A kozmikus húrok elszakadhatnak – és akkor megrázzák az univerzumot

A világegyetem több modellje is számtalan, a világűrben húzódó láthatatlan húr létezését jósolja. Egy új kutatás felfedezte, hogy ezek a húrok hogyan szakadhatnak el – és hogyan érezhetjük a következményeket.

Hogyan lehet elvágni egy világegyetem méretű kvantumhúrt? A Live Science szerint egy új kutatás megmutatja, hogy az ősrobbanás káosza hogyan tehette ezt meg, és hogy ezek a vágások hogyan vezethettek a gravitációs hullámokkal teli kozmoszhoz.

Mit kell tudni a kozmikus húrokról – már ha léteznek?

A kozmikus húrok a világegyetem legkorábbi pillanatainak feltételezett maradványai. Az ősrobbanás első másodpercében a kozmosz több intenzív fázisátalakuláson ment keresztül, amikor a természeti erők elszakadtak egymástól. Sok kozmológus úgy véli, hogy ezek az átmenetek korántsem voltak tökéletesek, és mindegyik hibákat hagyott maga után a téridőben.

Ezek a hibák a legkülönfélébb formákat és tulajdonságokat ölthették fel, attól függően, hogy milyen fizikai folyamatok játszódtak le azokban a korai időkben. A kozmikus húrok valószínűleg az egyik leggyakoribb ilyen hiba, és ha léteznek, akkor valóban egzotikus objektumokként nyilvánulnának meg. Vastagságuk nem lenne szélesebb egy protonnál, a világegyetem egyik végétől a másikig nyúlnának, és olyan sűrűek lennének, hogy egy mérföldnyi húr az egész Földet meghaladná.

Emellett szinte elpusztíthatatlanok lennének. Az új kutatás előtt, amelyet még nem nyújtottak be szakértői véleményezésre, a tudósok úgy vélték, hogy a kozmikus húrok stabilak. Ha egyszer kialakultak, akkor egyszerűen csak léteztek, az ősrobbanás legkorábbi pillanataitól egészen napjainkig. Egy kozmikus húr csak akkor csökkenhetett volna, ha kettő keresztezi egymást, vagy ha az egyik önmagára tekeredne. Ha ez megtörténne, az ezt követő rezgések arra kényszerítenék a kozmikus húr, hogy részecskék és nagyenergiájú sugárzás záporává bomoljon.

A csillagászok azonban mindeddig nem találtak bizonyítékot a létezésükre

Ez kihívást jelent a kozmológia számára, mivel a korai világegyetem számos modellje a kozmikus húrok létezését jósolja. Ha tehát a kvantumhúrok bőségesen keletkeztek az ősrobbanás során, hová tűntek mind?

A japán Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe kutatóinak vezetésével készült új tanulmány szerint a kozmikus húr nem olyan stabil, mint azt korábban gondoltuk. Ehelyett „metastabilak” lehetnek. A metastabilitás a fizikai világban mindenütt megtalálható jelenség, és akkor fordul elő, amikor egy rendszer stabil helyzetbe kerülhet, és ott is maradhat meghatározatlan ideig, de bármilyen elmozdulás ebből a helyzetből arra készteti a rendszert, hogy új elrendeződést találjon.

Képzeljük el például, hogy egy hegyoldalon bukdácsolunk – ez egy nagyon dinamikus, instabil helyzet. Ha ideiglenesen megállsz a domboldalon egy gödörben, akkor már metastabil vagy. Ha semmi sem zavarja meg, akkor örökre ott maradhat abban a gödörben. De ha valaki meglök, akkor kiesel a gödörből, és tovább zuhan a domboldalon.

Így tűnhettek el a húrok

A kutatók azt találták, hogy más egzotikus entitások, úgynevezett mágneses monopólusok is destabilizálhatják a kozmikus húr működését. A tiszta északi vagy tiszta déli mágneses részecskék a korai univerzum fázisátmenetei során is létrejöhetnek. A kozmikus húr közelében a monopólusok kialakulhatnak az antimonopólusokkal, majd azonnal megsemmisíthetik egymást. A tanulmány szerzői szerint a felszabaduló energia kettéhasíthatja a kozmikus húrt. Ez olyan destabilizációs folyamatot indít el, amely a kozmikus húrt végső soron felbomlásra kényszeríti.

Ahogy az feloldódik, rezegni kezd, és ez a rezgés gravitációs hullámok kialakulását válthatja ki. Így lehet, hogy nem sok kozmikus húr maradt az univerzumban, ami megmagyarázza, miért nem találtunk eddig egyet sem – de gravitációs jeleik megmaradhatnak.

A csillagászoknak részletesebben kell majd tanulmányozniuk a háttérhullámokat, hogy megállapítsák, a kozmikus húrok vagy más forrás, például ütköző fekete lyukak felelősek-e a halvány, univerzumot átívelő rezgésekért.

Érdemes elolvasni:

• Hatalmas csóvával rendelkező bolygót találtak
• Csillagközi turisztikai kampányt küld az idegen látogatók bevonzására egy amerikai város