Tipărire
Categorie: Blog Cătălina Oana Curceanu
Accesări: 1748


Credit: L. Boyle/Perimeter Institute for Theoretical Physics

Universul nostru ar putea avea ca pereche un anti-univers, format din antimaterie, care a luat naştere în momentul Big Bangului, însă cu săgeata timpului în direcţie opusă timpului din universul nostru. Această teorie a fost propusă la Institutul Perimeter din Canada şi are pretenţia de a explica inclusiv materia întunecată.

Universul nostru este dominat de materie, adică cea formată din particule precum electronii, protonii şi neutronii, cu o direcţie a timpului inexorabilă dinspre trecut spre viitor, un univers în care însă, se pare, există cantităţi uriaşe de materie şi energie întunecate. Acest univers a luat naştere acum aproape 14 miliarde de ani, în urma Big Bangului, o singularitate din care, în urma fluctuaţiilor cuantice, a fost creată o „supă” foarte fierbinte de particule. De atunci Universul a „crescut”, prin expansiunea acestuia, ceea ce a dus la răcirea lui şi la formarea structurilor pe care le vedem astăzi, precum stele, planete, galaxii şi chiar şi noi.

În prezent există o serie de enigme pe care fizica modernă încă nu le-a explicat; printre acestea se numără şi misterul dispariţiei antimateriei din univers, dar şi cel al prezenţei materiei întunecate.

Misterul dispariţiei antimateriei este legat de faptul că în momentul Big Bangului se crede că ar fi luat naştere o cantitate de antimaterie (antiparticule) egală cu cea de materie. Unde este însă aceasta antimaterie?

Misterul materiei întunecate are de-a face cu faptul că materia vizibilă din galaxii, precum materia ce constituie stelele, are o viteză de rotaţie generată de forţa gravitaţională mai mare decât cea datorată doar materiei vizibile; ar trebui atunci să se găsească în univers o formă de materie „invizibilă” (care nu emite lumină) care exercită însă atracţie gravitaţională.


Ipoteza celor două universuri

Iată că Neil Turok împreună cu Latham Boyle de la Institutul Perimeter, Ontario, Canada, au propus o nouă teorie în care rezolvă ambele mistere printr-o ipoteză curajoasă: în momentul Big Bangului au luat naştere două universuri.

Abstract articol original:

We propose that the state of the Universe does not spontaneously violate CPT. Instead, the Universe after the big bang is the CPT image of the Universe before it, both classically and quantum mechanically. The pre- and postbang epochs comprise a universe-antiuniverse pair, emerging from nothing directly into a hot, radiation-dominated era. CPT symmetry selects a unique QFT vacuum state on such a spacetime, providing a new interpretation of the cosmological baryon asymmetry, as well as a remarkably economical explanation for the cosmological dark matter.
Notă: CTP: Charge, parity, and time reversal symmetry. QFT: Quantum Field Theory.


Unul ar fi cel în care ne aflăm noi, celălalt, un anti-univers format din antimaterie, ar fi separat de al nostru, întrucât timpul curge în direcţie opusă. Această teorie se bazează pe conservarea unei simetrii fundamentale în fizică, simetria CPT. Aceasta simetrie ne spune că o lume formată din antiparticule, în care timpul merge înapoi, ar trebui să aibă caracteristici asemănătoare cu lumea noastră, cea formată din particule, cu timpul care merge „înainte” şi spaţiul pe care-l vedem.

Teoria propusă de Turok este încă în faza iniţială, motiv pentru care a avut de luptat pentru a publica articolul în care expune această teorie în revista Physical Review Letters.

Modelul propus în Canada are un avantaj suplimentar: explică materia întunecată din universul nostru. Aceasta ar fi compusă din aşa-numiţii neutrini sterili, cu masă foarte mare, de circa 500 de milioane de ori mai mare ca cea a protonului. Turok susţine că ar există inclusiv dovezi ale existenţei acestor neutrini, întrucât ANITA (Antarctic Impulsive Trasient Antenna), un balon cu instrumente care zboară deasupra Antarcticii, ar fi măsurat semnale care ar proveni de la particule cu masa compatibilă cu cea prezisă de el pentru neutrinii sterili.

Ar fi acest anti-univers asemănător cu al nostru? Există oare în acest anti-univers un „anti-eu” care îmi seamănă? Nu neapărat, întrucât fluctuaţiile cuantice ar putea face ca proprietăţile acestui anti-univers să fie diferite faţă de cele ale universului nostru.

Teoria anti-universului de la celălalt capăt al Big Bangului a stârnit o serie de discuţii şi controverse în comunitatea ştiinţifică. Multe detalii ale acestei teorii încă lipsesc şi este prea devreme pentru a o susţine sau abandona. Neil Turok însuşi este conştient că este mult de lucru pentru a-şi convinge colegii că modelul lui ar putea fi adevărat. Printre altele lipseşte o teorie a gravitaţiei cuantice, care să explice cum a luat naştere din Big Bang atât universul nostru, cât şi eventualul anti-univers; această teorie a gravitaţiei cuantice este ca un fel de Sfânt Graal al fizicii moderne.