Se l’universo fosse simmetrico, non ci saremmo né io né voi, né nient’altro, se non molta energia. Perché allora, poco dopo il big bang, la materia e l’antimateria, che dovevano esistere in quantità identiche in quel momento (assumendo la simmetria), si sarebbero annichilite a vicenda. Questo non è accaduto. La materia ha mantenuto il sopravvento. Sappiamo quindi che l’universo non può essere simmetrico. Ma perché? La fisica non ci fornisce ancora alcun indizio. Gli astrofisici sono quindi da tempo alla ricerca di tracce visive che possano rivelare qualcosa sulla natura dell’asimmetria e sul suo primo verificarsi.

Un nuovo ed entusiasmante approccio utilizza le cosiddette funzioni di correlazione a 4 punti, solitamente abbreviate in 4PCF. Non preoccupatevi, si tratta di matematica, ma l’implementazione pratica è relativamente semplice. Le 4PCF hanno il vantaggio di permetterci di trovare e individuare le asimmetrie. In pratica, si procede come segue: Si prendono quattro galassie dall’insieme delle galassie conosciute, si misurano le loro distanze r1, r2 e r3 e poi si mette il quartetto in scatole diverse per ogni combinazione di r1, r2 e r3. Si finisce così per contare quanti tetraedri di galassie diverse ci sono con lati di lunghezza r1, r2 e r3. Se l’universo fosse simmetrico, tutti i tetraedri di dimensioni diverse dovrebbero avere la stessa probabilità.

Ma non è così, come hanno scoperto gli astronomi dell’Università della Florida in un nuovo lavoro. Gli scienziati dell’UF hanno esaminato un milione di trilioni di quadrupedi galattici nell’universo e hanno scoperto che, in un determinato momento, l’universo ha favorito un particolare insieme di forme rispetto alle loro immagini speculari. Questa idea, nota come violazione della simmetria di parità, indica un piccolo periodo nella storia del nostro universo in cui le leggi della fisica erano diverse da quelle attuali, con enormi implicazioni per l’evoluzione dell’universo.

Questa scoperta, fatta con un alto grado di certezza statistica, ha due conseguenze principali. In primo luogo, questa violazione della parità avrebbe potuto imprimersi sulle future galassie solo durante un periodo di estrema inflazione nei primissimi istanti dell’universo, confermando una componente centrale della teoria del Big Bang sull’origine del cosmo. La violazione della parità aiuterebbe anche a rispondere alla domanda forse più importante della cosmologia: Perché c’è qualcosa e non il nulla? Dopo tutto, la violazione della parità è necessaria per spiegare perché c’è più materia che antimateria – un prerequisito essenziale perché galassie, stelle, pianeti e vita si siano formati nel modo in cui si sono formati.

“Sono sempre stato interessato alle grandi domande sull’universo. Qual è l’inizio dell’universo? Quali sono le regole con cui si evolve? Perché c’è qualcosa e non il nulla?”, ha dichiarato Zachary Slepian, professore di astronomia dell’UF che ha guidato il nuovo studio. “Questo lavoro risponde a queste grandi domande”. Slepian ha collaborato con il ricercatore post-dottorato dell’UF e primo autore dello studio, Jiamin Hou, e con il fisico del Lawrence Berkeley National Laboratory Robert Cahn per condurre l’analisi.

La simmetria di parità stabilisce che le leggi fisiche non devono favorire una particolare forma rispetto alla sua immagine speculare. Per descrivere questa caratteristica, gli scienziati usano di solito il termine “manualità”, poiché le nostre mani destra e sinistra sono immagini speculari che tutti conosciamo. Non c’è modo di trasformare la mano sinistra in un’immagine identica a quella della mano destra, il che significa che sono sempre distinguibili l’una dall’altra.

Una violazione della parità significherebbe che l’universo ha una preferenza per le forme sinistre o destre. Gli aspetti tecnici dell’analisi rendono attualmente difficile dire se l’universo preferisca forme “destrorse” o “sinistrorse”. Ma gli scienziati hanno visto una chiara prova che il cosmo ha una preferenza.