien ble oppdatert for å rette opp organisasjonene som har ansvaret for LISA. Det drives av European Space Agency, ikke NASA, som er en samarbeidspartner om prosjektet.
