科学家：宇宙中可能存在裂缝！但地球上的我们看不到它们

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时空可能存在裂缝，人类的望远镜是看不见时空裂缝的。如果存在，这些裂缝是古老的，是宇宙大爆炸之后不久宇宙刚刚从一个更热，更陌生的状态转变为我们今天所见的更凉，更熟悉的状态的残余。
理论认为，这种伟大的冷却过程（物理学家称之为“相变”）在某些地方比其他地方更早开始。较冷的宇宙气泡形成并散布，在整个空间中绽放，直到遇到其他气泡为止。最终，所有空间都转变了，旧宇宙消失了。
但是，那个古老的高能状态可能一直存在于气泡之间的边界处，这些时空结构中的裂缝在这些边界处交汇，这些冷却区域相遇并且无法完美地融合在一起。一些物理学家认为，我们可能仍会在宇宙微波背景（CMB）中看到那些裂缝或缺陷的证据，这些裂缝或缺陷被称为“宇宙弦” ，这是宇宙猛烈爆发留下的热量。但是根据一份新论文，对于任何望远镜来说，这些证据都太微弱了，根本无法抵御噪音。


蒙特利尔麦吉尔大学的物理学家，论文的合著者奥斯卡·埃尔南德斯（OscarHernández）说，宇宙弦是难以想象的对象。但是他们在我们的世界中有类似物。
“您曾在冰冻的湖面上行走吗？您是否注意到在冰冻的湖面冰层上划破了裂缝？它依旧很坚固。没有什么可害怕的，但是有裂缝，”
这些裂纹是通过类似于宇宙弦的相变过程形成的。
他说：“冰是经过相变的水。” “分子的水自由流动，然后突然在某个地方，它们开始形成晶体。它开始将自己铺在通常是六边形的瓷砖中。现在，想象一下拥有瓷砖它们是完美的六边形，并用它们平铺[湖泊]。如果湖另一端的某个人再次开始[铺砌]，“您的瓦片排列的可能性几乎为零。
结冰的湖面上不完美的会合处形成了长裂缝。如果基础物理是正确的，那么在空间和时间相交的结构中，它们会形成宇宙线。


研究人员认为，在太空中，存在确定基本力和粒子行为的领域。宇宙的第一个相变使这些场产生了。
从某种意义上说，可能存在一个与某些粒子有关的领域，“必须选择一个方向进行冷冻和冷却。” 而且由于宇宙真的很大，它可以在宇宙的不同部分选择不同的方向，”他说。“现在，如果该场服从某些条件……那么，当宇宙冷却下来时，将出现不连续的线，将出现无法冷却的能量线。”
今天，这些汇合点将看起来像是穿过太空的无限细线。
Hernández说，找到这些宇宙弦将是一件大事，因为它们将是物理学比当前模型所允许的更大，更复杂的另一条证据。
目前，研究人员认为已被最终证实的最先进的粒子物理学理论称为标准模型。它包括构成原子的夸克和电子，以及希格斯玻色子和中微子等更奇特的粒子。
但是，大多数物理学家认为标准模型是不完整的。正如Live Science先前报道的那样，从超对称粒子（即“ stau slepton ”）到超弦理论，关于如何在其上扩展有各种各样的想法，即所有粒子和力都可以解释为微小振动的想法。 ，多维“字符串”。（注意：超弦理论的“弦” 与宇宙“弦”不是一类事物。只有太多的隐喻可用，有时不同领域的物理学家会重复使用它。）


埃尔南德斯说：“人们喜欢的标准模型的许多扩展，就像许多超弦理论和其他一些东西一样，自然会在（大爆炸后）通货膨胀之后导致宇宙弦。” “因此，我们拥有的对象是许多模型所预测的，因此，如果它们不存在，那么所有这些模型都将被排除。如果它们确实存在，天哪，人们会很高兴。”
他们在2017年的另一篇论文中写道，运行这种神经网络的计算机即使能级（或“张力”）非常低，也应该能够找到宇宙弦。
但是，在2019年的这份新论文中再次探讨了该主题，他们表明实际上，几乎肯定不可能为神经网络提供足够干净的CMB数据来检测这些潜在的字符串。其他更明亮的微波源会遮挡CMB，很难完全解开。甚至最好的微波仪器也不完美，分辨率有限且从一个像素到下一个像素的记录精度出现随机波动。他们发现，所有这些因素以及更多的因素加在一起，造成了信息丢失的程度，目前的或计划的记录和分析CMB的方法将无法克服。这种搜寻宇宙弦的方法是死胡同。
他们写道，这并不意味着一切都消失了。
寻找宇宙弦的一种新方法是基于对宇宙在古代各个方向上各个方向的膨胀的测量。Hernández说，这种称为21厘米强度映射的方法不依赖于研究单个星系的运动或CMB的精确图像。取而代之的是，它基于对氢原子平均在深空所有部分中离开地球的速度的测量。
尚未发布用于21厘米制图的最佳观测站（之所以命名，是因为氢发出21厘米波长的电磁能量）。作者写道，但是当它们到达时，希望在其数据中有更清晰的宇宙弦证据。