Басовая струна, которую дёрнули в момент Большого взрыва, не просто гудит на одной ноте — по ней бегут волны, и время от времени от неё отрываются крошечные колечки-петли. Эти петли, словно камертоны, начинают звенеть на собственной частоте, создавая очень высокий звук. В масштабах Вселенной «звук» — это рябь на ткани пространства-времени, которую называют гравитационными волнами.
Долгое время считалось, что услышать этот высокий звон почти невозможно: в ранней Вселенной было слишком «жарко» и вязко, и петли быстро теряли энергию, не успев как следует зазвучать. Но авторы новой работы показали, что даже в таких условиях петли оставляют заметный след. Они вывели простые формулы, которые позволяют быстро рассчитать этот след для широкого диапазона свойств самих струн. Оказалось, что характерный пик на высоких частотах — как резкий всплеск на экране спектрометра — должен быть различим во многих сценариях, а не только в редких исключениях.
Это открытие важно для будущих экспериментов. Если высокочастотный пик существует, его можно будет поймать новыми детекторами, которые сейчас проектируют. Такой сигнал станет прямым доказательством того, что в первые мгновения жизни Вселенной пространство было не гладким, а испещрённым тонкими «морщинами». И тогда мы сможем услышать, как звучит само рождение мироздания.
как её написали авторы, на английском arXiv:2605.22944
We derive analytical approximations to describe the ultra-high-frequency secondary peak of the stochastic gravitational wave background generated by cosmic strings that is sourced by loops created in the friction-dominated era. We show that these approximations provide a very good description of the contribution of the friction-era loops over the relevant frequency range and for a broad range of cosmic string parameters, thus enabling a fast and accurate characterization of this signature. We also use these approximations to uncover the full parameter range in which this ultra-high-frequency peak should be distinguishable on the stochastic gravitational wave background spectrum and show that it should be present in a broader range of high-energy physics scenarios than originally reported in~\cite{Mukovnikov:2024zed}.
Космическая струна толщиной с протон весила бы как горный хребет, будь она длиной в километр.
В романе Артура Кларка «Фонтаны рая» инженеры используют космическую струну как основу для космического лифта.