Вселенная родилась в огне Большого взрыва и почти сразу начала остывать. Этот процесс напоминает замерзание воды: как на льду появляются трещины, так в остывающем космосе возникали разрывы в полях — устойчивые дефекты. Среди них — одномерные космические струны (нити чистой энергии), двумерные доменные стенки (границы между разными «сортами» вакуума) и магнитные монополи — частицы с одним магнитным полюсом, существование которых допустил Герард ’т Хофт.
Стенки были нестабильны. Они притягивались друг к другу, схлопывались и наматывались на струны, формируя составные объекты. Их судьба зависела от того, как сильно Вселенная раздулась в первые мгновения (эту идею выдвинул Алан Гут). В одних сценариях струны почти вечны, в других — медленно исчезают, но всегда успевают главное: раскачать пространство-время, породив гравитационные волны. Учёные с помощью компьютерных моделей вычислили, какой именно «звук» — точнее, какой узор волн — оставляют такие события.
Расчёты показали, что частота этих волн совпадает с возможностями современных детекторов. Если натяжение струны невелико, сигнал попадает в диапазон наземных лазерных установок LIGO (одним из создателей которых был Райнер Вайсс). Если же струны тяжелее, волны становятся более низкочастотными, и их могут заметить пульсары — быстро вращающиеся звёзды, работающие как точнейшие космические часы. По мере расширения Вселенной частота волн могла сдвигаться, подобно покраснению света далёких галактик. Поймать такой сигнал — всё равно что услышать эхо самого рождения мира. По «морозному узору» гравитационных волн мы сможем восстановить, как замерзала юная Вселенная.
Магнитный монополь в этой теории — как магнит с одним полюсом: частица, которая не может существовать в обычных условиях, но могла появиться при рождении Вселенной.
В сериале «Звёздный путь» космические струны вызывали гравитационные аномалии — примерно это и изучают учёные, но с акцентом на реальную физику.