Ar putea avea Universul nostru un geamăn? Teoria ar explica materia întunecată

Un anti-univers care „se derulează înapoi în timp” ar putea explica materia întunecată și inflația cosmică.

O nouă teorie destul de îndrăzneață sugerează faptul că ar putea exista un alt „anti-univers”, care se derulează înapoi în timp, înainte de Big Bang. Ideea pleacă de la presupunerea că Universul timpuriu era mic, fierbinte și dens – și atât de uniform încât timpul arăta simetric în derularea sa înainte și înapoi.

• Iată cum o simplă cană cu ceai poate deveni un detector de particule!
• Pentru prima dată în istorie, astronomii au fotografiat îndeaproape o stea din afara galaxiei Calea Lactee

Dacă această teorie este adevărată, atunci înseamnă că materia întunecată nu este atât de misterioasă; este doar o nouă aromă a particulei fantomă numită neutrin, care poate exista doar într-un astfel de univers.

Teoria aceasta mai implică și faptul că nu ar mai fi nevoie de o perioadă „a inflației” care să extindă rapid mărimea unui cosmos tânăr imediat după Big Bang. Dacă aceste ipoteze sunt adevărate, atunci experimentele viitoare de găsire a undelor gravitaționale sau de a calcula masa unui neutrin ar putea oferi răspunsuri mult așteptate la întrebările legate de existența unui anti-univers oglindă.

Un set de simetrii fundamentale în natură

Fizicienii au identificat un set de simetrii fundamentale în natură. Cele mai importante trei sunt: sarcina – dacă sunt inversate sarcinile tuturor particulelor implicate într-o interacțiune cu sarcinile opuse, interacțiunea nu se va schimba, paritatea – dacă privești imaginea oglindită a unei interacțiuni, vei vedea același rezultat și timpul – dacă urmărești o interacțiune înapoi în timp, arată la fel.

Interacțiunile fizice se supun acestor trei simetrii în cea mai mare parte a timpului, ceea ce înseamnă că există totuși unele încălcări. Dar fizicienii nu au remarcat niciodată o încălcare simultană a celor trei simetrii.

Dacă te raportezi la fiecare interacțiune observabilă în natură și inversezi sarcinile, acționezi imaginea oglindită și o derulezi înapoi în timp, acele interacțiuni s-ar comporta exact la fel. Simetria fundamentală a primit și o denumire: simetria CPT, unde C-Charge, P-Parity și T-Time.

În acest nou studiu acceptat spre publicare în jurnalul Annals of Physics, cercetătorii propun extinderea acestei simetrii combinate. În mod normal simetria se aplică numai la interacțiuni – forțele și câmpurile care compun fizica cosmosului. Dar poate că, dacă această simetrie este atât de importantă, se poate aplica întregului Univers.

Universul nostru, doar unul dintre gemeni?

Trăim într-un Univers în plină expansiune. Acest Univers este plin de particule care interacționează în feluri interesante, iar evoluția Universului se derulează înainte în timp. Dacă putem extinde conceptul simetriei CPT la întreg cosmosul, atunci înțelegerea Universului nu este completă, precizează Live Science.

Trebuie să fie mai mult. Pentru a prezerva simetria CPT de-a lungul Cosmosului, trebuie să existe o imagine-oglindă a acestuia, pentru a contrabalansa varianta primară. Cosmosul acesta ar avea toate sarcinile inversate, ar fi oglindit și s-ar derula înapoi în timp. Universul nostru este doar unul dintre gemeni. Luate împreună, cele două se supun simetriei.

Consecințele pe care le-ar avea existența unui asemenea Univers

Cercetătorii s-au întrebat mai apoi despre consecințele pe care le-ar avea existența unui asemenea Univers. În primul rând, Universul supus CPT s-ar afla într-o expansiune naturală umplându-se de la sine cu particule, fără a mai fi nevoie de o perioadă de inflație. Chiar dacă sunt multe dovezi care susțin faptul că a existat un eveniment similar cu o inflație, aspectele teoretice sunt încă neclare. Atât de neclare, încât există loc de alternative.

În al doilea rând, Universul supus CPT ar conține câțiva neutrini suplimentari. Există trei variante cunoscute de neutrini: neutrin electronic, neutrin miuonic și neutrin taonic. În mod ciudat, fiecare dintre aceste trei categorii au o orientare spre stânga în mișcare. Un Univers supus CPT ar trebui să aibă cel puțin o categorie de neutrini cu orientare spre dreapta.

Unde există acest Univers oglindit?

Nu ne-am putea accesa niciodată geamănul, Universul oglindă, pentru că acesta există „în spatele” Big Bang, înainte de începerea cosmosului. Dar asta nu înseamnă că teoria nu poate fi testată.

Cercetătorii au observat câteva consecințe observaționale ale acestei idei. Ei pot prezice faptul că cele trei categorii de neutrini cu orientare spre stânga ar trebui să fie toate particule Mojorana, ceea ce înseamnă că sunt propriile lor antiparticule.

Mai mult, estimează că una dintre categoriile de neutrini ar trebui să fie lipsită de masă. În prezent, fizicienii pot stabili doar limitele superioare ale masei unui neutrin. Dacă fizicienii ar putea stabili cu exactitate masele neutrinilor, iar unul este într-adevăr lipsit de masă, acest fapt ar conferi greutate teoriei unui Univers simetric.

Vă mai recomandăm și:

Un semnal considerat „prima lumină din Univers” s-ar putea să nu fi venit deloc din spațiu

O descoperire matematică ar putea dezvălui secretele Universului

Universul nostru, o proiecție holografică? Oamenii de știință analizează găurile negre pentru a afla

Cu un pas mai aproape de organele de transplant universale. Rezultate promițătoare în cadrul unui nou studiu