Косми́ческая струна́ — гипотетический астрономический объект , представляющий собой одномерный топологический дефект пространства-времени . Космические струны могли образоваться в ранней Вселенной в Эпоху Великого объединения во время фазового перехода топологии пространства-времени при разделении фундаментальных взаимодействий. Когда происходил этот фазовый переход, он произошел не во всей Вселенной одновременно, а во множестве отдельных областей пространства-времени индивидуально, и на границе различных областей образовывались топологические дефекты («складки»). Такие участки переходили в особое состояние, отличное от обычного состояния пространства-времени — это и были «космические струны». Ожидается, что на каждый объем Хаббла должна была образоваться как минимум одна космическая струна.

Теоретические посылки

Космические струны могут, в частности, являться одним из следствий теории струн .

Существование «космических струн» было впервые предсказано британским физиком Томасом Кибблом в 1976 году , а их теория была развита советским физиком Яковом Зельдовичем к 1981 году .

Диаметр космических струн значительно меньше размеров атомных ядер (порядка 10 ⁻²⁹ сантиметра), длина — как минимум десятки парсеков , а удельная масса — порядка 10 ²² грамм на сантиметр, то есть всего лишь один километр струны имеет 1/6 массы Земли , и это означает, что струны обладают крайне высокой плотностью .

Из теории следует, что космические струны возникли вскоре после Большого взрыва и были либо замкнутыми, либо бесконечными. Струны изгибаются, перехлёстываются и рвутся. Оборванные концы струн тут же соединяются, образуя замкнутые куски. И сами струны, и их отдельные фрагменты летят сквозь Вселенную со скоростью, близкой к скорости света .

Попытки обнаружения

Увидеть космическую струну, разумеется, невозможно, но она, как любой очень массивный объект, создаёт « гравитационную линзу »: свет от источников, находящихся за ней, должен её огибать.

В 2003—2005 годах в прессе появился ряд публикаций , согласно которым, изображение галактики CSL-1, находящейся на расстоянии 6-7 миллиардов световых лет , может быть интерпретировано как факт открытия космической струны. В более поздних работах существование струны в окрестности CSL-1 отрицается. Остаётся, однако, открытой возможность , что речь идёт всё же о струне, но несколько более экзотического вида. (При помощи телескопа Хаббл удалось доказать, что это две идентичные галактики, не имеющие отношение к искажению линзами и струнами. Потребовалась выдержка в 14 000 секунд)

В 2010 году появились сообщения о новых косвенных доказательствах существования космических струн, основанных на наблюдении за квазарами .

В 2020 году был опубликован массив данных за 12.5 лет наблюдения за пульсарами коллектива ученых NANOGrav , в этих данных есть аномалии, которые можно интерпретировать как признаки существования космических струн .

В культуре

Имеются примеры использования космической струны как структурообразующего элемента сюжета научно-фантастического произведения. Например, это повесть ирландского фантаста Иена Макдональда «Кольцо Вертанди», роман российского фантаста В. Головачёва «На струне». Также присутствует в сериале « Звёздный путь: Следующее поколение » (сезон 4, серия 10). Кроме того, в одном из эпизодов мультипликационного сериала « Смешарики . Пин-код» встречается упоминание о попытке практического использования космической струны для достижения скорости, превосходящей скорость света .

См. также

• Тёмная материя

Примечания

Ссылки