Fyzici si už roky lámu hlavu nad tým, prečo je vo vesmíre viac hmoty ako antihmoty. Bez tejto nerovnováhy by sa tieto dva druhy materiálu anihilovali a vesmír by skončil v obrovskej prázdnote.

Dokáže štúdia zodpovedať tie najväčšie otázky?

Na základe uvedeného sa preto vo všeobecnosti predpokladá, že v nejakom skorom období vesmíru došlo k zmene fungovania vesmíru na tej najzakladanejšej úrovni. Vedci doposiaľ len márne hľadali stopy v spôsobe fungovania vesmíru ako v kozmickom mikrovlnnom pozadí, tak aj v gravitačných vlnách, píše portál ScienceAlert.

V novej štúdii publikovanej v žurnále Monthly Notices of the Royal Astronomical Society a žurnále Physical Review Letters však vedci evidentne prišli s prekvapivo jasným dôkazom, že krátko po stvorení vesmíru došlo k porušeniu symetrie, alebo až s absurdne špecifickou chybou.

Navyše, ich výskum môže pomôcť zodpovedať otázku, či krátko po Veľkom tresku došlo k obdobiu inflácie alebo nie. Inflácia sa považuje za extrémne rýchlu expanzii objemu skorého vesmíru.

Nicolle R. Fuller/NSF

Inak povedané, vedci študovaním časti vesmíru zistili, že vesmír začal v jednom bode uprednostňovať jednu množinu tvarov pred ich zrkadlovými obrazmi, uvádza sa v tlačovej správe publikovanej portálom Phys.

Toto zistenie, respektíve skôr myšlienka známa ako porušenie symetrie parity poukazuje na to, že niekedy v minulosti nastalo nekonečne malé obdobie, kedy fyzikálne zákony boli úplne iné ako dnes.

Birgitte Svennevig, University of Southern Denmark

Obrátenie parity je v kvantovej mechanike považované za obrátenie znamienka jednej priestorovej súradnice. V trojrozmernom priestore akým je aj svet okolo nás to však môže znamenať obrátenie znamienka všetkých troch priestorových súradníc, pri ktorom získame objekt stredovo súmerný s pôvodným objektom.

Jednoducho si to môžeme predstaviť ako symetriu vzhľadom na zrkadlový obraz. Porušenie parity vo fyzike teda nastane, keď určité fyzikálne procesy nezachovávajú paritu. To znamená, že ich správanie sa líši vľavo a vpravo orientovaných súradniciach (alebo vľavo a vpravo otočených časticových poliach).

Porušenie parity

Porušenie parity vo vesmíre by teda znamenalo, že vesmír uprednostňuje buď „ľavé“ alebo „pravé“ tvary. Fyzici to často prirovnávajú k ľavej a pravej ruke, neexistuje totiž spôsob ako otočiť pravú ruku v troch rozmeroch, aby bola identická s ľavou.

Vizuálny príklad porušenia parity. Hodiny na spodnom obrázku totiž krúžia v rovnakom smere. (SiBr4/Wikipedia)

Vedci na zistenie toho, či dochádza k porušeniu symetrie parity použili 4 od seba veľmi vzdialené galaxie, respektíve ich orientáciu na našej oblohe. Použili práve 4 galaxie preto, lebo podľa nich je možné ich pomyselnou čiarou možné pospájať tak, aby vytvorili štvorsten – najjednoduchší tvar, ktorý má svoj zrkadlový obraz.

Tým, že vedci použili štvorsteny  na štúdium orientácií galaxií, sa snažili identifikovať prípadnú asymetriu v rozložení galaxií vo vesmíre. Ak by všetky štvorsteny mali rovnaký počet „ľavých“ a „pravých“ orientácií, naznačovalo by to, že vesmír je symetrický.

Amanda Smith/IoA/University of Cambridge

Avšak zistenie, že niektoré skupiny štvorstenov majú nesymetrické rozloženie „ľavých“ a „pravých“ orientácií, naznačuje, že vesmír nemusí byť úplne symetrický z hľadiska orientácie galaxií.

Vedcom sa výsledky podarilo dosiahnuť so spoľahlivosťou na úrovni Sigma 7. Sigma 5 je pritom považované za hranicu, pri ktorej sú si výskumníci skutočne istí, že to, čo vidia, nie je dielom náhody.

Pri vyvodzovaní záverov sú autori stále nanajvýš opatrní. Obávajú sa totiž, že v použitých databázach mohol byť o niečo podcenený šum, čo mohlo viesť k falošnej detekcii niektorých galaxií. Preto teraz svoj výskum skúsia zopakovať na omnoho presnejších dátach, ktoré boli získané prostredníctvom najmodernejších teleskopov.

Hoci výsledky samé o sebe nenaznačujú, prečo vo vesmíre nie je rovnaké množstvo hmoty a antihmoty, výskumníci z celého sveta majú rukolapné dôkazy o tom, že už v prvých okamihoch Veľkého tresku došlo k asymetrii.