Fysiikan lait olivat aiemmin erilaisia, mikä saattaa selittää, miksi olet olemassa

06. kesäkuuta 2023 (Nanowerk-uutiset) Fysiikan lakien on täytynyt olla erilaisia ​​maailmankaikkeuden alussa kuin nyt, Floridan yliopiston tähtitieteilijöiden tekemän mielenkiinnon herättävän tutkimuksen mukaan, joka antaa vihjeitä siitä, miksi tähdet, planeetat ja elämä itse onnistuivat muodostumaan universumi. Analysoituaan valtavan miljoonan, biljoonan galaksiryhmän jakauman, tiedemiehet havaitsivat, että fyysiset lait pitivät kerran parempana yhtä muotosarjaa peilikuvien sijaan. Ikään kuin universumi itse suosisi oikeakätisiä vasenkätisten sijaan tai päinvastoin. Löydöt, jotka osittain mahdollistivat UF:n supertietokone HiPerGator, selittävät ehkä suurimman kosmologian kysymyksen: miksi mitään on olemassa? Tämä johtuu siitä, että jonkinlainen kädenlujuus luomisen varhaisina hetkinä on välttämätön selittämään, miksi maailmankaikkeus on tehty aineesta, aineesta, joka tekee kaiken näkemämme. Tulokset auttavat myös vahvistamaan alkuräjähdyksen teorian keskeisen periaatteen maailmankaikkeuden alkuperästä. ”Olen aina ollut kiinnostunut maailmankaikkeutta koskevista suurista kysymyksistä. Mikä on maailmankaikkeuden alku? Mitkä ovat ne säännöt, joiden mukaan se kehittyy? Miksi on jotain enemmän kuin ei mitään?" sanoi Zachary Slepian, UF:n tähtitieteen professori, joka ohjasi uutta tutkimusta. "Tämä työ käsittelee näitä suuria kysymyksiä." Slepian työskenteli UF-tutkinnon suorittaneen tutkijan ja tutkimuksen ensimmäisen kirjoittajan Jiamin Houn ja Lawrence Berkeley National Laboratoryn fyysikon Robert Cahnin kanssa analyysin suorittamiseksi. Kolmikko julkaisi havainnot lehdessä Kuukausittaiset ilmoitukset Royal Astronomical Society -tapahtumasta ("Parity-pariton moodien mittaaminen Sloan Digital Sky Survey Baryon Oscillation Spectroscopic Surveyn kahdestoista datajulkaisun CMASS- ja LOWZ-galaksien laajamittaisessa 4-pisteen korrelaatiofunktiossa").

