Ngày 06 tháng 2023 năm XNUMX (Tin tức Nanowerk) Các định luật vật lý vào thời điểm bắt đầu hình thành vũ trụ phải khác với hiện tại, theo một nghiên cứu khó hiểu được thực hiện bởi các nhà thiên văn học của Đại học Florida, nghiên cứu này cung cấp manh mối về lý do tại sao các ngôi sao, hành tinh và bản thân sự sống lại hình thành trong vũ trụ. vũ trụ. Sau khi phân tích sự phân bố của một triệu, nghìn tỷ nhóm thiên hà khổng lồ, các nhà khoa học phát hiện ra rằng các quy luật vật lý từng ưu tiên một tập hợp hình dạng hơn hình ảnh phản chiếu của chúng. Như thể bản thân vũ trụ đã từng ưu ái những thứ thuận tay phải thay vì những thứ thuận tay trái, hoặc ngược lại. Những phát hiện này, được thực hiện một phần nhờ siêu máy tính HiPerGator của UF, giúp giải thích câu hỏi có lẽ là lớn nhất trong vũ trụ học: Tại sao mọi thứ lại tồn tại? Đó là bởi vì một số loại thuận tay trong những thời điểm sáng tạo sớm nhất là cần thiết để giải thích tại sao vũ trụ được tạo thành từ vật chất, thứ tạo nên mọi thứ mà chúng ta nhìn thấy. Các kết quả cũng giúp xác nhận một nguyên lý trung tâm của thuyết Big Bang về nguồn gốc của vũ trụ. “Tôi luôn quan tâm đến những câu hỏi lớn về vũ trụ. Sự khởi đầu của vũ trụ là gì? Các quy tắc mà theo đó nó phát triển là gì? Tại sao lại có một cái gì đó hơn là không có gì?" Zachary Slepian, giáo sư thiên văn học UF, người giám sát nghiên cứu mới cho biết. “Công việc này giải quyết những câu hỏi lớn đó.” Slepian đã làm việc với nhà nghiên cứu sau tiến sĩ của UF và tác giả đầu tiên của nghiên cứu, Jiamin Hou, và nhà vật lý Robert Cahn của Phòng thí nghiệm Quốc gia Lawrence Berkeley để tiến hành phân tích. Bộ ba đã công bố phát hiện của họ trên tạp chí Thông báo hàng tháng của Hiệp hội Thiên văn Hoàng gia (“Đo lường các chế độ chẵn lẻ trong chức năng tương quan 4 điểm quy mô lớn của Khảo sát bầu trời kỹ thuật số Sloan Khảo sát quang phổ dao động Baryon phát hành dữ liệu thứ mười hai thiên hà CMASS và LOWZ”).

