Multe generații de oameni de știință au fost încrezători că legile fizicii sunt absolut simetrice. Simetria în sine este
Astronomii de la Universitatea din Florida au descoperitprima dovadă a ruperii necesare a simetriei în momentul creaţiei. Ei au descoperit că Universul a preferat la un moment dat un set de forme imaginilor lor în oglindă - a avut loc o încălcare a simetriei. Conform acestui concept, a existat o perioadă foarte scurtă în istoria Universului nostru când legile fizicii au fost foarte diferite decât sunt astăzi, iar acest lucru a avut consecințe enorme pentru evoluția Universului.
Drept urmare, oamenii de știință au tras două concluzii principale:În primul rând, această încălcare a parității ar putea afecta viitoarele galaxii doar în timpul unei perioade de inflație extremă în primele momente ale universului, confirmând o componentă centrală a teoriei Big Bang a originilor cosmosului.
În al doilea rând, încălcarea parității este de asemeneaar ajuta la răspunsul poate la cea mai importantă întrebare din cosmologie: de ce există ceva. Acest lucru se datorează faptului că încălcarea parității este necesară pentru a explica de ce există mai multă materie decât antimaterie. Aceasta este o condiție importantă pentru ca galaxiile, stelele, planetele și viața să se formeze așa cum se formează.
„Întotdeauna am fost interesat de întrebările maridespre Univers. Care este începutul Universului? Care sunt regulile după care se dezvoltă? De ce există ceva și nu nimic? Această lucrare abordează aceste întrebări importante”, explică Zachary Slepian, profesor de astronomie la Universitatea din Florida, care a condus noul studiu.
Ideea din spatele simetriei parității este că ecuațiilefizicienii sunt invarianți sub inversarea oglinzii. Acest lucru duce la predicția că imaginea în oglindă a unei reacții (cum ar fi o reacție chimică sau dezintegrare radioactivă) are loc în același mod ca reacția în sine. Oamenii de știință folosesc în mod obișnuit termenul de mânuire pentru a descrie această trăsătură. Mâinile noastre stânga și dreaptă sunt imagini în oglindă una ale altora (condițional). Este imposibil să rotiți mâna stângă în trei dimensiuni pentru a o face să arate ca cea dreaptă, ceea ce înseamnă că acestea pot fi întotdeauna separate.
Ruperea simetriei ar însemna astaUniversul preferă fie o formă „stângaci”, fie o formă „dreapta”. Pentru a înțelege mâna sau partea pe care a ales-o Universul, oamenii de știință și-au imaginat toate combinațiile posibile de patru galaxii conectate prin linii imaginare în spațiu. Ei au creat un obiect tridimensional – un tetraedru asemănător cu o piramidă curbă – cea mai simplă formă care are o imagine în oglindă. Ei au identificat tetraedre galactice cu mâna dreaptă și stângă pe baza modului în care galaxiile au fost legate de „partenerii” lor cei mai apropiați și cei mai îndepărtați în aceste forme imaginare.
Pentru a face acest lucru, oamenii de știință trebuiau să analizezetrilioane de tetraedre imaginare pentru fiecare dintre cele milioanele de galaxii adică un număr mare de combinații. „În cele din urmă ne-am dat seama că avem nevoie de matematică nouă”, scriu oamenii de știință.
Așa că au dezvoltat matematică complexăformule care au făcut posibilă efectuarea unor calcule uriașe într-un timp rezonabil. Acest lucru necesita încă multă putere de calcul. Pentru aceasta, oamenii de știință au folosit supercomputerul HiPerGator.
Din cauza aspectelor tehnice ale analizei este dificilspuneți dacă Universul „alege” forme „dreapte” sau „stângace”, dar oamenii de știință au observat dovezi clare că cosmosul are preferințe. Fiabilitatea rezultatelor a fost de șapte sigma. În fizică, un rezultat cu o valoare sigma de cinci sau mai mare este de obicei considerat de încredere, deoarece probabilitatea unui rezultat aleatoriu la acest nivel este prea mică.
Deși oamenii de știință sunt încrezători în acest semnal de încălcareparitate, rămâne posibil ca incertitudinea în măsurătorile subiacente să explice asimetria. Din fericire, mostre mult mai mari de galaxii de la telescoape de generație următoare pot oferi suficiente date pentru a rezolva aceste incertitudini în doar câțiva ani. Oamenii de știință intenționează să analizeze aceste date noi, mai fiabile, ca parte a echipei de telescop al Instrumentului spectroscopic al energiei întunecate.
Într-un Univers simetric, Big Bang-ul ar fi avutcreează cantități egale de materie și antimaterie, care s-ar distruge reciproc și s-ar lăsa cosmosul fără stele și planete Din moment ce există în mod clar în Univers, fizicienii au căutat de multă vreme unele semne de asimetrie în creația timpurie.
Descoperirile oamenilor de știință nu pot explica încă cumne-am trezit cu o abundență atât de critică de materie. „Cum” va necesita o nouă fizică dincolo de Modelul Standard, care explică Universul nostru. Dar noile rezultate sugerează cu tărie că a existat o asimetrie în primele momente ale Big Bang-ului.
Acum începe cursa pentru ca oamenii de știință să creeze o teorie care să explice preferința pentru imaginile în oglindă ale Universului și excesul de materie.
Rezultatele studiului au fost publicate în două articole (primul, al doilea).
Citeste mai mult:
Cel mai vechi text chirilic găsit vreodată
„Webb” a găsit urme de stele incredibil de uriașe: au murit în zorii universului
Sunete ciudate înregistrate în stratosfera Pământului: cum încearcă oamenii de știință să le înțeleagă natura
Ilustrație de copertă: colaboratorii MaxPixel| Sursa: https://www.maxpixel.net/photo-5944353