Home » Știință » Niște obiecte cuantice ciudate numite Q-balls ar putea explica motivul pentru care existăm

Niște obiecte cuantice ciudate numite Q-balls ar putea explica motivul pentru care existăm

Publicat: 30.12.2021
Niște obiecte cuantice ciudate numite Q-balls ar putea explica motivul pentru care existăm
Foto: Shutterstock

Unul dintre cele mai mari mistere cosmologice este de ce universul este alcătuit din mult mai multă materie decât antimaterie, în esență de ce existăm. O echipă de fizicieni teoreticieni spune că știe cum să găsească răspunsul. Tot ce trebuie să facă este să detecteze undele gravitaționale produse de niște obiecte cuantice bizare numite Q-balls.

Fiecare tip de particulă de materie obișnuită are un echivalent de antimaterie cu caracteristici opuse, iar atunci când materia interacționează cu antimateria, cele două se anihilează reciproc, scrie Live Science.

Acest fapt face ca existența noastră să fie un mister, deoarece cosmologii sunt destul de siguri că la începutul universului au fost produse cantități egale de materie și antimaterie; aceste materii și antimaterii ar fi trebuit să se anihileze reciproc, lăsând universul lipsit de orice fel de materie.

Cu toate acestea, materia există, iar cercetătorii descoperă încet-încet motivele.

Q-balls ar conține materie și antimaterie în proporții similare universului

Un potențial motiv ar putea fi găsit în Q-balls, „bulgări” teoretici care s-au format imediat după Big Bang, înainte ca universul să se umfle rapid ca un balon.

Aceste obiecte ar conține propria lor asimetrie materie-antimaterie, ceea ce înseamnă că în fiecare Q-ball ar exista porțiuni inegale de materie și antimaterie.

Pe măsură ce Q-balls „au izbucnit”, ar fi eliberat mai multă materie decât antimaterie și ar fi dezlănțuit ondulații gravitaționale în spațiu-timp. Dacă aceste obiecte există cu adevărat, atunci le-am putea detecta folosind unde gravitaționale, potrivit unui nou articol publicat pe 27 octombrie în revista Physical Review Letters.

Conform fizicii particulelor, țesătura universului este acoperită de diferite câmpuri cuantice, fiecare dintre acestea descriind anumite proprietăți (cum ar fi electromagnetismul) în toate punctele spațiului.

Fluctuațiile din aceste câmpuri dau naștere la particulele fundamentale care alcătuiesc realitatea noastră fizică.

Pentru a ilustra modul în care funcționează aceste câmpuri, imaginați-vă o trambulină cu o minge de bowling așezată în centru.

Forma pe care mingea de bowling o dă trambulinei reprezintă câtă energie contribuie orice punct de pe teren la univers – cu cât este mai aproape de depresiunea centrală, cu atât energia potențială este mai mare.

Așa cum forma suprafeței trambulinei guvernează modul în care o biluță s-ar rostogoli în jurul mingii de bowling, „forma” câmpului guvernează comportamentul acestuia.

Studiul actual se folosește de o teorie din 1985

O teorie, propusă în 1985 de fizicienii Ian Affleck și Michael Dine, de la Universitatea Princeton, încearcă să explice asimetria materie-antimaterie a universului spunând că câmpurile care au guvernat acea inflație timpurie ca un balon a universului trebuie să fie destul de superficiale pentru pentru ca acea umflare să aibă loc, cu alte cuvinte, mingea de bowling din centrul trambulinei nu era foarte grea.

Și la fel cum o biluță care se rostogolește în jurul depresiunii superficiale a unei mingi de bowling nu câștigă sau pierde multă viteză, forma câmpului a însemnat că energia care guvernează inflația universului a rămas uniformă.

Deoarece inflația necesită această uniformitate, câmpul nu poate interacționa prea puternic cu alte câmpuri (în esență alte trambuline) pentru a crea particule.

Dar, conform teoriei lui Affleck și Dine, acest câmp a interacționat cu altele într-un mod care a creat mai multe particule de materie decât particule de antimaterie. Pentru a menține această formă uniformă, câmpul conținea acele particule în „bulgări”.

„Acești bulgări se numesc Q-balls. Sunt doar bulgări de câmp”, a spus autorul principal Graham White, fizician la Institutul Kavli pentru Fizica și Matematica Universului.

Pe măsură ce universul se extindea, Q-balls atârnau în jur. „Și, în cele din urmă, au devenit cea mai importantă parte a universului în ceea ce privește cantitatea de energie pe care o conțin, în comparație cu restul universului”, a adăugat White.

Q-balls produc unde gravitaționale

Dar Q-balls nu durează pentru totdeauna. Atunci când dispar, presărând universul cu mai multă materie decât antimaterie, o fac atât de brusc încât produc unde sonore. Aceste unde sonore acționează ca o sursă pentru ondulațiile din spațiu-timp cunoscute sub numele de unde gravitaționale, a propus noul studiu.

Dacă aceste unde gravitaționale există, ele pot fi măsurate aici, pe Pământ, de detectoare precum Laser Interferometer Space Array (LISA) de la NASA și telescopul subteran Einstein, susține echipa lui White.

