Muchas generaciones de científicos confiaban en que las leyes de la física eran absolutamente simétricas. La simetría misma es
Astrónomos de la Universidad de Florida descubrieronla primera evidencia de la necesaria ruptura de la simetría en el momento de la creación. Descubrieron que el Universo en algún momento prefirió un conjunto de formas a sus imágenes especulares: se produjo una violación de la simetría. Según este concepto, hubo un período muy corto en la historia de nuestro Universo en el que las leyes de la física eran muy diferentes a las actuales, y esto tuvo enormes consecuencias para la evolución del Universo.
Como resultado, los científicos sacaron dos conclusiones principales:En primer lugar, esta violación de la paridad sólo podría afectar a las galaxias futuras durante un período de inflación extrema en los primeros momentos del universo, lo que confirma un componente central de la teoría del Big Bang sobre los orígenes del cosmos.
En segundo lugar, la violación de la paridad también esayudaría a responder quizás la pregunta más importante en cosmología: por qué existe algo. Esto se debe a que se requiere una violación de la paridad para explicar por qué hay más materia que antimateria. Esta es una condición importante para que las galaxias, las estrellas, los planetas y la vida se formen como lo hacen.
“Siempre me han interesado las grandes preguntassobre el Universo. ¿Cuál es el comienzo del Universo? ¿Cuáles son las reglas por las que se desarrolla? ¿Por qué hay algo y no nada? Este trabajo aborda estas importantes cuestiones”, explica Zachary Slepian, profesor de astronomía en la Universidad de Florida que dirigió el nuevo estudio.
La idea detrás de la simetría de paridad es que las ecuacioneslos físicos son invariantes bajo inversión especular. Esto lleva a la predicción de que la imagen especular de una reacción (como una reacción química o una desintegración radiactiva) ocurre de la misma manera que la reacción misma. Los científicos suelen utilizar el término lateralidad para describir este rasgo. Nuestras manos izquierda y derecha son imágenes especulares entre sí (condicionalmente). Es imposible girar la mano izquierda en tres dimensiones para que se parezca a la derecha, lo que significa que siempre se pueden diferenciar.
Romper la simetría significaría queEl universo prefiere una forma "zurda" o "diestra". Para comprender la lateralidad, o el lado que ha elegido el Universo, los científicos imaginaron todas las combinaciones posibles de cuatro galaxias conectadas por líneas imaginarias en el espacio. Crearon un objeto tridimensional, un tetraedro similar a una pirámide curva, la forma más simple que tiene una imagen especular. Identificaron tetraedros galácticos diestros y zurdos basándose en cómo se relacionaban las galaxias con sus “socios” más cercanos y lejanos en estas formas imaginarias.
Para ello, los científicos necesitaban analizarbillones de tetraedros imaginarios para cada una de los millones de galaxias, es decir, una enorme cantidad de combinaciones. "Al final nos dimos cuenta de que necesitábamos nuevas matemáticas", escriben los científicos.
Entonces desarrollaron matemáticas complejas.Fórmulas que permitieron realizar enormes cálculos en un tiempo razonable. Esto todavía requería mucha potencia informática. Para ello, los científicos utilizaron la supercomputadora HiPerGator.
Debido a los aspectos técnicos del análisis es difícilNo se sabe si el Universo “elige” formas “diestras” o “zurdas”, pero los científicos han observado pruebas claras de que el cosmos sí tiene preferencias. La confiabilidad de los hallazgos fue siete sigma. En física, un resultado con un valor sigma de cinco o más suele considerarse fiable porque la probabilidad de un resultado aleatorio en este nivel es demasiado pequeña.
Aunque los científicos confían en esta señal de violaciónparidad, sigue siendo posible que la incertidumbre en las mediciones subyacentes pueda explicar la asimetría. Afortunadamente, muestras mucho más grandes de galaxias obtenidas con telescopios de próxima generación pueden proporcionar datos suficientes para resolver estas incertidumbres en tan solo unos años. Los científicos planean analizar estos datos nuevos y más confiables como parte del equipo del telescopio del Instrumento Espectroscópico de Energía Oscura.
En un Universo simétrico, el Big Bang habríacrear cantidades iguales de materia y antimateria, lo que se destruiría entre sí y dejaría al cosmos sin estrellas ni planetas. Dado que claramente existimos en el Universo, los físicos han buscado durante mucho tiempo algunos signos de asimetría en la creación temprana.
Los hallazgos de los científicos aún no pueden explicar cómonos encontramos con una abundancia de materia tan crítica. El “cómo” requerirá nueva física más allá del Modelo Estándar, que explica nuestro Universo. Pero nuevos resultados sugieren firmemente que hubo una asimetría en los primeros momentos del Big Bang.
Ahora comienza la carrera para que los científicos creen una teoría que pueda explicar la preferencia por las imágenes especulares del Universo y el exceso de materia.
Los resultados del estudio se publicaron en dos artículos (primero, segundo).
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