Hukum fisika dulunya berbeda, yang mungkin menjelaskan mengapa Anda ada

06 Jun 2023 (Berita Nanowerk) Hukum fisika pasti berbeda pada awal alam semesta daripada sekarang, menurut sebuah penelitian yang dilakukan oleh para astronom University of Florida, yang memberikan petunjuk mengapa bintang, planet, dan kehidupan itu sendiri berhasil terbentuk di alam semesta. semesta. Setelah menganalisis distribusi jutaan, triliunan kelompok galaksi, para ilmuwan menemukan bahwa hukum fisika pernah lebih menyukai satu set bentuk daripada bayangan cerminnya. Seolah-olah alam semesta itu sendiri dulu lebih menyukai hal-hal yang kidal daripada hal-hal yang kidal, atau sebaliknya. Temuan ini, sebagian dimungkinkan oleh superkomputer HiPerGator milik UF, membantu menjelaskan mungkin pertanyaan terbesar dalam kosmologi: Mengapa ada sesuatu? Itu karena beberapa jenis kidal pada saat-saat paling awal penciptaan diperlukan untuk menjelaskan mengapa alam semesta terbuat dari materi, bahan yang membuat segala sesuatu yang kita lihat. Hasilnya juga membantu mengkonfirmasi prinsip utama teori Big Bang tentang asal usul alam semesta. “Saya selalu tertarik dengan pertanyaan besar tentang alam semesta. Apa awal dari alam semesta? Apa aturan di mana ia berkembang? Mengapa ada sesuatu daripada tidak sama sekali?” kata Zachary Slepian, seorang profesor astronomi UF yang mengawasi studi baru tersebut. “Karya ini menjawab pertanyaan-pertanyaan besar itu.” Slepian bekerja dengan peneliti pascadoktoral UF dan penulis pertama studi tersebut, Jiamin Hou, dan fisikawan Laboratorium Nasional Lawrence Berkeley Robert Cahn untuk melakukan analisis. Ketiganya menerbitkan temuan mereka di jurnal Pemberitahuan Bulanan dari Royal Astronomical Society ("Pengukuran mode paritas-ganjil dalam fungsi korelasi 4-titik berskala besar dari Sloan Digital Sky Survey Baryon Oscillation Spectroscopic Survey rilis data kedua belas galaksi CMASS dan LOWZ").

