Faseovergange i det tidlige univers og deres signaler

Faseovergange, såsom kogning af vand eller smeltning af et metal, er almindelige, men fascinerende fænomener, der ansporer til overraskelser årtier efter årtier. De opstår ofte, når temperaturen af ​​et stof ændres, gennem kernedannelse af bobler i den nye fase, som derefter udvider sig. I sidste ende har den nye fase overtaget hele containeren.

Det tidlige univers var sammensat af et varmt plasma, hvis temperatur faldt, efterhånden som universet udvidede sig. Det er spekuleret af mange fysikere, at en faseovergang kan være sket kort efter Big Bang. Dette ville så have ført til kernedannelse af bobler og deres efterfølgende kollisioner. Sådanne kollisioner ville skabe kraftige krusninger i rumtiden, som kunne observeres i planlagte gravitationsbølgedetektorer. Laser Interferometer Space Antenna (LISA), med en foreløbig opsendelsesdato i 2037, er en sådan sonde, der muligvis vil være i stand til at opdage disse tidlige univers rumtids-bølger.

Det har dog været en udfordring at beskrive tidlige universfaseovergange. Helsinki-universitetets forskere Oscar Henriksson, Mark Hindmarsh og Niko Jokela angreb sammen med kolleger ved University of Oviedo og University of Sussex dette problem ved hjælp af en teknik fra strengteori kendt som holografisk dualitet. De viste, hvordan dualiteten kan bruges til at kortlægge problemet til et mere håndterbart, og hvordan de vigtige mængder, der beskriver boblekernedannelsen og de tilhørende gravitationsbølgesignaler, kan udvindes.

I fremtiden kan disse nye metoder anvendes direkte i mere realistiske scenarier, hvor udgangspunktet ville være en mulig udvidelse af standardmodellen for partikelfysik.

Resultaterne blev offentliggjort den 29. marts i tidsskriftet Physical Review Letters . Gruppen tackler også den resterende forhindring, beregningen af ​​boblevægshastigheden, der er nødvendig for den fulde første principbeskrivelse af tidlig universfaseovergang og det aftryk, det sætter på gravitationsbølgespektret. + Udforsk yderligere

Den mørke side af universet:Hvordan sorte huller blev supermassive