예전에는 물리 법칙이 달랐고, 이것이 당신이 존재하는 이유를 설명할 수 있습니다.

예전에는 물리 법칙이 달랐고, 이것이 당신이 존재하는 이유를 설명할 수 있습니다.

타임 스탬프 : 6 년 2023 월 12 일 오후 59:XNUMX
소스 노드 : 2704958
06 년 2023 월 XNUMX 일 (나노 워크 뉴스) 플로리다 대학의 천문학자들이 실시한 놀라운 연구에 따르면 우주가 시작되었을 때의 물리 법칙은 지금과 달랐을 것입니다. 우주. 엄청나게 많은 수조 개의 은하 그룹의 분포를 분석한 후, 과학자들은 물리 법칙이 한때 거울 이미지보다 한 세트의 모양을 선호했음을 발견했습니다. 마치 우주 자체가 왼손잡이 대신 오른손잡이를 선호하거나 그 반대인 것과 같습니다. UF의 슈퍼컴퓨터 HiPerGator에 의해 부분적으로 가능해진 이 발견은 아마도 우주론에서 아마도 가장 큰 질문인 무엇인가가 왜 존재하는가? 왜 우주가 물질로 이루어져 있는지, 우리가 보는 모든 것을 만드는 물질로 이루어진 이유를 설명하려면 창조 초기의 어떤 손재주가 필요하기 때문입니다. 그 결과는 또한 우주의 기원에 대한 빅뱅 이론의 중심 교리를 확인하는 데 도움이 됩니다. “저는 항상 우주에 관한 큰 질문에 관심이 있었습니다. 우주의 시작은 무엇입니까? 진화하는 규칙은 무엇입니까? 왜 아무것도 아닌데 뭔가 있는 거죠?” 새로운 연구를 감독한 UF 천문학 교수인 Zachary Slepian은 말했습니다. "이 작업은 이러한 큰 질문을 해결합니다." Slepian은 분석을 수행하기 위해 UF 박사후 연구원 및 연구의 첫 번째 저자인 Jiamin Hou 및 Lawrence Berkeley National Laboratory 물리학자 Robert Cahn과 함께 작업했습니다. 트리오는 저널에 연구 결과를 발표했습니다. 왕립 천문 학회 월간 고지 (“Sloan Digital Sky Survey Baryon Oscillation Spectroscopic Survey 4차 데이터 공개 CMASS 및 LOWZ 은하의 대규모 XNUMX점 상관 함수에서 패리티 홀수 모드 측정”).

