كانت أجيال عديدة من العلماء واثقة من أن قوانين الفيزياء كانت متناظرة تماما. التماثل في حد ذاته هو
وجد علماء الفلك من جامعة فلوريداأول دليل على ضرورة كسر التماثل في لحظة الخلق. اكتشفوا أن الكون في مرحلة ما فضل مجموعة واحدة من الأشكال على صوره المرآة، مما أدى إلى حدوث انتهاك للتماثل. وفقًا لهذا المفهوم، كان هناك وقت قصير جدًا في تاريخ الكون عندما كانت قوانين الفيزياء مختلفة تمامًا عما هي عليه اليوم، وكان لذلك عواقب هائلة على تطور الكون.
ونتيجة لذلك، توصل العلماء إلى استنتاجين رئيسيين:أولاً، لا يمكن لانتهاك التكافؤ هذا أن يؤثر إلا على المجرات المستقبلية خلال فترة التضخم الشديد في اللحظات الأولى من عمر الكون، مما يؤكد عنصرًا مركزيًا في نظرية الانفجار الكبير حول أصول الكون.
ثانيا، انتهاك التكافؤ هو أيضامن شأنه أن يساعد في الإجابة على السؤال الأكثر أهمية في علم الكونيات: لماذا يوجد أي شيء على الإطلاق. وذلك لأن انتهاك التكافؤ مطلوب لشرح سبب وجود مادة أكثر من المادة المضادة. وهذا شرط مهم لكي تتشكل المجرات والنجوم والكواكب والحياة بالطريقة التي تعمل بها.
"لقد كنت دائمًا مهتمًا بالأسئلة الكبيرةعن الكون. ما هي بداية الكون؟ وما هي القواعد التي يتطور بها؟ لماذا يوجد شيء وليس لا شيء؟ يوضح زاكاري سليبيان، أستاذ علم الفلك بجامعة فلوريدا الذي قاد الدراسة الجديدة: "هذا العمل يتناول هذه الأسئلة المهمة".
الفكرة وراء تناظر التكافؤ هي أن المعادلاتالفيزيائيون ثابتون في ظل انقلاب المرآة. وهذا يؤدي إلى التنبؤ بأن الصورة المرآة للتفاعل (مثل التفاعل الكيميائي أو التحلل الإشعاعي) تحدث بنفس طريقة التفاعل نفسه. يستخدم العلماء عادةً مصطلح استخدام إحدى اليدين لوصف هذه السمة. أيدينا اليسرى واليمنى هي صور مرآة لبعضنا البعض (بشكل مشروط). من المستحيل تدوير اليد اليسرى في ثلاثة أبعاد لجعلها تبدو كاليمنى، مما يعني أنه يمكن دائمًا التمييز بينهما.
كسر التماثل يعني ذلكيفضل الكون إما الشكل "الأعسر" أو الشكل "الأيمن". لفهم الجانب الذي اختاره الكون، تخيل العلماء كل المجموعات الممكنة لأربع مجرات متصلة بخطوط خيالية في الفضاء. لقد صنعوا جسمًا ثلاثي الأبعاد - رباعي السطوح يشبه الهرم المنحني - وهو أبسط شكل له صورة معكوسة. لقد حددوا رباعيات الأسطح المجرية اليمنى واليسرى بناءً على كيفية ارتباط المجرات بأقرب وأبعد "شركاء" في هذه الأشكال الخيالية.
للقيام بذلك، يحتاج العلماء إلى التحليلتريليونات من رباعيات السطوح الوهمية لكل من ملايين المجرات، وهذا عدد هائل من المجموعات. وكتب العلماء: "أدركنا في النهاية أننا بحاجة إلى رياضيات جديدة".
لذلك طوروا رياضيات معقدةالصيغ التي مكنت من إجراء حسابات ضخمة في وقت معقول. وهذا لا يزال يتطلب الكثير من القوة الحاسوبية. ولهذا استخدم العلماء الكمبيوتر العملاق HiPerGator.
بسبب الجوانب الفنية للتحليل فمن الصعبيقول العلماء ما إذا كان الكون "يختار" الأشكال "الأيمن" أو "الأعسر"، لكن العلماء لاحظوا أدلة واضحة على أن الكون لديه تفضيلات. وكانت موثوقية النتائج سبعة سيجما. في الفيزياء، عادة ما تعتبر النتيجة ذات قيمة سيجما 5 أو أعلى موثوقة لأن احتمالية الحصول على نتيجة عشوائية عند هذا المستوى صغيرة جدًا.
على الرغم من أن العلماء واثقون من إشارة الانتهاك هذهالتكافؤ، يبقى من الممكن أن عدم اليقين في القياسات الأساسية يمكن أن يفسر عدم التماثل. ولحسن الحظ، فإن عينات أكبر بكثير من المجرات من تلسكوبات الجيل التالي قد توفر بيانات كافية لحل هذه الشكوك في غضون سنوات قليلة. ويخطط العلماء لتحليل هذه البيانات الجديدة الأكثر موثوقية كجزء من فريق التلسكوب الطيفي للطاقة المظلمة.
في الكون المتماثل، سيكون هناك الانفجار الكبيرخلق كميات متساوية من المادة والمادة المضادة، والتي من شأنها أن تدمر بعضها البعض وتترك الكون بدون نجوم وكواكب، وبما أننا موجودون بوضوح في الكون، فقد بحث الفيزيائيون منذ فترة طويلة عن بعض علامات عدم التماثل في الخلق المبكر.
ولا يمكن لنتائج العلماء حتى الآن أن تفسر كيفية حدوث ذلكوجدنا أنفسنا مع مثل هذه الوفرة الحرجة من المادة. إن "الكيفية" ستتطلب فيزياء جديدة تتجاوز النموذج القياسي، الذي يفسر كوننا. لكن النتائج الجديدة تشير بقوة إلى أنه كان هناك عدم تناسق في اللحظات الأولى للانفجار الكبير.
والآن يبدأ السباق بين العلماء لإنشاء نظرية يمكنها تفسير تفضيل الصور المرآة للكون وفائض المادة.
تم نشر نتائج الدراسة في مقالتين (الأولى والثانية).
قراءة المزيد:
أقدم نص سيريلي تم العثور عليه على الإطلاق
عثر "ويب" على آثار لنجوم ضخمة بشكل لا يصدق: ماتوا في فجر الكون
أصوات غريبة مسجلة في طبقة الستراتوسفير على الأرض: كيف يحاول العلماء فهم طبيعتها
الرسم التوضيحي للغلاف: المساهمون في MaxPixel| المصدر: https://www.maxpixel.net/photo-5944353