Отличается ли Вселенная от своего зеркального отражения?

Борис Штерн
«Троицкий вариант» №11(379)

Оригинал статьи на сайте «Троицкого варианта»

Коллаж, DALL·E

Недавно (электронный препринт¹ 9.06.2022, журнальная версия² 22.05.2023) вышла статья «Measurement of parity-odd modes in the large-scale 4-point correlation function of Sloan Digital Sky Survey Baryon Oscillation Spectroscopic Survey twelfth data release CMASS and LOWZ galaxies» Jiamin Hou, Zachary Slepian, Robert N Cahn, в которой утверждается, что в четырехточечной корреляции галактик наблюдается нарушение пространственной четности. Иными словами, Вселенная статистически отличается от своего зеркального отражения.

Что такое четырехточечная корреляция и почему именно она используется для определения зеркальной симметрии Вселенной? Дело в том, что тетраэдр — минимальная фигура, для которой можно ввести понятия «левый» и «правый». Для равностороннего тетраэдра это невозможно, а если все стороны разные — то вполне. Берем самую длинную сторону и вершину А на ней, к которой примыкает вторая по длине сторона. Далее вращаем фигуру вокруг длинного ребра от второго по длине ребра к более короткому, примыкающему к вершине А. Если, глядя со стороны А, получается вращение по часовой стрелке, называем тетраэдр «правым», если против — то «левым».

Авторы использовали цифровые обзоры неба BOSS (Baryon Oscillation Spectrosopic Survey) и SDSS-III (Sloan Digital Sky Survey-III), отобрав в них яркие массивные галактики. Далее они не очень прозрачным образом (через разбиение пространства на бины) разбили галактики на четверки (тетраэдры) и применили к ним вышеописанную процедуру, но не прямо, а в гораздо более «навороченном» математическом виде. В результате они получили некоторые коэффициенты корреляции и величины статистической значимости для разных выборок и способов разбиения. Эта самая значимость варьируется от пренебрежимой до 7 сигма, которая всех завораживает. Конечно, в статье анализируются всевозможные источники систематических ошибок.

В принципе, существуют если не модели, то намеки на возможное крупномасштабное нарушение пространственной четности в ранней Вселенной, в основном на стадии космологической инфляции. Все эти гипотезы требуют введения дополнительных сущностей, например гравитационных аномалий или первичных вихрей.

Теперь мое мнение, сложившееся после поверхностного чтения. Статья непрозрачна, перегружена математикой и содержит простор для перебора вариантов. Есть простой очевидный путь, который однозначен и не позволяет манипулировать данными. Во-первых, надо подвергнуть выборку галактик разбиению Делоне на тетраэдры. То есть та и только та четверка галактик составляет тетраэдр, через которую можно провести сферу так, что внутри сферы не окажется ни одной галактики. Это разбиение однозначно. Далее рассчитать количество правых и левых тетраэдров и опубликовать эти два числа. Если между ними не будет статистически значимой разницы, то все дальнейшие потуги совершенно бессмысленны и являются искусственной нагонкой значимости.

Возможно, при более тщательном знакомстве с работой мое мнение изменится, но пока так.

¹ Jiamin Hou, Zachary Slepian, Robert N. Cahn. Measurement of Parity-Odd Modes in the Large-Scale 4-Point Correlation Function of SDSS BOSS DR12 CMASS and LOWZ Galaxies // arXiv:2206.03625v2.

² Jiamin Hou, Zachary Slepian, Robert N. Cahn. Measurement of parity-odd modes in the large-scale 4-point correlation function of Sloan Digital Sky Survey Baryon Oscillation Spectroscopic Survey twelfth data release CMASS and LOWZ galaxies // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Volume 522. Issue 4. July 2023.