宇宙学家认为,在宇宙诞生之初,所有的自然力量在一秒钟内就统一了。但是随着宇宙的膨胀和冷却,“原始”力被分解成四中基本力:万有引力、电磁力和强弱力。

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根据一些模型,宇宙的冷却过程如此之快,以至于时空结构崩溃,形成一个充满纯能量的薄管状网络,遍布可观测的宇宙。
这就是宇宙弦的可能起源。
关于它的理论出现在20世纪70年代,明显超出了实验范围(宇宙弦的质量至少和星系的质量一样)。但是现在,一些物理学家认为他们已经瞥见了这些巨大结构的第一个证据。
“最初的迹象似乎很有希望,”欧洲粒子物理研究所欧洲实验室的理论物理学家凯施密茨说。但他指出,在宣称发现宇宙弦之前,还有很长的路要走。
“如果你找到了宇宙弦,这将是本世纪最重要的科学研究成果。”在伦敦,国王学院研究早期宇宙宇宙学的尤金林说。“但是引用卡尔萨根,’的非凡观点需要非凡的证据”,而且证据仍然很少。”

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提示宇宙弦存在的新数据来自NANOGrav。NANOGrav是一个天文学家组织,他们密切关注数十颗旋转脉冲星。
脉冲星从两极发出无线电脉冲,所以可以看到它们从地球上有规律地闪烁,就像海岸上的灯塔一样。
脉冲星是最精确的宇宙计时器。因此,当他们不被允许时,物理学家就会知道发生了什么奇怪的事情。研究人员特别关注引力波引起的扭曲。当它们穿过脉冲星时,会改变射线到达地球的时间。这些引力波可能来自宇宙弦的撞击、超大质量黑洞的碰撞或其他剧烈的宇宙过程。

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NANOGrav的最新结果于9月9日在网上发布,总结了北美各地射电望远镜12年来对数十颗脉冲星的观测结果。论文仍在审查中同行,但研究人员发现,有东西以同样的方式扭曲了所有脉冲星发出的脉冲,其频率与引力波的期望值相同。此外,干扰可能仍然来自未知和常见的噪声源。
“我们不能确定这是噪音还是引力波信号,”阿尔韦托塞萨纳说,他是国际脉冲星计时阵阵列公司的前董事长,该公司是由NANOGrav公司组成的项目联盟。
NANOGrav的论文引起了研究宇宙弦的物理学家特别迅速的反应。施密茨说:“大家都在争分夺秒地写第一篇文章论文…”

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几天之内就论证了论文如果这些弦是宇宙超高温时产生的,那么这些数据就可以解释了。超高温的宇宙“永远会在物理学界敲响警钟”,因为人们相信,正是强、弱、电磁力统一的时刻。
大爆炸后,统一力经历了类似液态水冻结成冰的一系列相变(对称性破缺),从而分离出四种自然基本力。这个偶然的过程可能会在空间和时间上形成裂缝,就像在冰中看到的裂缝一样。
另一种更具推测性(即不太现实~)的解释是,宇宙弦可能来自弦论中的微小弦。一些弦理论模型表明,在宇宙最初的快速膨胀过程中,弦可能会被拉伸到巨大的规模。这些宇宙弦的张力和弦环的断裂模式将产生独特的引力波信号,从而将它们与其他类型区分开来。

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此外,NANOGrav的重力引力波信号可能来自超大质量黑洞,与宇宙弦和已知天体不同。
几乎每一个大星系,包括银河系,其中心都有一个超大质量黑洞,其质量是太阳的数百万或数十亿倍。如果两个星系合并,它们的黑洞会开始互相旋转,同时产生引力波。
问题是,我们从未见过超大规模的黑洞合并。“尴尬的是,我们不知道他们有没有合并。”普林斯顿大学的天文学家珍妮格林说。
在9月16日在线发表的一篇文章论文中,国王学院的粒子物理学家约翰埃利斯(John Ellis)和他的合作者发现,NANOGrav信号的形状看起来更像一个宇宙弦,而不是一个超大质量黑洞。他说:“数据似乎更偏向于对宇宙弦的解释,但并不太偏向。”
其他研究人员试图穷尽所有可能性。
“个人认为,正确的做法是坐下来等更多的数据。但是,你知道,大家都很焦虑。”老林说。
欧洲脉冲星计时阵列和澳大利亚巴夏礼脉冲星计时阵列将与NANOGrav一起适时发布各自的数据。中国新的500米快速望远镜和南非米尔卡望远镜阵列也在联合搜索脉冲星的引力波。”我们一起收集和分析数据,以建立对证据的信心。”