Симметрию Вселенной проверили с помощью гравитационных волн
Проанализировав 47 столкновений черных дыр, зафиксированных с помощью детекторов гравитационных волн LIGO и Virgo, и изучив направление движения гравитационных волн, авторы нового исследования проверили гипотезу «зеркальной» симметрии Вселенной. Согласно ей физические законы не меняются, если «поменять местами» лево и право, то есть отразить систему в зеркале.
Современная космология лежит «на плечах» фундаментального космологического принципа, который гласит, что на очень больших расстояниях Вселенная однородна и изотропна. Это означает, что для всех наблюдателей, вне зависимости от их местоположения, космос будет выглядеть одинаково во всех направлениях. Впрочем, авторы ряда астрономических открытий ставят это под сомнение.
Следствием такого положения вещей стала гипотеза зеркальной симметрии (или зеркальной инвариантности), предполагающей, что происходящие во Вселенной процессы и законы не изменятся, даже если отразить их как в зеркале. Хотя гипотеза влечет за собой интересные теоретические перспективы, уверенного подтверждения она не нашла.
Чтобы проверить, сохраняет ли Вселенная зеркальную симметрию в самых масштабных процессах, международная исследовательская группа под руководством Хуана Кальдерона Бустийо (Juan Calderón Bustillo) из Галисийского института физики высоких энергий (Испания) обратилась к гравитационным волнам — колебаниям гравитационного поля, которые распространяются подобно волнам, удаляясь от массивных объектов со скоростью света.
Рождается эта «рябь» пространства-времени в результате движений одного тела в гравиполе другого. Наиболее сильные волны порождают слияния черных дыр или нейтронных звезд. Напомним, об обнаружении гравитационных волн в 2016 году сообщили в коллаборации LIGO и Virgo. Открытие подтвердило одно из ключевых предсказаний Общей теории относительности Эйнштейна и привело к созданию гравитационно-волновой астрономии.
Теперь, изучив 47 столкновений черных дыр, зафиксированных гравитационными обсерваториями LIGO и Virgo, ученые вычислили, как волны «закручиваются» на подходе к детекторам и могут ли выступать аналогом вращения по часовой стрелке (или против).
Результаты исследования, опубликованного в журнале Physical Review Letters, показали, что в целом никакого глобального нарушения симметрии не прослеживается, однако отдельные примеры явно указывают на «лево»- или «право»-ориентированные события (поляризацию).
Оказалось, среднее значение поляризации гравитационных волн (направление и форма колебаний пространства-времени при прохождении волны) действительно очень близко к нулю. Таким образом, исследователи заключили, что никакого явного перекоса в «левую» или «правую» сторону на глобальном уровне не происходит, а значит, в целом зеркальная симметрия Вселенной сохраняется.
Сильнее всего ученых удивил тот факт, что более 80 процентов проанализированных ими событий (то есть конкретных пар сливающихся черных дыр) проявили собственную «зеркальную асимметрию». Поясним: когда речь идет об одном конкретном слиянии, шансы «зафиксировать» вращение в одну сторону велики. Однако в реальности разные направления вращения встречаются в равном количестве, компенсируя друг друга, то есть в сумме эта асимметрия нивелируется.
Исследователи отметили, что если бы все гравитационные волны, возникающие в результате экстремальных космических событий, были направлены в одну сторону, то во Вселенной наблюдалась бы глобальная зеркальная асимметрия.
«Наша работа показывает, что хотя один конкретный источник (GW200129) действительно нарушил зеркальную симметрию, в среднем по выборке ее нет. Это согласуется с космологическим принципом, но одновременно указывает на интересные эффекты у отдельных слияний», — объяснил Бустийо.
Хотя такие «однонаправленные» слияния черных дыр действительно существуют, их количество во Вселенной незначительно. Ученые также отметили, что время для окончательных выводов пока не пришло, а проверить, не скрывается ли за случайным распределением глобальное нарушение зеркальной симметрии (или же Вселенная в целом остается нейтральной), позволят дальнейшие исследования.
Telegram 
Дзен 
VK Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
В вакууме космоса два металлических предмета, прижатые друг к другу, могут спонтанно свариться без какого-либо нагрева. Из-за отсутствия кислорода на поверхностях деталей разрушается защитный слой, в результате чего свободные электроны начинают мгновенно перемещаться между ними и соединяют два элемента в один монолит.
Японские исследователи выловили у берегов Окинавы пластиковую бутылку с узким горлышком, внутри которой сидел большой живой краб. В итоге ученые смогли найти ответы на несколько возникших в связи с этой находкой вопросов: как краб попал в бутылку, сколько там находился и как ему удалось выжить?
Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Самый маленький дневной хищник Африки впервые попал под наблюдение с помощью GPS-трекеров. Ученые выяснили, что для выкармливания птенцов ему нужен участок почти в 14 раз меньше, чем у степной пустельги — ближайшего «рекордсмена» среди изученных птиц.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии