Legile fizicii erau diferite, ceea ce ar putea explica de ce existi

06 iunie 2023 (Știri Nanowerk) Legile fizicii trebuie să fi fost diferite la începutul universului decât sunt acum, potrivit unui studiu uluitor realizat de astronomii de la Universitatea din Florida, care oferă indicii despre motivul pentru care stelele, planetele și viața însăși au reușit să se formeze în univers. După ce au analizat distribuția a un milion, trilioane de grupuri de galaxii, oamenii de știință au descoperit că, cândva, legile fizice preferau un set de forme față de imaginile lor în oglindă. Este ca și cum universul însuși prefera lucrurile dreptaci în loc de cele stângaci, sau invers. Descoperirile, posibile parțial de supercomputerul UF HiPerGator, explică probabil cea mai mare întrebare din cosmologie: de ce există ceva? Acest lucru se datorează faptului că un fel de mânuire este necesară în primele momente ale creației pentru a explica de ce universul este făcut din materie, ceea ce face tot ceea ce vedem. Rezultatele ajută, de asemenea, la confirmarea unui principiu central al teoriei Big Bang a originii universului. „Întotdeauna am fost interesat de întrebări mari despre univers. Care este începutul universului? Care sunt regulile după care evoluează? De ce există ceva mai degrabă decât nimic?” a spus Zachary Slepian, un profesor de astronomie UF care a supravegheat noul studiu. „Această lucrare abordează aceste mari întrebări.” Slepian a lucrat cu cercetătorul postdoctoral UF și cu primul autor al studiului, Jiamin Hou, și cu fizicianul de la Laboratorul Național Lawrence Berkeley, Robert Cahn, pentru a efectua analiza. Trio-ul și-a publicat concluziile în jurnal Avize lunare ale Royal Astronomical Society („Măsurarea modurilor de paritate-impar în funcția de corelare la scară largă în 4 puncte a Sloan Digital Sky Survey Baryon Oscillation Spectroscopic Survey a douăsprezecea lansare de date galaxiilor CMASS și LOWZ”).

Imagine in oglinda

Studiul lor a fost conceput pentru a căuta încălcarea unui concept cunoscut sub numele de „simetrie de paritate” în fizică, care se referă la reflexiile imaginilor în oglindă asemănătoare cu stângaci sau dreptaci. Se poate spune că multe lucruri din fizică au o manieră, precum spinul unui electron. Legile fizicii de astăzi nu le pasă de obicei dacă această rotație este stânga sau dreptaci, totuși. Acea aplicare egală sau simetrică a legilor fizicii, indiferent de manevrabilitate, este denumită simetrie de paritate. Singura problemă este că simetria de paritate trebuie să fi fost ruptă la un moment dat. O anumită încălcare a parității antice - un fel de preferință pentru chestii pentru dreptaci sau stângaci în trecutul îndepărtat - este necesară pentru a explica modul în care universul a creat mai multă materie decât antimaterie. Dacă simetria de paritate s-ar fi menținut în timpul Big Bang, porțiuni egale de materie și antimaterie s-ar fi combinat, s-ar fi anihilat una pe cealaltă și s-ar fi lăsat universul complet gol. Astfel, într-o lucrare recentă publicată în Physical Review Letters, Slepian, Hou și Cahn au propus un mod inventiv de a căuta dovezi că paritatea a fost într-adevăr încălcată în timpul Big Bang-ului. Ideea lor a fost să-și imagineze fiecare combinație posibilă de patru galaxii pe cerul nopții. Conectați cele patru galaxii împreună prin linii imaginare și aveți o piramidă deformată, un tetraedru. Aceasta este cea mai simplă formă 3D posibilă – și, prin urmare, cea mai simplă formă care are o imagine în oglindă, testul cheie pentru simetria parității. Metoda lor a necesitat analiza a un trilion de tetraedre posibile pentru fiecare dintre un milion de galaxii, un număr incredibil de combinații. „În cele din urmă ne-am dat seama că avem nevoie de matematică nouă”, a spus Slepian. Așadar, echipa lui Slepian a dezvoltat formule matematice sofisticate care au permis ca imensele calcule să fie efectuate într-o perioadă rezonabilă. Mai necesita o cantitate considerabilă de putere de calcul. „Tehnologia unică a UF pe care o avem aici cu supercomputerul HiPerGator și GPU-urile sale avansate ne-au permis să rulăm analiza de mii de ori cu diferite setări pentru a ne testa rezultatul”, a spus el. Grupul lui Slepian a descoperit că, într-adevăr, universul a imprimat o preferință timpurie pentru chestii pentru stângaci sau dreptaci materialului care a devenit în cele din urmă galaxiile de astăzi. (Matematica complexă face dificil de spus dacă această preferință era pentru dreptaci sau stângaci.) Ei și-au stabilit descoperirea cu un grad de certitudine cunoscut sub numele de șapte sigma, o măsură a cât de puțin probabil este să se obțină rezultatul. bazată numai pe întâmplare. În fizică, un rezultat cu o semnificație de cinci sigma sau mai mare este, de obicei, considerat de încredere, deoarece șansele unui rezultat șansă la acest nivel sunt extrem de mici. O analiză similară, efectuată de un fost membru al laboratorului Slepian, folosind metoda propusă de Slepian, Cahn și Hou, a identificat aceeași preferință universală de mânuire, deși cu o încredere ceva mai puțin statistică din cauza diferențelor în designul studiului. Rămâne posibil ca incertitudinea în măsurătorile subiacente să explice asimetria. Din fericire, mostre mult mai mari de galaxii de la telescoapele de generație următoare ar putea oferi suficiente date pentru a șterge aceste incertitudini în doar câțiva ani. Grupul lui Slepian de la UF își va efectua analiza asupra acestor date noi, mai solide, ca parte a echipei de telescop al Instrumentului spectroscopic al energiei întunecate. Aceasta nu este prima dată când este observată o încălcare a parității, dar este prima dovadă a încălcării parității care ar putea afecta gruparea tridimensională a galaxiilor din univers. Una dintre forțele fundamentale, forța slabă, încalcă și ea paritatea. Dar raza sa este extrem de limitată și nu poate influența scara galaxiilor și nici nu poate explica abundența materiei în univers. Acea influență universală ar necesita ca o încălcare a parității să aibă loc chiar în momentul Big Bang-ului, o perioadă cunoscută sub numele de inflație. „Deoarece încălcarea parității poate fi imprimată universului numai în timpul inflației, dacă ceea ce am descoperit este adevărat, oferă dovezi pentru inflație”, a spus Slepian. Descoperirile laboratorului lui Slepian nu pot explica încă modul în care s-au schimbat legile fizicii, ceea ce va necesita noi teorii care să depășească Modelul Standard, o teorie care explică universul nostru actual.

• Distribuție de conținut bazat pe SEO și PR. Amplifică-te astăzi.
• PlatoAiStream. Web3 Data Intelligence. Cunoștințe amplificate. Accesați Aici.
• Mintând viitorul cu Adryenn Ashley. Accesați Aici.
• Cumpărați și vindeți acțiuni în companii PRE-IPO cu PREIPO®. Accesați Aici.
• Sursa: https://www.nanowerk.com/news2/space/newsid=63129.php