Podľa profesora z Edinburskej univerzity Arjuna Bereru a jeho kolegov bol vesmír krátko po svojom vzniku vyplnený "uzlami" tvorenými pružnými prameňmi energie nazývanými "prúdové trubice", ktoré spájajú elementárne častice dohromady, píše Scifi News.
"Hoci otázka, prečo má náš vesmír presne tri priestorové dimenzie, je jednou z najťažších hádaniek v kozmológii, v skutočnosti sa tomu vo vedeckej literatúre venuje len príležitostná pozornosť," povedal Berera.
Aby našli odpoveď na túto otázku, vzali spoločný prvok zo Štandardného modelu časticovej fyziky a skombinovali ho s matematickou teóriou uzlov, aby vytvorili nový scenár, ktorý nielenže dokáže vysvetliť prevahu troch dimenzií, ale tiež poskytuje prirodzený zdroj energie pre kozmickú infláciu, ktorú ako väčšina kozmológov verí, vesmír zažil len pár okamihov po Veľkom tresku.
"Spoločným prvkom, ktorý sme si vypožičali, je 'prúdová trubica' pozostávajúca z kvarkov, elementárnych častíc tvoriacich protóny a neutróny, ktoré sú držané spolu iným typom elementárnych častíc nazývaným gluón, ktorý 'zliepa' kvarky."
Gluóny viažu pozitívne kvarky na zodpovedajúce negatívne antikvarky s týmito vláknami energie prúdovej trubice. Keď sú navzájom spojené častice roztiahnuté, trubica sa predĺži, kým nedosiahne bod, v ktorom sa zlomí. Ak sa tak stane, uvoľní dostatok energie na vytvorenie druhého páru kvark-antikvark, ktorý sa rozdelí a viaže s pôvodnými časticami a produkuje dva páry viazaných častíc.
Na začiatku vraj bola prehriata hmota
Podľa súčasných teórií, keď bol vytvorený vesmír, bol najprv naplnený prehriatou hmotou vysokej hustoty nazvanou kvarkovo-gluónová plazma. Pozostávala zo zmesi kvarkov a gluónov.
Fyzici si uvedomili, že vyššia energetická verzia kvarko-gluónovej plazmy by bola ideálnym prostredím pre vytváranie prúdovej trubice v ranom vesmíre. Veľké množstvo dvojíc kvarkov a antikvarkov, ktoré sú spontánne vytvoria a zničia, by vytvorilo niekoľko takýchto trubíc.
Za normálnych okolností prúdová trubica, ktorá spája kvark a antikvark, zmizne, keď sa obe častice dostanú do kontaktu a samovoľne sa zničia, existujú však výnimky. Ak napríklad trubica nadobúda podobu uzla, stáva sa stabilnou a môže prežiť častice, ktoré ju vytvorili. Ak jedna z častíc sleduje trajektóriu uzla, potom jej prúdová trubica vytvorí trojitý uzol. V dôsledku toho zauzlená trubica bude naďalej existovať aj po tom, ako sa častice, ktoré spája, navzájom vyhladia.
Stabilné prúdové trubice sa vytvárajú aj vtedy, keď sa navzájom spájajú dve alebo viac tokových trubiek. Týmto spôsobom sa celý vesmír mohol naplniť sieťou trubíc. Keď výskumníci vypočítali, koľko energie by takáto sieť mohla obsahovať, boli prekvapení, keď zistili, že stačí na to, aby mohla spustiť skoré obdobie kozmickej inflácie.
Sieť sa nakoniec rozpadla
Keďže myšlienka kozmickej inflácie bola predstavená na začiatku osemdesiatych rokov, kozmológovia vo všeobecnosti akceptovali tvrdenie, že raný vesmír prešiel obdobím, keď sa rozšíril z veľkosti protónu na veľkosť grapefruitu za menej ako trilión sekundy.
Toto obdobie expanzie rieši dva dôležité problémy v kozmológii. Môže vysvetliť, že priestor je hladší, než si astrofyzici myslia. Napriek týmto prednostiam sa prijatiu teórie zabránilo, pretože nebol identifikovaný vhodný zdroj energie.
"Nielen to, že naša prúdová trubica poskytuje energiu potrebnú na zvládnutie inflácie, vysvetľuje aj to, prečo sa to tak náhle zastavilo," povedal profesor Kephart.
Keď sa vesmír začal rozširovať, sieť sa začala rozpadávať a nakoniec sa rozpadla, čím sa eliminoval zdroj energie, ktorý podporoval expanziu. Sieť po rozpade naplnila vesmír plynom subatomických častíc a radiáciou, čo umožnilo, aby vývoj vesmíru pokračoval pozdĺž línií, ktoré boli predtým určené.
Najvýraznejšou charakteristikou novej teórie je, že poskytuje prirodzené vysvetlenie trojrozmerného sveta. Ďalším krokom autorov je vyvinúť ich teóriu, kým urobí nejaké predpovede o povahe vesmíru, ktoré možno otestovať.