Kosma kordo

En fiziko, kosma kordo estas hipoteza 1-dimensia topologia difekto de la spaco de universo en diversaj kampoj. Kosmaj kordoj laŭ hipotezo formiĝas, kiam la kampo spertas fazan ŝanĝon en malsamaj regionoj de spactempo, rezultantan en kondensoj de energia denseco je la randoj inter regionoj. Ĉi tio estas iel analoga al la neperfektaĵoj, kiuj aperas inter kristaloj dum solidiĝo de likvaĵoj.

Kosmaj kordoj, se ili ekzistas, devus esti ege maldikaj, kun diametroj de proksimume 10⁻³¹ metroj, kio estas de la sama ordo kiel diametro de protono kaj pli malgranda ol diametro de atomkernoj. Ili devus havi grandegan linearan densecon, de ordo 10²¹ kilogramoj por metro. Parto de kosma kordo de 1 kilometra longo povas esti pli peza ol la Tero.

Pro sia pezo kosmaj kordoj devus fari konsiderindajn gravitajn efikojn, tamen, pro la stranga eco de formanta energio de la kosmaj kordoj, la rezultanta gravita potencialo de rekta linio malaperas, ne estas gravita forto sur statika ĉirkaŭa materio. Fakte, kosmaj kordoj faras gravitan influon sekve de ĝenerala relativeco nur sur moviĝanta materio, aŭ se la kordo mem moviĝas. Dum la elvolviĝo de la universo, kosmaj kordoj devus formi reton de cikloj, kaj ilia gravito povus esti respondeca pri la originala plidensigo de materio en galaksiajn superfaskojn.

Longoj de kosmaj kordoj devas esti minimume dekoj de parsekoj. La faza ŝanĝo, kiu produktas kosmajn kordojn, povis okazi en la plej fruaj epokoj de evoluo de la universo, kaj kosmaj kordoj aperis kiel malfiniaj aŭ fermitaj linuoj. Vibradoj de kosmaj kordoj, kiuj devus oscili je proksimume lumrapideco, povas kaŭzi, ke parto de la linio pinĉu for en izolitan ciklon. Ĉi-tiuj cikloj havas finian vivdaŭron pro kadukiĝo tra gravita radiado.

Aliaj specoj de topologiaj difektoj en spactempo estas magneta unupoluso, domajna muro kaj teksturoj.

Observado

Estis iam opinio, ke la gravita influo de kosmaj kordoj povus kontribui al la grandskala strukturo de la kosmo en la universo, sed nun per galaksiaj katastroj kaj precizaj mezuroj de la kosma mikroonda fono estas sciate, ke ĉi-tio estas evoluo de hazardaj fluktuoj. Ĉi-tiuj precizaj observadoj tiel forigis gravan rolon por kosmaj kordoj.

Gravita lensado de galaksio per rekta sekcio de kosma kordo devus produkti du identajn nemisformitajn bildojn de la galaksio. En 2003 grupo gvidita de Mikhail Sazhin raportis pri la hazarda malkovro de du kvazaŭ identaj galaksioj tre proksimaj inter si en la ĉielo, kondukante al opinio, ke kosma kordo estas trovita. Tamen, observadoj per la kosmoteleskopo Hubble en januaro de 2005 montris, ke ili estas du similaj galaksioj, ne du bildoj de la sama galaksio. Kosma kordo devus produkti similan duplikatan bildon de fluktuoj en la kosma mikroonda fono, kiu povus esti detektebla per la onta Planck Surveyor.

La alia parto de indikaĵoj subtenantaj ekziston de kosmaj kordoj estas fenomeno okazinta en observadoj de la duopa "Ĝemela Kvazaro" (Q0957+561A,B). Originale esplorita de Dennis Walsh, Bob Carswell kaj Ray Weymann en 1979, la duopa bildo de ĉi-tiu kvazaro estas kaŭzita per galaksio situanta inter ĝi kaj la Tero. La gravita lensado de ĉi-tiu intera galaksio fleksas lumon de la kvazaro tiel, ke ĝi sekvas du vojojn de malsamaj longoj al Tero. La rezulto estas, ke oni vidas du bildojn de la sama kvazaro, kaj ĉe unu bildo la lumo venas post mallonga tempo (proksimume 417,1 tagoj) post lumo ĉe la alia bildo. Ĉi-tio videblas pro ŝanĝo de heleco de la kvazaro kun tempo.