Ảnh phản chiếu

Nghiên cứu của họ được thiết kế để tìm kiếm sự vi phạm một khái niệm được gọi là “đối xứng chẵn lẻ” trong vật lý, đề cập đến sự phản chiếu hình ảnh trong gương tương tự như thuận tay trái hoặc tay phải. Nhiều thứ trong vật lý có thể nói là thuận tay, giống như spin của một electron. Tuy nhiên, các định luật vật lý ngày nay thường không quan tâm liệu vòng quay này là thuận tay trái hay tay phải. Việc áp dụng các định luật vật lý bằng nhau hoặc đối xứng đó bất kể thuận tay được gọi là đối xứng chẵn lẻ. Vấn đề duy nhất là tính đối xứng chẵn lẻ phải bị phá vỡ tại một số điểm. Cần phải có một sự vi phạm tính chẵn lẻ cổ xưa nào đó – một dạng ưu tiên nào đó dành cho người thuận tay phải hoặc tay trái trong quá khứ xa xôi – để giải thích cách vũ trụ tạo ra nhiều vật chất hơn phản vật chất. Nếu đối xứng chẵn lẻ được duy trì trong Vụ nổ lớn, các phần vật chất và phản vật chất bằng nhau sẽ kết hợp, triệt tiêu lẫn nhau và khiến vũ trụ hoàn toàn trống rỗng. Vì vậy, trong một bài báo gần đây đăng trên tạp chí Physical Review Letters, Slepian, Hou và Cahn đã đề xuất một cách sáng tạo để tìm kiếm bằng chứng cho thấy tính chẵn lẻ thực sự đã bị vi phạm trong vụ nổ Big Bang. Ý tưởng của họ là tưởng tượng mọi sự kết hợp có thể có của bốn thiên hà trên bầu trời đêm. Nối bốn thiên hà đó với nhau bằng các đường tưởng tượng, và bạn có một kim tự tháp lệch, một tứ diện. Đây là hình dạng 3D đơn giản nhất có thể – và do đó, hình dạng đơn giản nhất có hình ảnh phản chiếu, thử nghiệm chính cho tính đối xứng chẵn lẻ. Phương pháp của họ yêu cầu phân tích một nghìn tỷ khối tứ diện có thể có cho mỗi trong số một triệu thiên hà, một số lượng kết hợp đáng kinh ngạc. “Cuối cùng chúng tôi nhận ra rằng chúng tôi cần toán học mới,” Slepian nói. Vì vậy, nhóm của Slepian đã phát triển các công thức toán học phức tạp cho phép thực hiện các phép tính khổng lồ trong một khoảng thời gian hợp lý. Nó vẫn đòi hỏi một lượng đáng kể sức mạnh tính toán. Ông nói: “Công nghệ độc đáo của UF mà chúng tôi có ở đây với siêu máy tính HiPerGator và GPU tiên tiến của nó cho phép chúng tôi chạy phân tích hàng nghìn lần với các cài đặt khác nhau để kiểm tra kết quả của mình. Nhóm của Slepian đã phát hiện ra rằng, quả thực, vũ trụ đã in dấu ấn ưu tiên ban đầu đối với những thứ thuận tay trái hoặc tay phải lên vật chất mà cuối cùng trở thành các thiên hà ngày nay. (Tuy nhiên, toán học phức tạp làm cho khó nói liệu ưu tiên đó là thuận tay phải hay thuận tay trái.) Họ đã thiết lập phát hiện của mình với một mức độ chắc chắn được gọi là bảy sigma, thước đo mức độ khó đạt được kết quả. chỉ dựa vào cơ hội. Trong vật lý, một kết quả có ý nghĩa từ XNUMX sigma trở lên thường được coi là đáng tin cậy vì khả năng xảy ra kết quả ngẫu nhiên ở cấp độ này là cực kỳ nhỏ. Một phân tích tương tự, được thực hiện bởi một cựu thành viên phòng thí nghiệm Slepian bằng cách sử dụng phương pháp do Slepian, Cahn và Hou đề xuất, đã xác định sở thích thuận tay chung giống nhau, mặc dù có độ tin cậy thống kê thấp hơn một chút do sự khác biệt trong thiết kế nghiên cứu. Vẫn có khả năng sự không chắc chắn trong các phép đo cơ bản có thể giải thích cho sự bất đối xứng. Rất may, các mẫu thiên hà lớn hơn nhiều từ kính viễn vọng thế hệ tiếp theo có thể cung cấp đủ dữ liệu để xóa bỏ những điều không chắc chắn này chỉ trong vài năm. Nhóm của Slepian tại UF sẽ thực hiện phân tích của họ về dữ liệu mới, mạnh mẽ hơn này với tư cách là một phần của nhóm kính viễn vọng Thiết bị Quang phổ Năng lượng Tối. Đây không phải là lần đầu tiên sự vi phạm tính chẵn lẻ được phát hiện, nhưng nó là bằng chứng đầu tiên về sự vi phạm tính chẵn lẻ có thể ảnh hưởng đến sự tập hợp ba chiều của các thiên hà trong vũ trụ. Một trong những lực cơ bản, lực yếu, cũng vi phạm tính chẵn lẻ. Nhưng tầm với của nó cực kỳ hạn chế và nó không thể ảnh hưởng đến quy mô của các thiên hà cũng như không giải thích được sự phong phú của vật chất trong vũ trụ. Ảnh hưởng phổ quát đó sẽ đòi hỏi một sự vi phạm tính chẵn lẻ xảy ra ngay tại thời điểm xảy ra vụ nổ Big Bang, một thời kỳ được gọi là lạm phát. Slepian cho biết: “Vì sự vi phạm tính chẵn lẻ chỉ có thể in sâu vào vũ trụ trong quá trình lạm phát, nên nếu những gì chúng tôi tìm thấy là đúng, thì nó sẽ cung cấp bằng chứng thuyết phục cho sự lạm phát. Những phát hiện của phòng thí nghiệm của Slepian vẫn chưa thể giải thích các định luật vật lý đã thay đổi như thế nào, điều này sẽ đòi hỏi những lý thuyết mới vượt ra ngoài Mô hình Chuẩn, một lý thuyết giải thích vũ trụ hiện tại của chúng ta.

• Phân phối nội dung và PR được hỗ trợ bởi SEO. Được khuếch đại ngay hôm nay.
• PlatoAiStream. Thông minh dữ liệu Web3. Kiến thức khuếch đại. Truy cập Tại đây.
• Đúc kết tương lai với Adryenn Ashley. Truy cập Tại đây.
• Mua và bán cổ phần trong các công ty PRE-IPO với PREIPO®. Truy cập Tại đây.
• nguồn: https://www.nanowerk.com/news2/space/newsid=63129.php