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 Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Ученые выяснили, что золото владеет уникальной «техникой самообороны», которая защищает его от потускнения. Оказалось, атомы на поверхности этого металла способны самостоятельно перестраиваться в особые защитные структуры. Такой невидимый барьер блокирует контакт с кислородом и подавляет процесс окисления в триллион раз эффективнее, чем поверхность любого другого металла.
Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
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.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
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