Согласно новому исследованию, самые ранние зародыши структур могли быть сформированы гравитационными волнами, колеблющимися вокруг ранней Вселенной.
Космологи твердо подозревают, что чрезвычайно ранняя Вселенная пережила период исключительно быстрого расширения. Это событие, известное как инфляция, расширило Вселенную как минимум в 10^60 раз менее чем за секунду. Это событие было вызвано новым ингредиентом в космосе, называемым инфлатоном, странным квантовым полем, которое увеличивалось, усиливало инфляцию, а затем снова угасало.
Инфляция не просто сделала Вселенную большой. Это также заложило основу для первых построек. Он сделал это, взяв квантовую пену, субатомные флуктуации самого пространства-времени и расширив их вместе со всем остальным. Со временем эти колебания медленно увеличивались, и сотни миллионов лет спустя они сформировали первые звезды и галактики, что в конечном итоге привело к самой большой структуре во Вселенной — космической паутине.
Но тайны остаются. Мы не знаем, что такое инфлатон, что его двигало и почему он отключился именно тогда. И у нас нет убедительных доказательств того, что инфляция действительно имела место.
Поэтому исследователи всегда ищут альтернативы, особенно те, которые не содержат новых и загадочных ингредиентов. В недавней статье группа астрофизиков описывает модель, в которой происходит инфляция, приводящая к крупномасштабной структуре Вселенной без инфляции.
Модель, описанная исследователями, создана на фоне расширяющейся Вселенной, расширение которой ускоряется, как и современная Вселенная. В этой расширяющейся Вселенной квантовая пена испускает гравитационные волны. Эти волны в пространстве распространяются наружу, сталкиваются друг с другом и усиливают друг друга.
Обычно гравитационные волны не способны создавать структуры сами по себе, но исследователи обнаружили, что в некоторых особых случаях гравитационные волны могут усиливаться в самый раз. Когда это происходит, отпечатки, которые они оставляют в космосе, почти одинаковы на разных масштабах длины.
Именно это космологи наблюдают в космическом микроволновом фоне — остаточном свете ранней Вселенной. Это излучение содержит слабое впечатление отголосков инфляции, показывая, что независимо от того, что лежало в основе структуры, такая закономерность должна была присутствовать.
Существуют небольшие различия между структурами, возникающими в сценарии «инфляция без инфляции» и традиционной инфляцией. В этой первой работе исследователи еще не рассчитали, насколько сильны эти различия. Однако важным следующим шагом будет изучение наблюдательных последствий этой модели и того, стоит ли ее дальнейшего исследования.
