Космические струны распадаются быстрее, чем думали ✛ ✎ ✦

Оригинал: "The decay rate of metastable cosmic strings beyond the thin-string approximation"
· Valerie Domcke, Yu Hamada
arXiv:2606.03008v1 · 2026-06-02 · arXiv non-exclusive · собственный разбор · 1 мин
Новое моделирование показало, что космические струны исчезают быстрее, и это меняет картину гравитационных волн.

В первые мгновения после Большого взрыва Вселенная расширялась и остывала. Подобно замерзающей воде, в ткани пространства-времени возникли трещины — космические струны. Эти сверхплотные нити тоньше протона, но каждый сантиметр содержит массу, сравнимую с горой.

Толщина струны в миллиарды раз меньше протона, натяжение — миллион тонн на сантиметр. Настоящий энергетический канат.

Долгое время считалось, что струны почти вечны. Новые расчёты с использованием квантовой теории поля впервые учли их реальную толщину и показали: распад идёт быстрее. Причина — квантовое туннелирование: частицы могут проходить сквозь барьеры, словно призраки сквозь стены. Из-за этого струны спонтанно рвутся, рождая магнитные монополи — неуловимые частицы, за которыми физики охотятся десятилетиями.

Быстрый распад меняет ожидаемый сигнал гравитационных волн — ряби пространства-времени. Детекторы вроде LIGO (Райнер Вайсс, Кип Торн) могут зафиксировать более слабые и редкие всплески. Следы этих событий ищут и в реликтовом излучении — древнем свете Вселенной, а также в наблюдениях за нейтронными звёздами.

Космическая струна толщиной в миллиардные доли протона имеет такое натяжение, будто в каждом её сантиметре спрятана масса небоскрёба.

S_B^{(\mathrm{PV})} = \frac{\pi m_M^2}{\mu}
S_B — действие отскока, m_M — масса монополя, μ — натяжение струны
\Gamma \propto \exp(-S_B)
Γ — вероятность распада в единицу времени, экспоненциально подавленная величиной действия S_B
Учёные
Albert EinsteinBarry BarishKip ThorneRichard FeynmanRussell HulseHenri Poincaré
Понятия
космическая струна гравитационные волны от космических струн магнитный заряд скорость распада распад ложного вакуума скорость затухания магнитный монополь ложный вакуум механизм коллапса звезды постоянная решётки зародышеобразование пузырьков возраст Вселенной инфляционная космология планковское время звёздный поток время релаксации момент инерции вечная инфляция космологическая постоянная инфлатон