Οι χωροχρονικές ρυτίδες γνωστές ως κοσμικές χορδές, που σχηματίστηκαν στο αρχέγονο σύμπαν, αποτελούν την βασική πηγή βαρυτικών κυμάτων σε υπερυψηλές συχνότητες, σύμφωνα με νέους υπολογισμούς.
Οι υπάρχοντες και οι μελλοντικοί ανιχνευτές βαρυτικών κυμάτων, από συστοιχίες χρονισμού πάλσαρ έως συμβολόμετρα λέιζερ, ανιχνεύουν συχνότητες σήματος έως και αρκετά kilohertz. Αλλά στις υψηλότερες συχνότητες ανοίγεται ένα παράθυρο ανίχνευσης βαρυτικών κυμάτων απαλλαγμένο από αστροφυσικά σήματα (π.χ. από συγχωνεύσεις ζευγών μαύρων τρυπών), όπου θα μπορούν να εντοπιστούν σήματα προερχόμενα από διεργασίες του αρχέγονου σύμπαντος (πληθωρισμός, αρχέγονες μετατροπές φάσης κ.ά.). Η Géraldine Servant από το Πανεπιστήμιο του Αμβούργου και το German Electron Synchrotron DESY και ο Peera Simakachorn από το Πανεπιστήμιο της Βαλένθια, υπολόγισαν το φάσμα από μία πιθανή πηγή αρχέγονων σημάτων, των κοσμικών χορδών. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι οι κοσμικές χορδές μπορεί να είναι η κυρίαρχη πηγή σημάτων στις υπερ-υψηλές συχνότητες.
Η έννοια των κοσμικών χορδών εισήχθη για πρώτη φορά από τον Tom Kibble την δεκαετία του 1970. Μπορούν να παραχθούν στα πλαίσια των μετατροπών φάσης στο αρχέγονο σύμπαν που προβλέπουν οι Μεγάλες Θεωρίες Ενοποίησης (GUTs) και η θεωρία των χορδών. Ο κύριος μηχανισμός βάσει του οποίου οι κοσμικές χορδές χάνουν ενέργεια είναι διαμέσου της παραγωγής βρόχων και της επακόλουθης εκπομπής βαρυτικών κυμάτων. Οι κοσμικές χορδές είναι σχεδόν μονοδιάστατες, τοπολογικές χωροχρονικές ατέλειες οι οποίες όπως οι ρωγμές στον πάγο, σχηματίζονται κατά τη διάρκεια μιας μετάβασης φάσης που σπάει τη συμμετρία. Τέτοιες χορδές μπορεί να σχηματίσουν βρόχους που διασπώνται απελευθερώνοντας βαρυτικά κύματα. Οι Servant και Cimakachorn υποστηρίζουν ότι αξίζει να αναζητηθούν τέτοιου είδους κύματα, καθώς οι κοσμικές χορδές εμφανίζονται στις περισσότερες θεωρίες που υπερβαίνουν το Καθιερωμένο Πρότυπο της Σωματιδιακής Φυσικής. Διερεύνησαν δύο σενάρια όπου οι χορδές προκύπτουν από το σπάσιμο της «τοπικής» και της «σφαιρικής» συμμετρίας και υπολογίζουν τις αντίστοιχες εκπομπές τους. Οι ερευνητές καταλήγουν στο συμπέρασμα ότι οι τοπικές χορδές θα μπορούσαν να δημιουργήσουν το μεγαλύτερο μέρος της εκπομπών υψηλής συχνότητας που επιτρέπεται από τους υπάρχοντες περιορισμούς παρατήρησης, μειώνοντας το σήμα από «παγκόσμιες» χορδές που σχετίζονται με μοντέλα που περιλαμβάνουν τα υποθετικά σωματίδια των «βαρέων αξιονίων».
Αν οι ανιχνευτές φτάσουν κάποτε στην ευαισθησία που απαιτείται για να εντοπίζουν τέτοια σήματα, η μορφή του φάσματος θα μεταφέρει πληροφορίες για τα πεδία που παρήγαγαν τις χορδές, δίνοντας ενδεχομένως το κλειδί για την ανάπτυξη των μεγάλων ενοποιημένων θεωριών. Ωστόσο, οι νέοι υπολογισμοί δείχνουν ότι καμία από τις μέχρι τώρα θεωρητικές ιδέες ανιχνευτών δεν προσφέρει σοβαρές δυνατότητες ανίχνευσης, λέει ο Simakachorn. Η Servant προσθέτει, «Είναι σαφές ότι θα χρειαζόμασταν ένα είδος επανάστασης στις τεχνικές ανίχνευσης, αλλά η επιστημονική υπόθεση για τα αρχέγονα σήματα είναι πολύ ισχυρή».
Πηγή: physicsgg
