Forskere har opdaget nye beviser for, at universet kort var styret af andre fysiske love, end det er i dag, hvilket producerer en krænkelse, som vi skylder vores eksistens til, rapporterer en ny undersøgelse.
Resultaterne åbner et vindue ind i inflationens mystiske epoke, en ultrakort periode, hvor universet udvidede sig eksponentielt brøkdele af et sekund efter Big Bang.
Ved at studere mere end en million galakser observeret i himmelundersøgelser var forskere i stand til at vise, at universet oftere formede galaktiske grupper i en bestemt hobeform i modsætning til dets spejlbillede. Denne opdagelse krænker det, der er kendt som paritetssymmetri, en idé indlejret i vores nuværende fysiske modeller om, at universet i det væsentlige er symmetrisk og ikke foretrækker nogen form frem for dets omvendte billede.
Forskere har længe haft mistanke om, at en såkaldt “paritetskrænkelse” fandt sted i det tidlige univers, til dels fordi materie – de ting, vi alle er lavet af – på en eller anden måde blev langt mere rigelige end antistof, materiens modsat ladede modstykke. Vores nuværende fysiske love tyder på, at stof og antistof skulle have annulleret hinanden efter Big Bang, men det skete tydeligvis ikke, fordi vi eksisterer, og vi er lavet af stof, og det samme er en masse andre ting. , ligesom stjerner, planeter og galakser. Antistof er til sammenligning meget sjældent i universet i dag, et uforklarligt resultat, der betragtes som et af de største mysterier i videnskaben.
Nu har forskere ledet af Jiamin Hou, en postdoc og kosmolog ved University of Florida, brugt en supercomputer til at analysere et enormt datasæt af galakser organiseret i billioner af forskellige “firlinger” eller grupper af fire galakser i umiddelbar nærhed, der tager på en tetraedrisk form.
Resultaterne afslørede en klar præference for et tetraeder frem for dets spejlbillede, hvilket giver det første bevis på, at paritetskrænkelse i inflationsepoken påvirkede klyngningen af galakser senere i den kosmiske historie. Den nye opdagelse “åbner en ny vej til at sondere nye kræfter under inflationens epoke med 3D storskala struktur,” ifølge en undersøgelse offentliggjort mandag i de månedlige meddelelser fra Royal Astronomical Society.
“Hvad er begyndelsen på universet? Hvad er de regler, som det udvikler sig under? Hvorfor er der noget snarere end ingenting?” sagde Zachary Slepian, en UF-astronomiprofessor og medforfatter af undersøgelsen, i en udtalelse. “Dette arbejde adresserer de store spørgsmål.”
Opdagelsen af den underlige klynger i galaktiske firlinger er et signal om, at universets love kan have ændret sig på en eller anden måde i løbet af inflationens epoke. Denne type begivenheder kan ikke forklares af standardmodellen for kosmologi, en velbekræftet ramme, der forklarer en masse fænomener i vores univers. Selvom standardmodellen er robust, er der mange potentielle udfordringer ved den, inklusive nysgerrige beviser på, at fysikkens love gælder muligvis ikke alle steder i universet selv den dag i dag.
Tidligere undersøgelser har også afdækkede hints af paritetskrænkelser i det tidlige univers, men meget af denne forskning undersøger interaktioner på små subatomære skalaer, hvorimod Hous team undersøgte effekten på enorme kosmiske skalaer. Forskerne detaljerede deres nye tilgang i en anden ny undersøgelse, som blev offentliggjort i denne uge i Physical Review Letters.
“Detekteringen af et paritetskrænkende signal i [Large Scale Structure of the universe] ville belyse den tidlige universfysik og måske endda afsløre fysiske processer ud over standardmodellen,” sagde holdet i denne undersøgelse.
Mens Hou og hendes kolleger har afsløret stærke beviser for paritetskrænkelse, er der stadig usikkerheder i de målinger, der skal krydstjekkes i de kommende år. Heldigvis er en række næste generations astronomiske undersøgelser i gang, herunder Vera Rubin-observatoriet i Chile og Den Europæiske Rumorganisations Euclid-teleskop, som skal opsendes i juli. Disse projekter vil give ekstremt høj kvalitet spektrografiske observationer, der vil være nyttige til at studere paritetskrænkelser i stor skala, blandt mange andre emner.
Vi har endnu ikke løst gåden om, hvorfor universet indeholder noget, nemlig stof, i stedet for ingenting, hvilket er sådan, det burde være blevet ifølge vores nuværende forståelse af fysik. Men de underligt klyngede galakser, der er rapporteret af Hous team, giver nye spor om denne mærkelige ubalance, der i sidste ende førte til vores moderne virkelighed komplet med stjerner, planeter og mennesker på planeter, der forsøger at finde ud af alt dette.
Posten Forskere opdager tid, hvor vores fysiklove ikke gjaldt, og vi eksisterer på grund af det dukkede op først VICE.
