寻找宇宙大爆炸的最初的遗迹——宇宙弦
如何寻找宇宙弦存在过的证据?通过引力波记忆效应也许是个有效的途径
火熖星云(图片来源:NASA/DSS处理)
很多关于早期宇宙的理论预言宇宙应该充斥着大量的裂隙,被称为宇宙弦。但是目前为止一条这样的宇宙弦都没有被探测到。现在,一个新的思路提出,寻找宇宙弦,我们可能需要通过他们的引力波特征,而不是通过传统的天文学方法。因为在宇宙弦消失之后很久,其引力波特征仍可以在时空长时间存在。
宇宙在最初的不到一秒的时间里,它本身的存在经历了最剧烈和最具可变性的相变——这一壮举直到现在,数十亿年(译者:??不是100多亿年吗?)后仍不可重复。这些相变彻底将宇宙*,将(假定的)统一力分裂为不同的基本作用力:引力、强相互作用力、弱相互作用力、电磁力。
当力被分解,最基本时空量子真空能量重新组合自身而成新的基本力。但是这样的重新组合并不完美。想像水在冰格内结成小冰块,当状态发生改变,不同位置的水是同时向着各个不同的方向排列结成冰晶体的。在冰的某一个部分,水分子的晶格排列向着不同的方向。不管怎样,当温度足够低,所有的水都会凝结冰,但是在两个不同的结晶排列之间会出现缺陷。
你在小冰块中能看到那些缺陷像裂纹和瑕疵。但是要观察这些裂纹和瑕疵在时空中发展,我们的困难要大得多。这些在早期宇宙相变时出现的缺陷会发展成各种不同的形态,但是最常见的形态很可能是一维的裂纹,就是我们所知的宇宙弦(与弦理论的超弦无关)。