Mange generasjoner av forskere var sikre på at fysikkens lover var absolutt symmetriske. Symmetri i seg selv er
Astronomer fra University of Florida fantdet første beviset på nødvendig brudd på symmetrien i skapelsens øyeblikk. De oppdaget at universet på et tidspunkt foretrakk ett sett med former fremfor speilbildene deres - et brudd på symmetrien skjedde. I følge dette konseptet var det en veldig kort tid i universets historie da fysikkens lover var veldig annerledes enn de er i dag, og dette fikk enorme konsekvenser for universets utvikling.
Som et resultat kom forskerne med to hovedkonklusjoner:For det første kan dette paritetsbruddet bare påvirke fremtidige galakser i en periode med ekstrem inflasjon i de tidligste øyeblikkene av universet, noe som bekrefter en sentral komponent i Big Bang-teorien om opprinnelsen til kosmos.
For det andre er paritetsbrudd ogsåville bidra til å svare på det kanskje viktigste spørsmålet i kosmologi: hvorfor noe eksisterer i det hele tatt. Dette er fordi paritetsbrudd er nødvendig for å forklare hvorfor det er mer materie enn antimaterie. Dette er en viktig betingelse for at galakser, stjerner, planeter og liv kan danne seg slik de gjør.
«Jeg har alltid vært interessert i store spørsmålom universet. Hva er begynnelsen på universet? Hva er reglene som det utvikler seg etter? Hvorfor er det noe og ikke ingenting? Dette arbeidet tar for seg disse viktige spørsmålene,” forklarer Zachary Slepian, professor i astronomi ved University of Florida som ledet den nye studien.
Ideen bak paritetssymmetri er at likningenefysikere er invariante under speilinversjon. Dette fører til spådommen om at speilbildet av en reaksjon (som en kjemisk reaksjon eller radioaktivt forfall) skjer på samme måte som selve reaksjonen. Forskere bruker ofte begrepet handedness for å beskrive denne egenskapen. Våre venstre og høyre hender er speilbilder av hverandre (betinget). Det er umulig å rotere venstre hånd i tre dimensjoner for å få den til å se ut som den høyre, noe som betyr at de alltid kan skilles fra hverandre.
Å bryte symmetrien ville bety detUniverset foretrekker enten en "venstrehendt" eller en "høyrehendt" form. For å forstå handedness, eller siden universet har valgt, forestilte forskere seg alle mulige kombinasjoner av fire galakser forbundet med imaginære linjer i rommet. De skapte et tredimensjonalt objekt - et tetraeder som ligner på en buet pyramide - den enkleste formen som har et speilbilde. De identifiserte høyrehendte og venstrehendte galaktiske tetraedre basert på hvordan galaksene var relatert til deres nærmeste og fjerneste "partnere" i disse imaginære formene.
For å gjøre dette måtte forskere analyserebillioner av imaginære tetraeder for hver av millioner av galakser det er et stort antall kombinasjoner. "Til slutt innså vi at vi trengte ny matematikk," skriver forskerne.
Så de utviklet kompleks matematiskformler som gjorde det mulig å utføre enorme beregninger på rimelig tid. Dette krevde fortsatt mye datakraft. For dette brukte forskere HiPerGator-superdatamaskinen.
På grunn av tekniske aspekter ved analyse er det vanskeligsi om universet "velger" "høyrehendte" eller "venstrehendte" former, men forskere har observert klare bevis på at kosmos har preferanser. Påliteligheten til funnene var syv sigma. I fysikk anses et resultat med en sigma-verdi på fem eller høyere vanligvis som pålitelig fordi sannsynligheten for et tilfeldig resultat på dette nivået er for liten.
Selv om forskere er sikre på dette signalet om bruddparitet, er det fortsatt mulig at usikkerhet i de underliggende målingene kan forklare asymmetrien. Heldigvis kan mye større prøver av galakser fra neste generasjons teleskoper gi nok data til å løse disse usikkerhetene på bare noen få år. Forskere planlegger å analysere disse nye, mer pålitelige dataene som en del av Dark Energy Spectroscopic Instrument-teleskopteamet.
I et symmetrisk univers ville Big Bang haskape like mengder materie og antimaterie, som ville ødelegge hverandre og etterlate kosmos uten stjerner og planeter Siden vi tydeligvis eksisterer i universet, har fysikere lenge sett etter noen tegn på asymmetri i tidlig skapelse.
Forskernes funn kan ennå ikke forklare hvordanvi fant oss selv med en så kritisk overflod av materie. "Hvordan" vil kreve ny fysikk utover standardmodellen, som forklarer universet vårt. Men nye resultater tyder sterkt på at det var en asymmetri i de tidligste øyeblikkene av Big Bang.
Nå starter kappløpet for forskere om å lage en teori som kan forklare preferansen for speilbilder av universet og overskuddet av materie.
Resultatene av studien ble publisert i to artikler (første, andre).
Les mer:
Eldste kyrilliske tekst noensinne funnet
"Webb" fant spor av utrolig store stjerner: de døde ved universets morgen
Merkelige lyder registrert i jordens stratosfære: hvordan forskere prøver å forstå deres natur
Forsideillustrasjon: MaxPixels bidragsytere| Kilde: https://www.maxpixel.net/photo-5944353