Mungkin ada retak dalam ruang masa, tetapi teleskop manusia tidak dapat melihatnya.
Retak, jika wujud, adalah sisa-sisa masa sesaat selepas Big Bang ketika alam semesta baru beralih dari negara yang lebih panas, lebih asing ke yang lebih sejuk, lebih akrab yang kita lihat hari ini. Yang sangat sejuk, ahli fizik yang memanggil "fasa peralihan," bermula lebih awal di beberapa tempat berbanding yang lain, teori itu berlaku. Bubbles of the cooler universe terbentuk dan tersebar, mekar melintasi ruang sehingga mereka bertemu gelembung lain. Akhirnya, semua ruang dialihkan, dan alam semesta lama hilang.
Tetapi keadaan lama, tinggi tenaga mungkin telah hidup di sempadan antara gelembung, retak dalam kain ruang-waktu di mana kawasan-kawasan penyejukan itu bertemu dan tidak sempurna sesuai bersama. Sesetengah ahli fizik fikir kita masih dapat melihat bukti retakan atau kecacatan itu - yang dikenali sebagai "rentetan kosmik" - dalam latar gelombang mikro kosmik (CMB), haba yang tersisa daripada kemunculan ganas alam semesta. Tetapi menurut kertas baru, bukti itu hanya akan menjadi lemah bagi teleskop yang pernah dipilih terhadap bunyi bising.
Rentetan kosmik adalah objek sukar untuk dibayangkan, kata Oscar Hernández, ahli fizik di Universiti McGill di Montreal dan penulis bersama kertas itu. Tetapi mereka mempunyai analog dalam dunia kita.
"Pernahkah anda berjalan di atas tasik yang beku? Adakah anda perasan retakan yang dilalui melalui ais tasik beku? Ia masih agak kukuh, tidak ada apa-apa yang perlu ditakuti, tetapi ada retakan," Hernández memberitahu Live Science
Retakan tersebut membentuk melalui proses peralihan fasa yang sama seperti rentetan kosmik.
"Ais adalah air yang telah melalui peralihan fasa," katanya. "Molekul air bebas bergerak sebagai bendalir, dan kemudian tiba-tiba, di suatu tempat, mereka mula terbentuk menjadi kristal ... Ia mula jubin sendiri dalam jubin, yang merupakan heksagon. Sekarang, bayangkan mempunyai jubin yang sempurna heksagon dan jubin dengan itu.Jika seseorang di hujung tasik itu mula jubin lagi, "pada dasarnya tiada kemungkinan bahawa jubin anda akan bersatu.
Tempat pertemuan tidak sempurna di permukaan tasik beku membentuk retakan panjang. Dalam kain di mana ruang dan waktu bersilang, mereka membentuk rentetan kosmik - jika fizik yang mendasar adalah betul.
Di ruang angkasa, para penyelidik percaya, ada bidang yang menentukan perilaku kekuatan asas dan zarah. Peralihan fasa pertama alam semesta membawa bidang ini menjadi.
"Mungkin ada bidang yang berkaitan dengan beberapa zarah yang, dalam beberapa hal, 'memilih arah untuk membekukan dan menyejukkan diri.' Dan semenjak alam semesta sangat besar, ia dapat memilih arah yang berbeza di bahagian-bahagian yang berlainan di alam semesta, "katanya. "Sekarang, jika bidang ini mematuhi syarat-syarat tertentu ... maka ketika alam semesta telah disejukkan akan ada garis-garis pemutusan, akan ada garis-garis energi yang tidak dapat menyejukkan."
Hari ini, titik-titik pertemuan akan muncul sebagai garis tenaga yang sangat kecil melalui ruang angkasa.
Mencari tali-tali kosmik ini akan menjadi masalah besar kerana ia akan menjadi satu lagi bukti bahawa fizik lebih besar dan lebih rumit daripada model semasa yang dibenarkan, kata Hernández.
Kini, teori fizik zarah paling maju yang dirasakan para penyelidik telah terbukti secara konkrit dikenali sebagai Model Standard. Ia termasuk kuark dan elektron yang membentuk atom, serta zarah-zarah yang lebih eksotik seperti boson Higgs dan neutrino.
