Πολλές γενιές επιστημόνων ήταν βέβαιοι ότι οι νόμοι της φυσικής ήταν απολύτως συμμετρικοί. Η ίδια η συμμετρία είναι
Ανακάλυψαν αστρονόμοι από το Πανεπιστήμιο της Φλόρινταη πρώτη απόδειξη της αναγκαίας ρήξης της συμμετρίας τη στιγμή της δημιουργίας. Ανακάλυψαν ότι το Σύμπαν κάποια στιγμή προτίμησε ένα σύνολο σχημάτων από τις κατοπτρικές τους εικόνες - σημειώθηκε παραβίαση της συμμετρίας. Σύμφωνα με αυτή την ιδέα, υπήρξε ένα πολύ σύντομο χρονικό διάστημα στην ιστορία του Σύμπαντος μας όταν οι νόμοι της φυσικής ήταν πολύ διαφορετικοί από ό,τι είναι σήμερα, και αυτό είχε τεράστιες συνέπειες για την εξέλιξη του Σύμπαντος.
Ως αποτέλεσμα, οι επιστήμονες κατέληξαν σε δύο βασικά συμπεράσματα:Πρώτον, αυτή η παραβίαση της ισοτιμίας θα μπορούσε να επηρεάσει τους μελλοντικούς γαλαξίες μόνο κατά τη διάρκεια μιας περιόδου ακραίου πληθωρισμού στις πρώτες στιγμές του σύμπαντος, επιβεβαιώνοντας ένα κεντρικό στοιχείο της θεωρίας του Big Bang για την προέλευση του σύμπαντος.
Δεύτερον, η παραβίαση ισοτιμίας είναι επίσηςθα βοηθούσε να απαντηθεί ίσως η πιο σημαντική ερώτηση στην κοσμολογία: γιατί υπάρχει οτιδήποτε. Αυτό συμβαίνει επειδή απαιτείται παραβίαση ισοτιμίας για να εξηγηθεί γιατί υπάρχει περισσότερη ύλη παρά αντιύλη. Αυτή είναι μια σημαντική προϋπόθεση για να σχηματιστούν οι γαλαξίες, τα αστέρια, οι πλανήτες και η ζωή.
«Πάντα με ενδιέφεραν τα μεγάλα ερωτήματαγια το σύμπαν. Ποια είναι η αρχή του Σύμπαντος; Ποιοι είναι οι κανόνες με τους οποίους αναπτύσσεται; Γιατί υπάρχει κάτι και όχι τίποτα; Αυτή η εργασία αντιμετωπίζει αυτά τα σημαντικά ερωτήματα», εξηγεί ο Zachary Slepian, καθηγητής αστρονομίας στο Πανεπιστήμιο της Φλόριντα που ηγήθηκε της νέας μελέτης.
Η ιδέα πίσω από τη συμμετρία ισοτιμίας είναι ότι οι εξισώσειςΟι φυσικοί είναι αμετάβλητοι υπό την αντιστροφή καθρέφτη. Αυτό οδηγεί στην πρόβλεψη ότι η κατοπτρική εικόνα μιας αντίδρασης (όπως μια χημική αντίδραση ή ραδιενεργή αποσύνθεση) συμβαίνει με τον ίδιο τρόπο όπως η ίδια η αντίδραση. Οι επιστήμονες χρησιμοποιούν συνήθως τον όρο handedness για να περιγράψουν αυτό το χαρακτηριστικό. Το αριστερό και το δεξί μας χέρι είναι κατοπτρικά είδωλα το ένα του άλλου (υπό όρους). Είναι αδύνατο να περιστρέψετε το αριστερό χέρι σε τρεις διαστάσεις για να μοιάζει με το δεξί, πράγμα που σημαίνει ότι μπορούν πάντα να διαχωρίζονται.
Το σπάσιμο της συμμετρίας θα σήμαινε αυτόΤο Σύμπαν προτιμά είτε ένα "αριστερόχειρα" ή ένα "δεξιόχειρο". Για να κατανοήσουν τη χειρονομία ή την πλευρά που έχει επιλέξει το Σύμπαν, οι επιστήμονες φαντάστηκαν όλους τους πιθανούς συνδυασμούς τεσσάρων γαλαξιών που συνδέονται με φανταστικές γραμμές στο διάστημα. Δημιούργησαν ένα τρισδιάστατο αντικείμενο—ένα τετράεδρο παρόμοιο με μια κυρτή πυραμίδα—το απλούστερο σχήμα που έχει κατοπτρική εικόνα. Αναγνώρισαν τα δεξιόχειρα και τα αριστερόχειρα γαλαξιακά τετράεδρα με βάση το πώς σχετίζονταν οι γαλαξίες με τους πλησιέστερους και πιο απομακρυσμένους «συντρόφους» τους σε αυτά τα φανταστικά σχήματα.