Gambar cermin

Studi mereka dirancang untuk mencari pelanggaran konsep yang dikenal sebagai "simetri paritas" dalam fisika, yang merujuk pada pantulan gambar cermin yang mirip dengan kidal atau kidal. Banyak hal dalam fisika dapat dikatakan memiliki sifat kidal, seperti putaran elektron. Hukum fisika saat ini biasanya tidak peduli apakah putaran ini kiri atau kanan. Penerapan hukum fisika yang sama, atau simetris, terlepas dari kidal disebut sebagai simetri paritas. Satu-satunya masalah adalah simetri paritas pasti telah rusak di beberapa titik. Beberapa pelanggaran paritas kuno – semacam preferensi untuk benda kidal atau kidal di masa lampau – diperlukan untuk menjelaskan bagaimana alam semesta menciptakan lebih banyak materi daripada antimateri. Jika simetri paritas dipertahankan selama Big Bang, bagian materi dan antimateri yang setara akan bergabung, memusnahkan satu sama lain, dan membiarkan alam semesta benar-benar kosong. Jadi dalam makalah terbaru yang diterbitkan di Physical Review Letters, Slepian, Hou dan Cahn mengusulkan cara inventif untuk mencari bukti bahwa paritas memang dilanggar selama Big Bang. Ide mereka adalah membayangkan setiap kemungkinan kombinasi dari empat galaksi di langit malam. Hubungkan keempat galaksi itu bersama-sama dengan garis imajiner, dan Anda memiliki piramida miring, sebuah tetrahedron. Ini adalah bentuk 3D paling sederhana yang mungkin –dan dengan demikian bentuk paling sederhana yang memiliki gambar cermin, tes utama untuk simetri paritas. Metode mereka membutuhkan analisis satu triliun kemungkinan tetrahedron untuk masing-masing dari satu juta galaksi, kombinasi yang luar biasa banyaknya. “Akhirnya kami menyadari bahwa kami membutuhkan matematika baru,” kata Slepian. Jadi tim Slepian mengembangkan rumus matematika canggih yang memungkinkan perhitungan besar dilakukan dalam jangka waktu yang masuk akal. Itu masih membutuhkan banyak daya komputasi. “Teknologi unik UF yang kami miliki di sini dengan superkomputer HiPerGator dan GPU canggihnya memungkinkan kami menjalankan analisis ribuan kali dengan pengaturan berbeda untuk menguji hasil kami,” katanya. Kelompok Slepian menemukan bahwa, memang, alam semesta menanamkan preferensi awal untuk benda bertangan kiri atau bertangan kanan ke materi yang akhirnya menjadi galaksi saat ini. (Matematika yang rumit membuat sulit untuk mengatakan apakah preferensi itu untuk kidal atau kidal.) Mereka menetapkan temuan mereka dengan tingkat kepastian yang dikenal sebagai tujuh sigma, ukuran seberapa tidak mungkin untuk mencapai hasil. berdasarkan kebetulan saja. Dalam fisika, hasil dengan signifikansi lima sigma atau lebih tinggi biasanya dianggap andal karena kemungkinan hasil kebetulan pada tingkat ini semakin kecil. Analisis serupa, yang dilakukan oleh mantan anggota lab Slepian dengan menggunakan metode yang diusulkan oleh Slepian, Cahn, dan Hou, mengidentifikasi preferensi penggunaan tangan universal yang sama, meskipun dengan kepercayaan statistik yang sedikit lebih rendah karena perbedaan dalam desain penelitian. Tetap mungkin bahwa ketidakpastian dalam pengukuran yang mendasarinya dapat menjelaskan asimetri tersebut. Untungnya, sampel galaksi yang jauh lebih besar dari teleskop generasi berikutnya dapat memberikan data yang cukup untuk menghapus ketidakpastian ini hanya dalam beberapa tahun. Kelompok Slepian di UF akan melakukan analisis mereka pada data baru yang lebih kuat ini sebagai bagian dari tim teleskop Instrumen Spektroskopi Energi Gelap. Ini bukan pertama kalinya pelanggaran paritas terlihat, tetapi ini adalah bukti pertama pelanggaran paritas yang dapat memengaruhi pengelompokan galaksi tiga dimensi di alam semesta. Salah satu kekuatan fundamental, kekuatan lemah, juga melanggar paritas. Tetapi jangkauannya sangat terbatas, dan tidak dapat mempengaruhi skala galaksi atau menjelaskan kelimpahan materi di alam semesta. Pengaruh universal itu membutuhkan pelanggaran paritas yang terjadi tepat pada saat Big Bang, periode yang dikenal sebagai inflasi. "Karena pelanggaran paritas hanya dapat dicetak di alam semesta selama inflasi, jika apa yang kami temukan benar, itu memberikan bukti inflasi," kata Slepian. Temuan lab Slepian belum bisa menjelaskan bagaimana hukum fisika berubah, yang akan membutuhkan teori baru yang melampaui Standard Model, sebuah teori yang menjelaskan alam semesta kita saat ini.

• Konten Bertenaga SEO & Distribusi PR. Dapatkan Amplifikasi Hari Ini.
• PlatoAiStream. Kecerdasan Data Web3. Pengetahuan Diperkuat. Akses Di Sini.
• Mencetak Masa Depan bersama Adryenn Ashley. Akses Di Sini.
• Beli dan Jual Saham di Perusahaan PRE-IPO dengan PREIPO®. Akses Di Sini.
• Sumber: https://www.nanowerk.com/news2/space/newsid=63129.php