Walau bagaimanapun, kebanyakan pakar fizik percaya Model Standard tidak lengkap. Seperti yang dilaporkan oleh Sains Live sebelum ini, terdapat pelbagai idea tentang bagaimana untuk mengembangkannya, dari zarah supersymmetric (iaitu "stau slepton") kepada teori superstring - idea bahawa semua zarah dan daya boleh dijelaskan sebagai getaran kecil , rentetan "multidimensional." (Nota: "rentetan" teori superstring bukanlah perkara yang sama seperti "rentetan" kosmik. Terdapat hanya banyak metafora yang ada dan kadang-kadang ahli fizik dalam bidang yang lain menggunakan semula.)
"Banyak sambungan model Standard yang orang suka - seperti banyak teori superstring dan yang lain - secara semulajadi membawa kepada rentetan kosmik selepas inflasi berlaku," kata Hernández. "Jadi apa yang kita ada adalah objek yang diramalkan oleh banyak model, jadi jika mereka tidak wujud maka semua model ini akan ditolak dan jika mereka ada, oh tuhan saya, orang gembira."
Semenjak 2017, terdapat minat yang menarik untuk mencuba rentetan dalam CMB, Hernández dan penulis bersamanya menulis di dalam kertas mereka, yang diterbitkan pada 18 November untuk pangkalan data arXiv dan belum lagi diperiksa rakan sebaya.
Hernandez, bersama dengan Razvan Ciuca dari Kolej Marianopolis di Westmount, Quebec, berhujah pada masa lalu bahawa rangkaian neural convolutional - jenis perisian mencari corak yang kuat - akan menjadi alat terbaik untuk melihat bukti tali dalam CMB.
Dengan mengandaikan peta bebas CMB yang sempurna, mereka menulis dalam kertas 2017 yang berasingan, komputer yang menjalankan rangkaian neural semacam ini dapat mencari rentetan kosmik walaupun tahap tenaga mereka (atau "ketegangan") sangat rendah.
Tetapi mengkaji semula subjek dalam kertas 2019 baru ini, mereka menunjukkan bahawa pada hakikatnya, hampir tidak mustahil untuk menyediakan data bersih CMB yang bersih untuk rangkaian saraf untuk mengesan rentetan ini. Lain-lain, sumber-sumber gelombang mikro yang lebih cerah mengaburkan CMB dan sukar diselesaikan sepenuhnya. Malah instrumen gelombang mikro yang terbaik tidak sempurna, dengan resolusi terhad dan turun naik rawak dalam ketepatan rakaman mereka dari satu piksel ke seterusnya. Kesemua faktor tersebut dan banyak lagi, mereka dapati, menambah sehingga tahap kehilangan maklumat yang tidak ada kaedah semasa dan merancang dan menganalisis CMB yang akan dapat diatasi, mereka menulis. Kaedah pemburuan kos kosmik ini adalah hujung mati.
Itu tidak bermakna semuanya hilang, walaupun, mereka menulis.
Kaedah baru untuk memburu rentetan kosmik adalah berdasarkan pengukuran pengembangan alam semesta dalam semua arah di seluruh bahagian purba alam semesta. Kaedah ini - dipanggil pemetaan intensiti 21 sentimeter - tidak bergantung kepada mengkaji pergerakan galaksi individu atau imej tepat CMB, kata Hernandez. Sebaliknya, ia berdasarkan pengukuran kelajuan di mana atom hidrogen bergerak jauh dari Bumi, secara purata, di semua bahagian ruang dalam.
Objektif terbaik untuk pemetaan 21 cm (dinamakan sebagai hidrogen memancarkan tenaga elektromagnet dengan panjang gelombang 21 cm) tidak lagi dalam talian. Tetapi apabila mereka tiba, penulis menulis, ada harapan untuk bukti jelas tentang kosmik dalam data mereka. Dan kemudian, Hernández berkata, perburuan boleh bermula semula.
