by 
Det extremt tidiga universum bevittnade de mest katastrofala, transformativa och energiska händelserna som någonsin har ägt rum. Drivkraften för dessa energier var utvidgningen av kosmos och den resulterande fragmenteringen av naturens grundläggande krafter.
Och den fragmenteringen kan ha skapat och kolliderat med massiva bubblor och släppt lös energier som skulle dvärga även våra mest avancerade mänskligt tillverkade partikelacceleratorer, föreslår en ny studie publicerad 27 juni i arXiv preprint-databasen.
Dessa massiva energier kunde ha översvämmat universum med partiklar av mörk materia, mikroskopiska svarta hål och mer, skrev forskarna. Och namnet på dessa ultraenergetiska strukturer i det tidiga universum? Möt Bubbletrons.
Relaterad: Rymdteleskopet James Webb avslöjar hur galaxer gjorde det tidiga universum genomskinligt
Kaosbubblor
Naturens fyra grundläggande krafter – elektromagnetism, stark kärnkraft, svag kärnkraft och gravitation – är inte alltid så olika. Vid höga energier börjar dessa krafter smälta samman. Vi kan redan se detta i våra mest kraftfulla partikelacceleratorer, där elektromagnetism och den svaga kärnkraften smälter samman till en kombinerad “elektro-svag” kraft. Även om detta inte har bevisats, misstänker fysiker starkt att vid ännu högre energier går även de andra krafterna samman till en enda enhetlig kraft.
Men den enda gången universum hade energi att göra det var mindre än en sekund efter Big Bang. När kosmos svalnade och expanderade från detta tidiga tillstånd, separerade krafterna i gigantiska ögonblick av fasövergång. Denna splittring kunde ha varit jämn och tyst, som övergången från smältande is till vatten, eller otroligt våldsam, som övergången från kokande vatten till ånga.
Hade övergångarna varit våldsamma, kunde universum tillfälligt ha fyllts med gigantiska bubblor, säger den nya forskningen. Utanför dessa bubblor förblev de kombinerade krafterna. Men inuti bubblorna skulle kosmos ha varit helt annorlunda, med krafter splittrade från varandra. I slutändan skulle dessa bubblor ha expanderat och kolliderat, och helt förvandlat universum till den nya verkligheten.
Men de bubblorna skulle inte bara komma och gå utan att lämna ett spår och väsande som en öppnad läskburk. Bubblorna skulle verkligen ha burit med sig enorma mängder energi – storleksordningar mer energi än någon konstgjord eller naturlig process i kosmos idag.
De expanderande kanterna på bubblorna kan accelerera alla närliggande partiklar till otroligt höga hastigheter. Dessa partiklar kraschar sedan in i andra, precis som i partikelacceleratorexperiment i labbet, vilket skapar en dusch av frigjord energi och nya partiklar. Dessutom skulle bubblorna så småningom ha smält samman och bli ytterligare en källa till partikelbildning.
Liknande inlägg:
– Rymdteleskopet James Webb upptäcker 717 forntida galaxer som översvämmade universum med det första ljuset
— Rymdteleskopet James Webb upptäcker den svagaste galaxen i det unga universum hittills (foto)
— Rymdteleskopet James Webb upptäcker de tidigaste komplexa organiska molekylerna i universum
Forskarna fann att dessa bubbletroner kan ha nått de energier som behövs för att utlösa bildandet av hypotetiska partiklar av mörk materia. Enligt lagets beräkningar skulle dessa partiklar ha tillräckligt med massa och överflöd för att förklara den observerade mängden mörk materia i universum. De kunde också ha varit fabriker för mycket mer exotiska föremål, som mikroskopiska svarta hål, som omedelbart förångades och hällde sin energi i blandningen.
Framför allt upptäckte forskarna att bubbletronernas expansion och kollision skulle ha skapat en kakofoni av gravitationsvågor. Dessa gravitationsvågor skulle ringa hela universum som en gigantisk klocka och kvarstå i kosmos idag, miljarder år senare.
Ny forskning pekar på ett universum genomsyrat av ett bakgrundsbrummande av gravitationsvågor. Medan de flesta av vågorna sannolikt beror på kolliderande supermassiva svarta hål, kan några av dem vara reliker från processer i det extremt tidiga universum, såsom bubbeltroners uppgång och fall. Forskarna varnade för att framtida analyser med hjälp av pulsartimingsmatriser, såväl som kommande gravitationsvågsdetektorer som LISA och Einstein-teleskopet, potentiellt kan hitta direkta bevis för den betydande – men svårfångade – existensen av bubbletronerna.
