Самый первый миг существования Вселенной подобен натянутой струне, по которой внезапно ударили. Она завибрировала, и эти колебания застыли в крупномасштабной структуре — галактиках и пустотах. Но физики подозревают, что были и другие вибрации — быстрые, локальные, почти как барабанная дробь на фоне медленной мелодии.

Речь идёт об осциллонах — сгустках энергии, которые могли появиться в эпоху инфляции, то есть стремительного раздувания Вселенной. Они похожи на пузыри в кипящей воде: возникают, живут какое-то время и схлопываются. Авторы новой работы изучили, как такие пузыри рождаются в одном из вариантов инфляционного потенциала — математического описания поля, которое двигало расширение. С помощью анализа Флоке (метода, выявляющего зоны неустойчивости в периодических системах) они нашли условия, при которых осциллоны действительно возникают, и численно рассчитали их форму. Оказалось, что эти объекты могут жить довольно долго — от тысячи до десятков тысяч характерных периодов.

Когда осциллон исчезает, он встряхивает пространство-время, порождая гравитационные волны — рябь в самой ткани космоса. Этот процесс называют «механизмом полтергейста»: невидимая сила оставляет после себя реальный след. Рассчитанный спектр показал пик на частоте примерно 2,5×10¹⁰ Гц (25 миллиардов колебаний в секунду) с амплитудой, которая в миллиард раз слабее фона реликтового излучения. Для сравнения: это в 250 раз выше частоты, на которой работает обычная микроволновка, только вместо нагрева еды волна растягивает и сжимает само пространство.

Такой сигнал не нарушает ограничений, наложенных теорией первичного нуклеосинтеза — образования первых атомных ядер, но если параметры модели чуть сдвинуть, сигнал может стать слишком сильным. Это даёт инструмент для проверки гипотез о ранней Вселенной. Поймав такую рябь, можно будет услышать эхо того самого первого удара по струне.