Учёные ищут космические струны через гравитационные волны

Космические струны — одномерные дефекты ранней Вселенной — могли появиться при первых фазовых переходах после Большого взрыва. Их обнаружение стало бы уникальным подтверждением теорий высокой энергии. Международные детекторы LIGO, Virgo и KAGRA уже ищут сигналы, но прямых доказательств пока нет.

Что нового предлагают учёные

В новой работе предложена методика для поиска гравитационных волн, преломлённых космическими струнами. В отличие от чёрных дыр, струны создают конусную геометрию пространства, вызывая дифракцию и интерференцию волн. Это позволяет отличить линзирование струной от классической точечной массы.

Как это работает с чёрными дырами

Особое внимание уделено бинарным слияниям чёрных дыр — мощным источникам гравитационных волн. Если сигнал проходит рядом со струной, он приобретает характерное «биение» или две временно разделённые копии. Современные детекторы способны различить эти особенности при подходящих параметрах струны: натяжении и расстоянии.

Байесовский анализ для проверки гипотез

Учёные используют байесовский анализ, чтобы сравнивать вероятность трёх моделей: линзирование струной, точечной массой или отсутствие линзирования. Сигналы, искажённые космическими струнами, можно отличить по интерференционным полосам и временным задержкам.

Натяжение и расстояние имеют значение

• Чем выше натяжение струны — тем сильнее эффект линзирования.
• Чем дальше расположена струна — тем заметнее интерференционные полосы в диапазоне частот детекторов.

Это помогает определить, при каких параметрах струны их сигналы можно реально заметить с помощью LIGO/Virgo/KAGRA.

Риски ошибок и важность новых шаблонов

Использование стандартных шаблонов без учёта линзирования может снижать чувствительность детекторов и шансы на открытие. Новая методика предлагает внедрять специализированные шаблоны, чтобы анализировать текущие и будущие данные максимально эффективно.

Что это значит для науки

Методика открывает новые горизонты в наблюдательной космологии. Если удастся зафиксировать космические струны, мы получим уникальную информацию о структуре Вселенной и проверим фундаментальные теории физики высокой энергии. По сути, это шанс заглянуть в самые первые мгновения после Большого взрыва, пишет источник.