Aceasta nu este singura teorie care explică asimetria materie-antimaterie a universului. Dar White a spus că este în regulă, deoarece suntem într-un punct interesant în care dacă una dintre aceste paradigme este corectă, probabil că o putem dovedi.

„[Există] o grămadă de mașinării pe care le vom pune în funcțiune în anii 2030, care sperăm să vadă aceste unde gravitaționale. Dacă le vom vedea, va fi foarte interesant”, a spus White.

Dar chiar dacă detectorii nu reușesc să găsească aceste ondulații făcute de Q-balls, aceasta este și o veste bună, deoarece înseamnă că teoriile mai simple sunt probabil corecte, iar acelea sunt mai ușor de testat, a spus el.

„Deci am putea spune că nu avem ce pierde”, concluzionează Graham White.

Vă recomandăm să citiți și:

O nouă teorie sugerează că găurile de vierme ar putea fi scurtături stabile prin spațiu-timp

Cea mai mare cometă descoperită vreodată se întoarce la Pământ după o absență de 3,5 milioane de ani

O stea din apropiere arată exact ca Soarele nostru în tinerețe. Am putea afla cum a apărut viața pe Pământ

Sonda Hope, prima misiune marțiană a Emiratelor Arabe, se pregătește să scrie istorie. Când ajunge pe orbita lui Marte

Ștefan Trepăduș
Ștefan Trepăduș
Ștefan Trepăduș este blogger începând cu anul 2009, având experiență și în domeniile publicitate și jurnalism. Este pasionat de marketing și de tehnologie, dar cel mai mult îi place să știe lucruri, motiv pentru care a fost atras de Descopera.ro. citește mai mult
Cele mai noi articole
Patru mari recorduri climatice au fost doborâte în 2021, indică un nou raport global îngrijorător
Patru mari recorduri climatice au fost doborâte în 2021, indică un nou raport global îngrijorător
Copacii din pădurile tropicale au început să moară mai repede încă din 1980
Copacii din pădurile tropicale au început să moară mai repede încă din 1980
Alimentele ultra-procesate și carnea roșie, asociate cu o mortalitate mai mare, conform unui nou studiu
Alimentele ultra-procesate și carnea roșie, asociate cu o mortalitate mai mare, conform unui nou studiu
Ce diferențe pot apărea în cazul gemenilor separați? Un caz i-a uimit pe cercetători
Ce diferențe pot apărea în cazul gemenilor separați? Un caz i-a uimit pe cercetători
Oamenii de știință au modificat genetic hamsterii pentru a-i transforma în „monștri agresivi“
Oamenii de știință au modificat genetic hamsterii pentru a-i transforma în „monștri agresivi“
Cum a transformat dieta câinele străvechi în cel mai bun prieten al omului?
Cum a transformat dieta câinele străvechi în cel mai bun prieten al omului?
Galaxia, transformată în „telescop cosmic” pentru a studia inima Universului tânăr
Galaxia, transformată în „telescop cosmic” pentru a studia inima Universului tânăr
„Nu mai rupeți plantele în formă de penis!”, imploră Ministerul Mediului din Cambodgia
„Nu mai rupeți plantele în formă de penis!”, imploră Ministerul Mediului din Cambodgia
Un start-up vrea să combată emisiile de carbon cu vodcă. Care este conceptul?
Un start-up vrea să combată emisiile de carbon cu vodcă. Care este conceptul?
Elon Musk, surprins în timp ce folosea scutul termic de la Starship drept farfurie pentru gustări
Elon Musk, surprins în timp ce folosea scutul termic de la Starship drept farfurie pentru gustări
Se împlinesc 65 de ani de la moartea celui mai important poet simbolist român
Se împlinesc 65 de ani de la moartea celui mai important poet simbolist român
De ce depinde fericirea românilor? Împlinirea profesională, pe primul loc
De ce depinde fericirea românilor? Împlinirea profesională, pe primul loc
Povestea președintelui Volodimir Zelenski, spusă prin benzi desenate
Povestea președintelui Volodimir Zelenski, spusă prin benzi desenate
Vara care urmează va rivaliza cu recordurile de căldură înregistrate în 2021
Vara care urmează va rivaliza cu recordurile de căldură înregistrate în 2021
Oceanele lumii au atins cel mai acid nivel din ultimii 26.000 de ani, avertizează un raport climatic
Oceanele lumii au atins cel mai acid nivel din ultimii 26.000 de ani, avertizează un raport climatic
Poluarea cauzată de rachetele spațiale schimbă compoziția atmosferei. Cum ne afectează?
Poluarea cauzată de rachetele spațiale schimbă compoziția atmosferei. Cum ne afectează?
Cultivarea orezului, înregistrată într-un sit neolitic vechi de 8.000 de ani. Ce au dezvăluit boabele carbonizate?
Cultivarea orezului, înregistrată într-un sit neolitic vechi de 8.000 de ani. Ce au dezvăluit boabele carbonizate?
Mister rezolvat. Oamenii de știință ar fi descoperit cum s-au format galaxiile fără materie întunecată
Mister rezolvat. Oamenii de știință ar fi descoperit cum s-au format galaxiile fără materie întunecată