Για να γίνει αυτό, οι επιστήμονες έπρεπε να αναλύσουντρισεκατομμύρια φανταστικά τετράεδρα για κάθε έναν από τους εκατομμύρια γαλαξίες αυτός είναι ένας τεράστιος αριθμός συνδυασμών. «Τελικά συνειδητοποιήσαμε ότι χρειαζόμασταν νέα μαθηματικά», γράφουν οι επιστήμονες.
Έτσι ανέπτυξαν πολύπλοκα μαθηματικάτύπους που επέτρεψαν την εκτέλεση τεράστιων υπολογισμών σε εύλογο χρόνο. Αυτό απαιτούσε ακόμα μεγάλη υπολογιστική ισχύ. Για αυτό, οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν τον υπερυπολογιστή HiPerGator.
Λόγω των τεχνικών πτυχών της ανάλυσης είναι δύσκολοπείτε εάν το Σύμπαν «επιλέγει» σχήματα «δεξιόχειρα» ή «αριστερόχειρα», αλλά οι επιστήμονες έχουν παρατηρήσει σαφείς ενδείξεις ότι ο Κόσμος έχει προτιμήσεις. Η αξιοπιστία των ευρημάτων ήταν επτά σίγμα. Στη φυσική, ένα αποτέλεσμα με τιμή σίγμα πέντε ή υψηλότερη θεωρείται συνήθως αξιόπιστο επειδή η πιθανότητα ενός τυχαίου αποτελέσματος σε αυτό το επίπεδο είναι πολύ μικρή.
Αν και οι επιστήμονες είναι σίγουροι για αυτό το σήμα παραβίασηςчетности, остается возможным, что неопределенность в основных измерениях может объяснить асимметрию. К счастью, гораздо более крупные выборки галактик с телескопов следующего поколения могут предоставить достаточно данных, чтобы устранить эти неопределенности всего за несколько лет. Ученые планируют провести анализ этих новых, более надежных данных в составе команды телескопа Dark Energy Spectroscopic Instrument.
В симметричной Вселенной Большой взрыв должен был να δημιουργήσουν ίσες ποσότητες ύλης και αντιύλης, που θα καταστρέφουν η μία την άλλη και θα αφήνουν τον Κόσμο χωρίς αστέρια και πλανήτες.Εφόσον υπάρχουμε ξεκάθαρα στο Σύμπαν, οι φυσικοί έχουν από καιρό αναζητήσει κάποια σημάδια ασυμμετρίας στην πρώιμη δημιουργία.
Τα ευρήματα των επιστημόνων δεν μπορούν ακόμη να εξηγήσουν πώςβρεθήκαμε με μια τόσο κρίσιμη αφθονία ύλης. Το «πώς» θα απαιτήσει νέα φυσική πέρα από το Καθιερωμένο Μοντέλο, το οποίο εξηγεί το Σύμπαν μας. Αλλά νέα αποτελέσματα υποδηλώνουν έντονα ότι υπήρχε μια ασυμμετρία στις πρώτες στιγμές του Big Bang.
Τώρα ξεκινά ο αγώνας για τους επιστήμονες να δημιουργήσουν μια θεωρία που μπορεί να εξηγήσει την προτίμηση για κατοπτρικές εικόνες του Σύμπαντος και την περίσσεια ύλης.
Τα αποτελέσματα της μελέτης δημοσιεύτηκαν σε δύο άρθρα (πρώτο, δεύτερο).
Διαβάστε περισσότερα:
Το παλαιότερο κυριλλικό κείμενο που βρέθηκε ποτέ
Ο "Webb" βρήκε ίχνη απίστευτα τεράστιων αστεριών: πέθαναν στην αυγή του σύμπαντος
Παράξενοι ήχοι που καταγράφηκαν στη στρατόσφαιρα της Γης: πώς οι επιστήμονες προσπαθούν να κατανοήσουν τη φύση τους
Εικονογράφηση εξωφύλλου: MaxPixel's contributors| Πηγή: https://www.maxpixel.net/photo-5944353