Астрономы Университета Флориды обнаружили загадочное нарушение симметрии во Вселенной, возникшее в эпоху инфляции. Оно выражается в неодинаковом числе квартетов гравитационно связанных галактик, образующих «левосторонние» или «правосторонние» тетраэдры. Об открытии сообщается в статье, опубликованной в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS).
Исследователи провели статистический анализ более миллиона ярких красных галактик (LRGs) — массивных галактик ранней Вселенной, которые отличаются от других галактик своего возраста необычной яркостью и красным оттенком, возникающим из-за того, что они содержат старые звезды. В рамках астрономического обзора Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS) были составлены карты распределения LRG с красным смещением 0,32 и 0,57 (расстояние в 4,1-6,8 миллиарда световых лет), которые и вошли в выборку.
Используя корреляционную функцию между положениями четырех точек в пространстве (4PCF), ученые с помощью суперкомпьютера проанализировали триллионы пространственных конфигураций галактик и определили квартеты LRG, в которых каждая галактика занимает вершины тетраэдра. Тетраэдр является фигурой, для которой характерна зеркальная симметрия, то есть он не может быть размещен так, чтобы совпадать со своим зеркальным отражением. Таким образом, следует ожидать, что квартеты галактик, образующие тетраэдры, будут обладать свойством четности, то есть существует примерно равное число «левых» и «правых» галактических тетраэдров.
Однако ученые обнаружили статистически значимое нарушение четности на уровне от 3,1 до 7,1 стандартного отклонения (сигма). Результат в три и более сигм означает, что наблюдаемая картина, скорее всего, не может объясняться простой случайностью, а превышение пяти сигм однозначно указывает на то, что симметрия нарушается. При этом действие гравитации, которая с течением времени способствует образованию квартетов, не может в полной мере объяснить существование нечетности, и причина должна лежать в эпохе инфляции почти сразу же после Большого взрыва, когда Вселенная претерпела чрезвычайно быстрое экспоненциальное расширение.
Однако существует возможность, что нарушение четности может проистекать из-за шума в самих данных, полученных BOSS. В будущем, чтобы исключить неопределенность, будет проведен анализ новых выборок галактик, полученных с помощью телескопов нового поколения Dark Energy Spectroscopic Instrument и Euclid.
