De nombreuses générations de scientifiques étaient convaincus que les lois de la physique étaient absolument symétriques. La symétrie elle-même est
Des astronomes de l'Université de Floride ont découvertla première preuve de la nécessaire rupture de symétrie au moment de la création. Ils ont découvert qu’à un moment donné, l’Univers préférait un ensemble de formes à leurs images dans un miroir – une violation de la symétrie s’est produite. Selon ce concept, il y a eu une très courte période dans l’histoire de notre Univers où les lois de la physique étaient très différentes de celles d’aujourd’hui, ce qui a eu d’énormes conséquences sur l’évolution de l’Univers.
En conséquence, les scientifiques ont tiré deux conclusions principales :Premièrement, cette violation de la parité ne pourrait affecter les galaxies futures que pendant une période d’inflation extrême dans les premiers instants de l’univers, confirmant ainsi un élément central de la théorie du Big Bang sur les origines du cosmos.
Deuxièmement, la violation de la parité est égalementaiderait à répondre peut-être à la question la plus importante de la cosmologie : pourquoi quelque chose existe. En effet, une violation de la parité est nécessaire pour expliquer pourquoi il y a plus de matière que d'antimatière. Il s’agit d’une condition importante pour que les galaxies, les étoiles, les planètes et la vie se forment comme elles le font.
«J'ai toujours été intéressé par les grandes questionssur l'Univers. Quel est le début de l'Univers ? Quelles sont les règles selon lesquelles il se développe ? Pourquoi y a-t-il quelque chose et pas rien ? Ce travail répond à ces questions importantes », explique Zachary Slepian, professeur d'astronomie à l'Université de Floride qui a dirigé la nouvelle étude.
L'idée derrière la symétrie de parité est que les équationsles physiciens sont invariants sous inversion miroir. Cela conduit à prédire que l’image miroir d’une réaction (telle qu’une réaction chimique ou une désintégration radioactive) se produit de la même manière que la réaction elle-même. Les scientifiques utilisent couramment le terme « manorité » pour décrire ce trait. Nos mains gauche et droite sont des images miroir l’une de l’autre (sous condition). Il est impossible de faire pivoter la main gauche en trois dimensions pour la faire ressembler à la droite, ce qui signifie qu'on peut toujours les distinguer.
Briser la symétrie signifierait queL’univers préfère une forme « gauche » ou « droite ». Pour comprendre la main, ou le côté choisi par l’Univers, les scientifiques ont imaginé toutes les combinaisons possibles de quatre galaxies reliées par des lignes imaginaires dans l’espace. Ils ont créé un objet tridimensionnel – un tétraèdre semblable à une pyramide incurvée – la forme la plus simple ayant une image miroir. Ils ont identifié des tétraèdres galactiques droitiers et gauchers en fonction de la manière dont les galaxies étaient liées à leurs « partenaires » les plus proches et les plus éloignés dans ces formes imaginaires.
Pour ce faire, les scientifiques devaient analyserdes milliards de tétraèdres imaginaires pour chacune des millions de galaxies, cela représente un nombre énorme de combinaisons. « Finalement, nous avons réalisé que nous avions besoin de nouvelles mathématiques », écrivent les scientifiques.
Ils ont donc développé des mathématiques complexesdes formules qui permettaient d'effectuer d'énormes calculs dans un temps raisonnable. Cela nécessitait encore beaucoup de puissance de calcul. Pour cela, les scientifiques ont utilisé le supercalculateur HiPerGator.
En raison des aspects techniques de l'analyse, il est difficileOn ne sait pas si l’Univers « choisit » des formes « droitières » ou « gauchers », mais les scientifiques ont observé des preuves claires que le cosmos a effectivement des préférences. La fiabilité des résultats était de sept sigma. En physique, un résultat avec une valeur sigma de cinq ou plus est généralement considéré comme fiable car la probabilité d'un résultat aléatoire à ce niveau est trop faible.
Bien que les scientifiques soient confiants dans ce signal de violationparité, il reste possible que l’incertitude dans les mesures sous-jacentes puisse expliquer l’asymétrie. Heureusement, des échantillons de galaxies beaucoup plus grands provenant des télescopes de nouvelle génération pourraient fournir suffisamment de données pour résoudre ces incertitudes en quelques années seulement. Les scientifiques prévoient d’analyser ces nouvelles données plus fiables au sein de l’équipe du télescope Dark Energy Spectroscopique Instrument.
Dans un Univers symétrique, le Big Bang auraitcréerait des quantités égales de matière et d'antimatière, qui se détruiraient mutuellement et laisseraient le cosmos sans étoiles ni planètes. Puisque nous existons clairement dans l'Univers, les physiciens ont longtemps recherché des signes d'asymétrie dans les débuts de la création.
Les découvertes des scientifiques ne peuvent pas encore expliquer commentnous nous sommes retrouvés avec une abondance de matière si critique. Le « comment » nécessitera une nouvelle physique au-delà du modèle standard, qui explique notre Univers. Mais de nouveaux résultats suggèrent fortement qu’il y avait une asymétrie dès les premiers instants du Big Bang.
Maintenant, la course commence pour les scientifiques pour créer une théorie qui puisse expliquer la préférence pour les images miroir de l'Univers et l'excès de matière.
Les résultats de l'étude ont été publiés dans deux articles (premier, deuxième).
Lire la suite:
Le plus ancien texte cyrillique jamais trouvé
"Webb" a trouvé des traces d'étoiles incroyablement énormes: elles sont mortes à l'aube de l'univers
Sons étranges enregistrés dans la stratosphère terrestre : comment les scientifiques tentent de comprendre leur nature
Illustration de couverture : contributeurs de MaxPixel| Source : https://www.maxpixel.net/photo-5944353