Tamen, teamo de astronomoj de Rudolph Schild I. S. Masnyak, B. I. Hnatyk kaj V. I. Zhdanov studis la kvazaron kaj trovis, ke dum la periodo inter septembro 1994 kaj julio 1995 la du bildoj ne havis tempan malfruon; ŝanĝoj en la heldenso de la du bildoj okazis samtempe je kvar apartaj fojoj. Schild kaj lia teamo kredas, ke la nura ekspliko por ĉi-tiu observado estas, ke kosma kordo moviĝanta je tre alta rapido kaj oscilanta kun periodo de proksimume 100 tagoj trapasis inter la Tero kaj la kvazaro dum ĉi-tiu tempo.

La Lasera Interferomezurila Gravito-Onda Observatorio (LIGO) kaj la aliaj ontaj gravit-ondaj observiloj serĉos por kosmaj kordoj kaj ankaŭ aliaj fenomenoj aperigantaj gravitajn ondojn.

Teorio de kordoj kaj kosmaj kordoj

Ne estas rekta ligo inter teorio de kordoj kaj la teorio de kosmaj kordoj, iliaj nomoj estis elektitaj sendepende. Tamen, laboro en teorio de kordoj revigligis intereson en kosmaj kordoj en la komenco de la jardeko ekde 2000.

En 2002 Henry Tye kaj kunlaborantoj observis la produktadon de kosmaj kordoj dum la lasta stadioj de membrana inflacio. Ankaŭ estis rimarkite de korda teoriisto Joseph Polchinski, ke la elvolviĝanta Universo povis havi streĉitan fundamentan kordon (la speco, kiun la superkorda teorio konsideras), ĝis kiam ĝi estis de intergalaksia amplekso. Tia streĉita linio devus havi multajn de la ecoj de la antaŭe elpensita "kosma" kordo, farante la pli malnovajn kalkulojn denove utilaj. Plue, modernaj superkordaj teorioj ofertas la aliajn objektojn, kiuj povis eble simili al kosmaj kordoj, kiel multe plilongigitajn unu-dimensiajn D-membranojn, konatajn kiel D-kordoj. Kiel teoriisto Tom Kibble rimarkas, kosmosciencistoj okupiĝantaj pri teorio de kordoj esploris kosmajn kordojn ŝtelatendantajn ĉie en la subarbaro". Pli malnovaj proponoj por detektado de kosmaj kordoj povas nun esti uzataj en esploroj de superkorda teorio.

Superkordoj, D-kordoj aŭ alia kordosimilaj objektoj streĉitaj al intergalaksia skalo devus elradii gravitajn ondojn, kiuj povus supozeble esti detektitaj en ontaj eksperimentoj. Ili povus ankaŭ kaŭzi malgrandajn neregulaĵojn en la kosma mikroonda fono, ankaŭ tro subtilajn por esti jam detektitaj ankoraŭ, sed eble poste observeblaj.

Tamen, la plejparto de ĉi-tiuj proponoj dependas de la adekvataj kosmosciencaj fundamentoj, kaj konvinka eksperimenta kontrolo de ĉi tiuj hipotezoj ankoraŭ ne estis plenumita.

Vidu ankaŭ

• Magneta unupoluso – 0-dimensia topologia difekto
• Domajna muro – 2-dimensia topologia difekto
• Teksturo (kosmoscienco)
• Topologia difekto

Eksteraj ligiloj

• [1] Kip Thorne, ITP & CalTech. Kurbiĝo de spactempo kaj la kvantumo: ekvido de la estonto.
• La vera naturo de CSL-1, M. V. Sazhin, M. Capaccioli, G. Long, M. Paolillo, O. S. Khovanskaya, N. A. Grogin, E. J. Schreier, G. Covone arXiv:astro-ph/0601494 2-a februaro de 2006
• A. Fraisse; Ringeval, C.; Spergel, D. N. kaj Bouchet, F.R. (2008). “Small-angle CMB temperature anisotropies induced by cosmic strings – Malgrando-angulaj temperaturaj malizotropecoj de kosma fona radiado aperintaj pro kosmaj kordoj”, Phys. Rev. D78, p. 043535. doi:10.1103/PhysRevD.78.043535. 
• http://www.damtp.cam.ac.uk/user/gr/public/cs_interact.html
• astra-ph/0302547 CSL-1: hazarda projekcia efiko aŭ bonŝanca malkovro de gravita lenso de kosma kordo?
• astra-ph/0406434 Nenormalaj fluktuoj en observadoj de Q0957+561 A,B: fumanta pafilo de kosma kordo?
• astra-ph/0410073 Ĉu kosmaj kordoj renaskiĝas?
• astra-ph/0503120 Signoj de kosmaj kordoj en la kosma mikroonda fono
• astra-ph/0506400 Pluaj spektroesploraj observadoj de la objekto CSL-1
• astra-ph/0603838 Bildoj de Hubble forigas kosman linian lenson
• Kosmaj kordoj kaj superkordoj
• Enigmoj de kosmaj kordoj