Peilikuva

Heidän tutkimuksensa oli suunniteltu etsimään fysiikassa "pariteettisymmetriana" tunnetun käsitteen rikkomista, joka viittaa peilikuvan heijastuksiin, jotka muistuttavat vasen- tai oikeakätisyys. Fysiikassa monilla asioilla voidaan sanoa olevan kätisyys, kuten elektronin spin. Nykypäivän fysiikan lait eivät kuitenkaan yleensä välitä, onko tämä pyöritys vasen- vai oikeakätinen. Tätä fysiikan lakien yhtäläistä tai symmetristä soveltamista kädestä riippumatta kutsutaan pariteettisymmetriaksi. Ainoa ongelma on, että pariteettisymmetrian on täytynyt olla jossain vaiheessa rikki. Joitakin muinaisia ​​pariteetin rikkomuksia – jonkinlaista oikeakätisten tai vasenkätisten tavaroiden suosimista kaukaisessa menneisyydessä – tarvitaan selittämään, kuinka universumi loi enemmän ainetta kuin antimateriaa. Jos pariteettisymmetria säilyisi alkuräjähdyksen aikana, yhtä suuret osat ainetta ja antimateriaa olisivat yhdistyneet, tuhonneet toisensa ja jättäneet maailmankaikkeuden täysin tyhjäksi. Joten äskettäin Physical Review Lettersissa julkaistussa artikkelissa Slepian, Hou ja Cahn ehdottivat kekseliäistä tapaa etsiä todisteita siitä, että pariteettia todellakin rikottiin alkuräjähdyksen aikana. Heidän ideanaan oli kuvitella kaikki neljän galaksin yhdistelmät yötaivaalla. Yhdistä nämä neljä galaksia toisiinsa kuvitteellisilla viivoilla, ja sinulla on vino pyramidi, tetraedri. Tämä on yksinkertaisin mahdollinen 3D-muoto – ja siten yksinkertaisin muoto, jolla on peilikuva, pariteettisymmetrian avaintesti. Heidän menetelmänsä vaati biljoonan mahdollisen tetraedrin analysointia kutakin miljoonaa galaksia kohti, uskomaton määrä yhdistelmiä. "Lopuksi ymmärsimme, että tarvitsemme uutta matematiikkaa", Slepian sanoi. Joten Slepianin tiimi kehitti kehittyneitä matemaattisia kaavoja, joiden avulla valtavat laskelmat pystyttiin suorittamaan kohtuullisessa ajassa. Se vaati silti huomattavan määrän laskentatehoa. "UF:n ainutlaatuinen tekniikka, joka meillä on täällä HiPerGator-supertietokoneen ja sen edistyneiden GPU:iden kanssa, antoi meille mahdollisuuden suorittaa analyysin tuhansia kertoja eri asetuksilla testataksemme tulostamme", hän sanoi. Slepianin ryhmä havaitsi, että maailmankaikkeus todellakin merkitsi varhaisessa vaiheessa vasen- tai oikeakätisiä materiaaleja, joista lopulta tuli nykypäivän galakseja. (Monimutkaisen matematiikan vuoksi on vaikea sanoa, oliko tämä etusijalla oikea- vai vasenkätisyys.) He tekivät tuloksensa seitsemällä sigmalla tunnetulla varmuudella, joka mittaa, kuinka epätodennäköistä on saavuttaa tulos pelkän sattuman perusteella. Fysiikassa tulosta, jonka merkitys on viisi sigmaa tai suurempi, pidetään tyypillisesti luotettavana, koska todennäköisyys mahdolliselle tulokselle tällä tasolla on häviävän pieni. Samanlainen analyysi, jonka suoritti entinen Slepian-laboratorion jäsen Slepianin, Cahnin ja Houn ehdottamalla menetelmällä, tunnisti saman yleisen käden mieltymyksen, vaikkakin hieman pienemmällä tilastollisella varmuudella tutkimussuunnitelman erojen vuoksi. On edelleen mahdollista, että epävarmuus taustalla olevissa mittauksissa voisi selittää epäsymmetrian. Onneksi paljon suuremmat galaksinäytteet seuraavan sukupolven teleskoopeista voisivat tarjota tarpeeksi tietoa näiden epävarmuustekijöiden poistamiseksi vain muutamassa vuodessa. Slepianin ryhmä UF:ssä suorittaa analyysinsä tästä uudesta, vanhemmasta tiedosta osana Dark Energy Spectroscopic Instrument -teleskooppitiimiä. Tämä ei ole ensimmäinen kerta, kun pariteettirikkomus havaitaan, mutta se on ensimmäinen todiste pariteettirikkomuksesta, joka voi vaikuttaa galaksien kolmiulotteiseen klusteroitumiseen universumissa. Yksi perusvoimista, heikko voima, rikkoo myös pariteettia. Mutta sen ulottuvuus on erittäin rajallinen, eikä se voi vaikuttaa galaksien mittakaavaan eikä selittää aineen runsautta universumissa. Tämä yleinen vaikutus edellyttäisi, että pariteettirikkomus tapahtuisi heti alkuräjähdyksen hetkellä, eli inflaatioksi kutsuttuna ajanjaksona. "Koska pariteettirikkomus voidaan painaa maailmankaikkeuteen vain inflaation aikana, jos se, mitä löysimme, on totta, se tarjoaa savutonta näyttöä inflaatiosta", Slepian sanoi. Slepianin laboratorion havainnot eivät vielä pysty selittämään, kuinka fysiikan lait muuttuivat, mikä vaatii uusia teorioita, jotka menevät standardimallin pidemmälle, teoria, joka selittää nykyisen universumimme.

• SEO-pohjainen sisällön ja PR-jakelu. Vahvista jo tänään.
• PlatoAiStream. Web3 Data Intelligence. Tietoa laajennettu. Pääsy tästä.
• Tulevaisuuden lyöminen Adryenn Ashley. Pääsy tästä.
• Osta ja myy osakkeita PRE-IPO-yhtiöissä PREIPO®:lla. Pääsy tästä.
• Lähde: https://www.nanowerk.com/news2/space/newsid=63129.php