Ahogy a korai világegyetem röviddel az ősrobbanás után lehűlt, a forró plazmában buborékok keletkeztek, amelyek olyan gravitációs hullámokat váltottak ki, amelyek még ma is észlelhetők – derül ki egy új tanulmányból.

A fizikusok egy ideje már feltételezik, hogy a korai világegyetemben röviddel az ősrobbanás után fázisátalakulás következett be. A fázisátalakulás az anyag formájának és tulajdonságainak megváltozása, amely általában egy komolyabb hőmérséklet-változást kísér, mint például a víz gőzzé párolgása vagy a fém olvadása.

A fiatal és gyorsan táguló világegyetemben valószínűleg valami hasonló zajlott le, amikor az akkori teret kitöltő plazma lehűlt.

A korai világegyetemben a fázisátalakulás azonban igen figyelemre méltó volt, és gravitációs hullámokat váltott ki, vagyis a téridő hullámzását, amelyet leggyakrabban a nagy tömegű testek, például fekete lyukak és neutroncsillagok ütközése okoz.

Sőt, a korai világegyetem fázisátalakulása által kiváltott gravitációs hullámok olyan erősek voltak, hogy a finnországi Helsinki Egyetem tudósai szerint a LISA (Laser Interferometer Space Antenna) nevű jövőbeli amerikai/európai űrmisszióval kimutathatóak lehetnek.

Az új tanulmányban a tudósok egy holografikus dualitásnak nevezett technika segítségével modellezik, hogy ezek a gravitációs hullámok hogyan hozhatnának létre olyan jelet, amely a LISA által észlelhető lenne.

A holografikus dualitás a húrelméleten alapul, és lehetővé teszi a tudósok számára, hogy matematikailag leírják a részecskék viselkedését gravitációs és gravitációmentes környezetben.

E technika segítségével a tudósok elemezhetik a korai univerzumban a fázisátmeneteket követő eseményeket. Modelljük figyelembe vette a hőmérsékletet, amelyen az átmenet valószínűleg lezajlott, valamint az univerzum tágulásának sebességét.

Mivel senki sem volt a közelben, aki megfigyelte volna ezeket a korai univerzum-fázisátmeneteket, amikor azok lezajlottak, a folyamatot még mindig sok rejtély övezi. A tudósok úgy vélik, hogy amint a forró plazma lehűlt, az úgynevezett nukleációs folyamat részeként buborékok kezdtek kialakulni benne.

A nukleáció a fázisok közötti átmenet első lépése, amikor az eredeti közegben buborékok képződnek, amelyek az átmenet központjaként működnek.

Ezek a buborékok azonban a tudósok szerint az átalakuló univerzumban ütköztek össze egymással, és ez váltotta ki a mérhető gravitációs hullámokat.

Ennek a rejtélyes folyamatnak a megfejtése azonban még eltart egy ideig. Az Európai Űrügynökség (ESA) és a NASA együttműködésében készülő LISA várhatóan 2037 előtt nem indul el.

Az ESA szerint a LISA lesz az első olyan küldetés, amely a gravitációs hullámok rögzítésére lesz hivatott, és képes lesz az ütköző fekete lyukak és szupernóvák által létrehozott kis téridő-ingadozásokat érzékelni. Amennyiben a misszió megtalálja a kutatásban felvetett jeleket, akkor az lesz az első bizonyíték, amely alátámasztja a korai univerzum fázisátmeneteiről szóló széles körű feltételezéseket.

Forrás: Space.com