Mnoho generácií vedcov bolo presvedčených, že fyzikálne zákony sú absolútne symetrické. Symetria sama o sebe je
Zistili to astronómovia z Floridskej univerzityprvý dôkaz o nevyhnutnom porušení symetrie v momente stvorenia. Zistili, že vesmír v určitom bode uprednostňoval jednu množinu tvarov pred ich zrkadlovými obrazmi – došlo k porušeniu symetrie. Podľa tejto koncepcie bol v histórii nášho Vesmíru veľmi krátky čas, keď boli fyzikálne zákony úplne iné ako dnes, a to malo obrovské dôsledky pre vývoj Vesmíru.
V dôsledku toho vedci urobili dva hlavné závery:Po prvé, toto porušenie parity by mohlo ovplyvniť budúce galaxie iba počas obdobia extrémnej inflácie v najskorších okamihoch vesmíru, čo potvrdzuje ústrednú zložku teórie veľkého tresku o pôvode vesmíru.
Po druhé, porušenie parity je tiežby pomohol zodpovedať možno najdôležitejšiu otázku v kozmológii: prečo vôbec niečo existuje. Je to preto, že porušenie parity je potrebné na vysvetlenie, prečo existuje viac hmoty ako antihmoty. To je dôležitá podmienka pre to, aby sa galaxie, hviezdy, planéty a život formovali tak, ako sa tvoria.
„Vždy ma zaujímali veľké otázkyo vesmíre. Aký je začiatok vesmíru? Aké sú pravidlá, podľa ktorých sa vyvíja? Prečo je niečo a nie nič? Táto práca sa zaoberá týmito dôležitými otázkami,“ vysvetľuje Zachary Slepian, profesor astronómie na Floridskej univerzite, ktorý viedol novú štúdiu.
Myšlienkou paritnej symetrie sú rovnicefyzici sú pri zrkadlovej inverzii invariantní. To vedie k predpovedi, že zrkadlový obraz reakcie (ako je chemická reakcia alebo rádioaktívny rozpad) prebieha rovnakým spôsobom ako samotná reakcia. Vedci bežne používajú termín handedness na opis tejto vlastnosti. Naša ľavá a pravá ruka sú zrkadlovými obrazmi (podmienečne). Ľavú ruku nie je možné otočiť v troch rozmeroch, aby vyzerala ako pravá, čo znamená, že sa vždy dajú odlíšiť.
Narušenie symetrie by to znamenaloVesmír preferuje buď „ľavák“ alebo „pravák“. Aby vedci pochopili ručnosť alebo stranu, ktorú si vesmír zvolil, predstavili si všetky možné kombinácie štyroch galaxií spojených imaginárnymi čiarami vo vesmíre. Vytvorili trojrozmerný objekt – štvorsten podobný zakrivenej pyramíde – najjednoduchší tvar, ktorý má zrkadlový obraz. Identifikovali pravotočivé a ľavotočivé galaktické štvorsteny na základe vzťahu medzi galaxiami a ich najbližšími a najvzdialenejšími „partnermi“ v týchto imaginárnych tvaroch.
Vedci to museli analyzovaťbilióny pomyselných štvorstenov pre každú z miliónov galaxií to je obrovské množstvo kombinácií. „Nakoniec sme si uvedomili, že potrebujeme novú matematiku,“ píšu vedci.
Tak vyvinuli komplexnú matematikuvzorce, ktoré umožnili vykonávať obrovské výpočty v primeranom čase. To si stále vyžadovalo veľa výpočtového výkonu. Vedci na to použili superpočítač HiPerGator.
Vzhľadom na technické aspekty analýzy je to ťažképovedať, či si vesmír „vyberá“ „pravotočivé“ alebo „ľavoruké“ tvary, ale vedci pozorovali jasný dôkaz, že vesmír má preferencie. Spoľahlivosť zistení bola sedem sigma. Vo fyzike sa výsledok s hodnotou sigma 5 alebo vyššou zvyčajne považuje za spoľahlivý, pretože pravdepodobnosť náhodného výsledku na tejto úrovni je príliš malá.
Hoci vedci veria v tento signál porušeniaparity, je možné, že neistota v základných meraniach by mohla vysvetliť asymetriu. Našťastie oveľa väčšie vzorky galaxií z teleskopov novej generácie môžu poskytnúť dostatok údajov na vyriešenie týchto neistôt v priebehu niekoľkých rokov. Vedci plánujú analyzovať tieto nové, spoľahlivejšie údaje ako súčasť tímu teleskopu Dark Energy Spectroscopic Instrument.
V symetrickom vesmíre by nastal Veľký treskvytvoriť rovnaké množstvo hmoty a antihmoty, ktoré by sa navzájom zničili a zanechali by vesmír bez hviezd a planét. Keďže vo vesmíre jasne existujeme, fyzici už dlho hľadali známky asymetrie v ranom stvorení.
Zistenia vedcov zatiaľ nevedia vysvetliť akoocitli sme sa s takým kritickým množstvom hmoty. „Ako“ bude vyžadovať novú fyziku nad rámec štandardného modelu, ktorý vysvetľuje náš vesmír. Nové výsledky však silne naznačujú, že v prvých okamihoch Veľkého tresku existovala asymetria.
Teraz začínajú vedci, aby vytvorili teóriu, ktorá môže vysvetliť preferenciu zrkadlových obrazov vesmíru a prebytok hmoty.
Výsledky štúdie boli publikované v dvoch článkoch (prvý, druhý).
Čítaj viac:
Najstarší cyrilický text, aký sa kedy našiel
"Webb" našiel stopy neuveriteľne obrovských hviezd: zomreli na úsvite vesmíru
Podivné zvuky zaznamenané v stratosfére Zeme: ako sa vedci snažia pochopiť ich povahu
Titulná ilustrácia: prispievatelia MaxPixel| Zdroj: https://www.maxpixel.net/photo-5944353