Моделювання з надвисокою роздільною здатністю крихітного шматочка Всесвіту – в мільйон разів менше протона – виявило найперші структури, які коли-небудь існували. І ці щільні структури дивні. У перші трильйонні частки секунди після Великого вибуху Всесвіт був гарячим, рідким місцем, нагрітим до трильйона градусів.
У своєму новому дослідженні, вченим вдалося реконструювати цей момент часу за допомогою комп’ютерного моделювання. Нова детальніша симуляція показала, як в ці перші секунди зародження Всесвіту, гравітація змушувала об’єднуватися квантові частки, відомі як інфлятони.
Так експерти вперше побачили, як ці частки утворювали складні і щільні структури, які важили від декількох грамів до 20 кг. Крім того, результати їх роботи співпали з простою теоретичною моделлю, якій майже 40 років. Також дослідники змоделювали закінчення інфляції – період у розвитку Всесвіту, коли він різко збільшився в розмірах. У той час Всесвіт містив тільки енергію і інфлятони – тип квантової матерії, яка утворилася з енергетичного поля і заповнила весь простір після Великого вибуху.
Гравітаційні коливання
Фізики вважають, що інфлятонні структури, які спостерігаються при моделюванні, є результатом коливання в цьому енергетичному полі, яке відбулося відразу після Великого вибуху. Це ж поле, ймовірно, створило і спостережувані сьогодні у Всесвіті великомасштабні галактичні структури. Щільні структури, заповнені інфлятонами, проіснували зовсім недовго, оскільки за частки секунди перетворилися на елементарні частки. Маючи високу щільність, їх рухи і взаємодії могли генерувати «хвилі простору-часу», звані гравітаційними хвилями. Нова симуляція може точно розрахувати, наскільки великі могли бути ці гравітаційні хвилі, що допоможе майбутнім експериментам шукати подібні хвилі у Всесвіті.
Дослідники також припустили, що маленькі частки могли схлопнутися під своєю власною вагою, створивши перші у Всесвіті чорні діри, які називаються первинними чорними дірами. Деякі вчені вважають, що такі чорні діри можуть бути кандидатами на темну матерію – загадкову субстанцію, яка становить 85% матерії у Всесвіті.
Фізики не бачили ніяких чорних дір у своїх моделюваннях, але вони планують запустити довші і детальніші симуляції в майбутньому, які могли б показати такі об’єкти.
Читайте також: