Historia kwantowych strun kosmicznych miałaby zacząć się w najwcześniejszych chwilach istnienia wszechświata, tuż po Wielkim Wybuchu. W pierwszej sekundzie swojego istnienia wszechświat doświadczył wielu zmian, w których siły natury oddzielały się od siebie i dochodziło do wielu przejść fazowych. Kosmologowie podejrzewają, że wydarzenia te pozostawiły po sobie wiele śladów i niedoskonałości. Jak takie ślady mogłyby wyglądać? Naukowcy podejrzewają, że mogły one przyjmować najróżniejsze kształty i właściwości. Trudno jest je obecnie ustalić, bowiem tak naprawdę nie znamy skomplikowanych procesów fizycznych zachodzących w pierwszych momentach istnienia wszechświata.
Jednym z pomysłów na taką pozostałość po tym burzliwym okresie są kosmiczne struny. Badacze wskazują, że potencjalna struna miałaby mieć grubość mniejszą od grubości protonu, ale jednocześnie miałaby się rozciągać od jednego końca wszechświata do drugiego. Co więcej, materia tworząca strunę byłaby niewiarygodnie gęsta. Szacunki wskazują, że w zaledwie kilometrze takiej struny mogłaby się zmieścić masa rzędu masy Ziemi. Naukowcy pracujący nad tą teorią wskazują, że kwantowa struna co do zasady byłaby prawie niezniszczalna. W wielu teoriach uwzględniających istnienie strun są one niezwykle stabilne, dzięki czemu mogłyby one przetrwać od powstania wszechświata do dnia dzisiejszego. Co do zasady, struna mogłaby ulec zniszczeniu tylko wtedy, gdyby dwie struny przecięły się lub jedna struna by się sama zaplątała. Wtedy teoretycznie mogłoby dojść do rozpadu struny na swoisty deszcz cząstek i promieniowania.
Czytaj także: W całym wszechświecie słychać szum. Naukowcy dokonali czegoś niesamowitego
Powstaje zatem pytanie, czy taki proces dekompozycji struny kosmicznej moglibyśmy dostrzec? Najnowsze badania teoretyczne prowadzone przez naukowców z Instytutu Fizyki i Matematyki Wszechświata w Japonii wskazują, że tak.
Naukowcy za podstawę swoich badań przyjęli założenie, że struny kosmiczne w rzeczywistości wcale nie są tak stabilne, jak się dotychczas wydawało. Powodem była pewna nieścisłość: jeżeli na początku wszechświata powstało mnóstwo strun kosmicznych (a o tym mówi wiele teorii) to dlaczego żadnej nie udało nam się nigdy odkryć? Gdzie one wszystkie zniknęły? Może jednak nie były tak stabilne, jak sądzono i na przestrzeni wieku wszechświata wiele z nich uległo zerwaniu i zniknęło?
Analizując potencjalne przyczyny zerwania struny kosmicznej, naukowcy doszli do wniosku, że potencjał do takiego działania miałyby tzw. monopole magnetyczne, które mogłyby skutecznie destabilizować strunę kosmiczną. Mowa tutaj o cząstkach magnetycznych posiadających tylko jeden biegun. Taka hipotetyczna cząstka mogłaby w pobliżu struny kosmicznej spotkać antymonopol. W takiej sytuacji doszłoby do anihilacji obu cząstek, a uwolniona w tym procesie energia miałaby potencjał do przerwania struny na pół, co z kolei doprowadziłoby do jej całkowitego zniszczenia.
Czytaj także: Zapisane w grawitacji. Fale grawitacyjne pomagają astronomom badać kosmos
Tu jednak pojawia się okazja dla nas. Naukowcy wskazują, że rozpadająca się struna kosmiczna wibruje, a wibracje te teoretycznie mogłyby prowadzić do powstawania fal grawitacyjnych. Jeżeli tak faktycznie jest, to ślady takich procesów przerywania strun kosmicznych powinny być wciąż dostrzegalne w zmarszczkach czasoprzestrzeni, które tworzą fale grawitacyjne tła.
Gdyby takie fale grawitacyjne udało się odkryć, mielibyśmy wyjaśnienie dla obserwowanego dzisiaj braku strun kosmicznych. Wyszłoby na to, że faktycznie istniały one we wczesnym wszechświecie, ale na przestrzeni miliardów lat uległy już zniszczeniu i pozostawiły po sobie jedynie echo w postaci bezustannie falującego tła fal grawitacyjnych.