Υπάρχουν κοσμικές χορδές; Has NANOGrav found first evidence for cosmic strings?

Tα δεδομένα του Παρατηρητηρίου ΝανοΧερτς Βαρυτικών Κυμάτων της Βόρειας Αμερικής (NANOGrav) μπορεί να περιέχουν ενδείξεις ύπαρξης κοσμικών χορδών. The North American Nanohertz Observatory for Gravitational Waves (NANOGrav) has recently reported strong evidence for a stochastic common-spectrum process affecting the pulsar timing residuals in its 12.5-year data set. We demonstrate that this process admits an interpretation in terms of a stochastic gravitational-wave background emitted by a cosmic-string network in the early Universe.

Στην δημοσίευση με τίτλο «Has NANOGrav found first evidence for cosmic strings?», εξετάζεται η πιθανότητα τα δεδομένα του πειράματος NANOGrav να περιέχουν βαρυτικό σήμα σε συχνότητες nano-Hertz που προκαλείται από κοσμικές χορδές που δημιουργήθηκαν στις πρώτες στιγμές της δημιουργίας του σύμπαντος.

Οι ερευνητές Simone Blasi, Vedran Brdar, και Kai Schmitz υποστηρίζουν ότι μια στοχαστική διαδικασία που παρατηρήθηκε στα δεδομένα 12,5 ετών του NANOGrav θα μπορούσε να οφείλεται σε βαρυτικά κύματα που παρήγαγε ένα δίκτυο κοσμικών χορδών.

Many theories about the birth of the universe suggest it is threaded through with cosmic strings: cracks in space-time created during rapid cooling after the big bang. This model shows the strings in orange and many smaller loops in green. Adapted from Carlos Martins & Paul Shellard

Οι κοσμικές χορδές είναι σαν τις χορδές που συνθέτουν τα στοιχειώδη σωματίδια αλλά τεντωμένες σε «κοσμικά μήκη» – και περιγράφονται με τα ίδια μαθηματικά των στοιχειωδών χορδών.

Gravitational wave detectors are our best hope for listening in on the cracks and hums of cosmic strings. They are all tuned to different frequencies. LIGO and VIRGO might hear high-pitched whipcracks, pulsar timing arrays could hear sub-bass rumblings, and LISA can fill the gaps.

Οι κινήσεις αυτών των τεραστίων διαστάσεων χορδών θα μπορούσαν να δημιουργήσουν βαρυτικά κύματα ανιχνεύσιμα στη Γη. Οι Blasi et al ισχυρίζονται πως είναι δυνατή η εκτίμηση των βασικών χαρακτηριστικών των κοσμικών χορδών μέσα από τα δεδομένα του πειράματος του NANOGrav, εφόσον αυτά περιέχουν βαρυτικά σήματα που οφείλονται στις κοσμικές χορδές.

Πριν από 20 χρόνια είχε ο προταθεί η μοναδική πιθανή παρατήρηση κοσμικής χορδής που έφερε το όνομα CSL-1, αλλά αργότερα αποδείχθηκε πως επρόκειτο λάθος ερμηνεία. Τώρα βλέπουμε για άλλη μια φορά ότι πειραματικά δεδομένα θα μπορούσαν να υποστηρίξουν την θεωρία των χορδών, κάτι βέβαια που θα κάνει έξαλλους τους αρνητές της – οι οποίοι υποστηρίζουν ότι δεν πρόκειται απλά για μια λάθος θεωρία, αλλά … not even wrong.

Πηγές: https://arxiv.org/abs/2009.06607 - https://cds.cern.ch/record/2730516/plots - https://cosmosmagazine.com/science/physics/cracks-in-the-universe-the-search-for-cosmic-strings/ - physicsgg