Les scientifiques ont découvert de nouvelles preuves que l’univers a été brièvement régi par des lois physiques différentes de ce qu’il est aujourd’hui, produisant une violation à laquelle nous devons notre existence même, rapporte une nouvelle étude.
Les résultats ouvrent une fenêtre sur l’époque mystérieuse de l’inflation, une période ultracourte où l’univers s’est étendu de façon exponentielle quelques fractions de seconde après le Big Bang.
En étudiant plus d’un million de galaxies observées dans les relevés du ciel, les chercheurs ont pu montrer que l’univers façonnait plus souvent des groupes galactiques dans une certaine forme d’amas, par opposition à son image miroir. Cette découverte viole ce que l’on appelle la symétrie de parité, une idée intégrée dans nos modèles physiques actuels selon laquelle l’univers est essentiellement symétrique et ne préfère aucune forme à son image inversée.
Les scientifiques soupçonnent depuis longtemps qu’une soi-disant «violation de la parité» s’est produite dans l’univers primitif, en partie parce que la matière – la matière dont nous sommes tous faits – est devenue en quelque sorte beaucoup plus abondante que l’antimatière, la contrepartie de charge opposée de la matière. Nos lois physiques actuelles suggèrent que la matière et l’antimatière auraient dû s’annuler après le Big Bang, mais il est clair que cela ne s’est pas produit parce que, eh bien, nous existons et nous sommes faits de matière, tout comme beaucoup d’autres choses. , comme les étoiles, les planètes et les galaxies. L’antimatière, en comparaison, est très rare dans l’univers aujourd’hui, un résultat inexpliqué qui est considéré comme l’un des plus grands mystères de la science.
Maintenant, des chercheurs dirigés par Jiamin Hou, boursier postdoctoral et cosmologiste à l’Université de Floride, ont utilisé un superordinateur pour analyser un immense ensemble de données, celui des galaxies organisées en billions de différents « quadruplés », ou groupes de quatre galaxies à proximité qui prennent sur une forme tétraédrique.
Les résultats ont révélé une nette préférence pour un tétraèdre par rapport à son image miroir, offrant la première preuve que la violation de la parité à l’époque de l’inflation a influencé le regroupement des galaxies plus tard dans l’histoire cosmique. La nouvelle découverte « ouvre une nouvelle voie pour sonder de nouvelles forces à l’époque de l’inflation avec une structure à grande échelle en 3D », selon une étude publiée lundi dans les notices mensuelles de la Royal Astronomical Society.
« Quel est le commencement de l’univers ? Quelles sont les règles selon lesquelles il évolue ? Pourquoi y a-t-il quelque chose plutôt que rien? » a déclaré Zachary Slepian, professeur d’astronomie à l’UF et co-auteur de l’étude, dans un rapport. « Ce travail répond à ces grandes questions. »
La découverte de l’étrange regroupement des quadruplés galactiques est un signal que les lois de l’univers ont peut-être changé d’une manière ou d’une autre à l’époque de l’inflation. Ce type d’événement ne peut pas être expliqué par le modèle standard de la cosmologie, un cadre bien corroboré qui explique de nombreux phénomènes dans notre univers. Bien que le modèle standard soit robuste, il présente de nombreux défis potentiels, y compris de curieuses preuves que les lois de la physique peut ne pas s’appliquer partout dans l’univers encore aujourd’hui.
Des études antérieures ont également des indices découverts des violations de parité dans l’univers primitif, mais une grande partie de cette recherche examine les interactions à de minuscules échelles subatomiques, tandis que l’équipe de Hou a examiné l’effet à d’énormes échelles cosmiques. Les chercheurs ont détaillé leur nouvelle approche dans une autre nouvelle étude, qui a été publié cette semaine dans les lettres d’examen physique.
« La détection d’un signal violant la parité dans [Large Scale Structure of the universe] éclairerait la physique primitive de l’Univers et révélerait peut-être même des processus physiques au-delà du modèle standard », a déclaré l’équipe dans cette étude.
Alors que Hou et ses collègues ont découvert des preuves solides de violation de la parité, il existe encore des incertitudes dans les mesures qui devront être recoupées dans les années à venir. Heureusement, un certain nombre de relevés astronomiques de nouvelle génération sont en cours, notamment l’observatoire Vera Rubin au Chili et le télescope Euclid de l’Agence spatiale européenne, dont le lancement est prévu en juillet. Ces projets fourniront des observations spectrographiques de très haute qualité qui seront utiles pour étudier les violations de parité à grande échelle, parmi de nombreux autres sujets.
Nous n’avons pas encore résolu l’énigme de savoir pourquoi l’univers contient quelque chose, à savoir de la matière, au lieu de rien, ce qui aurait dû se passer selon notre compréhension actuelle de la physique. Mais les galaxies étrangement regroupées signalées par l’équipe de Hou offrent de nouveaux indices sur cet étrange déséquilibre qui a finalement conduit à notre réalité moderne avec des étoiles, des planètes et des personnes sur des planètes qui essaient de comprendre tout cela.
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