Ученые нашли способ увидеть первые моменты после Большого взрыва
Команда астрофизиков предложила подход, который позволит продвинуться в историю Вселенной так глубоко, насколько это только возможно, фактически «увидев» (пусть и косвенно) Большой взрыв. По их мнению, возможным это сделало открытие в 2015 году гравитационных волн и новое понимание принципов их возникновения.
Теория Большого взрыва за последние полстолетия была в целом достаточно детально проработана, она объясняет подавляющее большинство тех феноменов, которые характерны для окружающего нас мира. Но даже в ней имеются белые пятна, одно из которых особенно беспокоит ученых. Дело в том, что между первой стадией взрыва — инфляционной — и тем этапом, на котором начали формироваться атомы (эпохой нуклеосинтеза), по современным оценкам, прошло около секунды. Но что произошло в эту секунду — до сих пор не до конца понятно.
Дело в том, что для электромагнитных волн этот крошечный (и в то же время гигантский — в квантовом масштабе) интервал времени оставался непрозрачен. Между тем именно тогда температура Вселенной, судя по всему, одним махом упала сразу на 22 порядка величины. Возможно, мы так и не узнали бы, как именно это произошло, если бы не гравитационные волны.
Гравитации, в отличие от электромагнитного взаимодействия, так или иначе подвержено все. И небольшая команда из двух физиков предложила сразу три потенциальных способа обнаружения волн, могущих хранить в себе отпечаток той самой секунды. Первый метод уже может считаться классикой — это те самые лазерные интерферометры, которые используются с этой целью сейчас в LIGO и Virgo, но более совершенные. Некоторые из них, вероятно, будут построены в космосе и будут улавливать гравитационные волны в диапазоне частот от микрогерц до килогерц.
Два других метода уже в той или иной мере революционны. Это астрометрия и наблюдения за массивными пульсарами. Первая используется для обнаружения экзопланет, в то время как вторые служат для определения расстояний во Вселенной. Обнаружение с их помощью гравитационных волн стало бы новым словом в науке и позволило бы забраться в иные частотные диапазоны.
Тем самым станет возможен широкомасштабный поиск давно предсказанного «стохастического гравитационно-волнового фона» (Stochastic Gravitational-Wave Background — SGWB), своего рода «эха» начальной фазы расширения Вселенной. Подобным «эхом», только электромагнитной природы, является реликтовое излучение — то самое, которое и оставило таинственный «пробел» в одну секунду. Прибавление к нему результатов гравитационно-волновых наблюдений ознаменует новую страницу в науке о космосе и, возможно, позволит реконструировать Большой взрыв во всей его пока непредставимой полноте. А, возможно, и устранить известные топологические дефекты видимой Вселенной.