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그들의 연구는 왼손잡이 또는 오른손잡이와 유사한 거울상 반사를 나타내는 물리학의 "패리티 대칭"으로 알려진 개념의 위반을 찾기 위해 고안되었습니다. 물리학의 많은 것들은 전자의 스핀과 같은 손잡이를 가지고 있다고 말할 수 있습니다. 그러나 오늘날의 물리 법칙은 일반적으로 이 회전이 왼손잡이인지 오른손잡이인지 상관하지 않습니다. 손의 사용에 관계없이 물리 법칙을 동등하게 또는 대칭적으로 적용하는 것을 패리티 대칭이라고 합니다. 유일한 문제는 패리티 대칭이 어느 시점에서 깨졌음에 틀림없다는 것입니다. 우주가 어떻게 반물질보다 더 많은 물질을 생성했는지 설명하려면 일부 고대 패리티 위반(먼 과거에 오른손잡이 또는 왼손잡이 물건에 대한 일종의 선호)이 필요합니다. 빅뱅 동안 패리티 대칭이 유지된다면 물질과 반물질의 동일한 부분이 결합하여 서로를 소멸시키고 우주를 완전히 텅 비게 만들었을 것입니다. 따라서 Physical Review Letters에 발표된 최근 논문에서 Slepian, Hou 및 Cahn은 빅뱅 동안 패리티가 실제로 위반되었다는 증거를 찾는 창의적인 방법을 제안했습니다. 그들의 아이디어는 밤하늘에 있는 네 개의 은하의 가능한 모든 조합을 상상하는 것이었습니다. 이 네 개의 은하계를 가상의 선으로 연결하면 한쪽으로 치우친 피라미드, 즉 사면체가 생깁니다. 이것은 가능한 가장 단순한 3D 모양이며 따라서 패리티 대칭에 대한 핵심 테스트인 거울 이미지가 있는 가장 단순한 모양입니다. 그들의 방법은 XNUMX만 개의 은하 각각에 대해 XNUMX조 개의 가능한 사면체, 즉 엄청난 수의 조합을 분석해야 했습니다. "결국 우리는 새로운 수학이 필요하다는 것을 깨달았습니다."라고 Slepian은 말했습니다. 그래서 Slepian의 팀은 엄청난 계산을 합리적인 기간 내에 수행할 수 있는 정교한 수학 공식을 개발했습니다. 여전히 상당한 양의 계산 능력이 필요했습니다. "HiPerGator 슈퍼컴퓨터와 고급 GPU와 함께 여기 있는 UF의 고유한 기술을 통해 다양한 설정으로 분석을 수천 번 실행하여 결과를 테스트할 수 있었습니다."라고 그는 말했습니다. Slepian의 그룹은 실제로 우주가 결국 오늘날의 은하가 된 물질에 왼손잡이 또는 오른손잡이 물건에 대한 초기 선호도를 각인했다는 사실을 발견했습니다. (복잡한 수학으로 인해 선호도가 오른손잡이인지 왼손잡이인지 말하기 어렵습니다.) 그들은 결과를 달성할 가능성이 얼마나 낮은지를 측정하는 XNUMX시그마로 알려진 확실성으로 결과를 확립했습니다. 오직 우연에 근거합니다. 물리학에서 XNUMX 시그마 이상의 유의미를 가진 결과는 일반적으로 신뢰할 수 있는 것으로 간주됩니다. 이 수준에서 우연한 결과가 나올 확률이 매우 작기 때문입니다. Slepian, Cahn 및 Hou가 제안한 방법을 사용하여 이전 Slepian 연구실 구성원이 수행한 유사한 분석에서는 연구 설계의 차이로 인해 통계적 신뢰도가 약간 낮기는 하지만 동일한 보편적 손 선호도를 확인했습니다. 기본 측정의 불확실성이 비대칭을 설명할 수 있는 가능성은 남아 있습니다. 고맙게도 차세대 망원경의 훨씬 더 큰 은하 샘플은 단 몇 년 만에 이러한 불확실성을 제거하기에 충분한 데이터를 제공할 수 있습니다. University of Florida의 Slepian 그룹은 Dark Energy Spectroscopic Instrument 망원경 팀의 일원으로 이 새롭고 더 강력한 데이터에 대한 분석을 수행할 것입니다. 패리티 위반이 발견된 것은 이번이 처음은 아니지만 우주에서 은하의 XNUMX차원 클러스터링에 영향을 미칠 수 있는 패리티 위반의 첫 번째 증거입니다. 기본 힘 중 하나인 약한 힘도 패리티를 위반합니다. 그러나 그 도달 범위는 극히 제한적이며 은하계의 규모에 영향을 미칠 수 없으며 우주의 풍부한 물질을 설명할 수 없습니다. 그 보편적인 영향은 인플레이션으로 알려진 기간인 빅뱅의 순간에 패리티 위반이 발생해야 합니다. "패리티 위반은 인플레이션 기간 동안에만 우주에 각인될 수 있기 때문에 우리가 발견한 것이 사실이라면 인플레이션에 대한 확실한 증거를 제공합니다."라고 Slepian은 말했습니다. Slepian 연구실의 연구 결과는 아직 물리 법칙이 어떻게 변했는지 설명할 수 없으며, 이를 위해서는 현재 우주를 설명하는 이론인 표준 모델을 넘어서는 새로운 이론이 필요합니다.

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