Една дива нова теория предполага, че може да има друга „антивселена“, която се движи назад във времето преди Големия взрив. Идеята предполага, че ранната Вселена е била малка, гореща и плътна – и толкова еднородна, че времето изглежда симетрично, въртящо се назад и напред.
Ако е вярна, новата теория означава, че тъмната материя не е толкова мистериозна; това е просто нов аромат на призрачна частица, наречена неутрино, която може да съществува само в този вид вселена. И теорията предполага, че няма да има нужда от период на „инфлация“, който бързо разширява размера на младия космос скоро след Големия взрив.
Ако е вярно, тогава бъдещите експерименти за търсене на гравитационни вълни или за определяне на масата на неутрино могат да отговорят веднъж завинаги дали тази огледална анти-вселена съществува.
Физиците са идентифицирали набор от фундаментални симетрии в природата. Трите най-важни симетрии са: заряд (ако обърнете зарядите на всички частици, участващи във взаимодействието, към противоположния им заряд, ще получите същото взаимодействие); паритет (ако погледнете огледалния образ на взаимодействие, получавате същия резултат); и време (ако стартирате взаимодействие назад във времето, то изглежда същото).
Физическите взаимодействия се подчиняват на повечето от тези симетрии през повечето време, което означава, че понякога има нарушения. Но физиците никога не са наблюдавали нарушение на комбинация от трите симетрии едновременно. Ако вземете всяко едно взаимодействие, наблюдавано в природата, и обърнете зарядите, вземете огледалния образ и го върнете назад във времето, тези взаимодействия се държат абсолютно еднакво.
Тази фундаментална симетрия получава име: CPT симетрия, за заряд (C), паритет (P) и време (T).
В нова статия, наскоро приета за публикуване в списанието Annals of Physics, учените предлагат разширяване на тази комбинирана симетрия. Обикновено тази симетрия се прилага само за взаимодействията – силите и полетата, които съставляват физиката на космоса. Но може би, ако това е толкова невероятно важна симетрия, тя се отнася за цялата Вселена. С други думи, тази идея разширява тази симетрия от прилагане само към „актьорите“ на Вселената (сили и полета) до самата „сцена“, целия физически обект на Вселената.
Живеем в разширяваща се вселена. Тази вселена е пълна с много частици, които правят много интересни неща и еволюцията на Вселената се движи напред във времето. Ако разширим концепцията за CPT симетрия до целия космос, тогава сегашният възглед за Вселената не може да бъде цялата картина.
Трябва да има нещо повече. За да се запази симетрията на CPT в целия космос, трябва да има космос с огледален образ, който балансира познатия ни. Този космос ще има всички противоположни заряди от нас, ще бъде обърнат огледално и ще се върне назад във времето. Нашата вселена тогава ще е само единият от близнаците. Взети заедно, двете вселени се подчиняват на CPT симетрията.
От една страна, вселена, уважаваща CPT, естествено се разширява и се изпълва с частици, без да е необходим дълъг теоретизиран период на бързо разширяване, известен като инфлация. Въпреки че има много доказателства, че се е случило събитие като инфлацията, теоретичната картина на това събитие е невероятно размита. Толкова е размита, че има достатъчно място за предложения за жизнеспособни алтернативи.
Второ, уважаваща CPT вселена би добавила някои допълнителни неутрино към сместа. Има три известни неутрино вкуса: електрон-неутрино, мюон-неутрино и тау-неутрино. Странно е, че и трите от тези неутрино аромати са лява ръка (отнасяйки се до посоката на неговото въртене спрямо неговото движение). Всички други известни на физиката частици имат както лява, така и дясна разновидност, така че физиците отдавна се чудят дали има допълнителни десни неутрино.
Вселена, уважаваща CPT, би изисквала съществуването на поне един вид неутрино с дясна ръка. Този вид ще бъде до голяма степен невидим за експериментите по физика, като винаги ще влияе върху останалата част от Вселената чрез гравитацията.
Но невидима частица, която наводнява Вселената и взаимодейства само чрез гравитацията, звучи много като тъмна материя.
Изследователите откриха, че условията, наложени от спазването на симетрията на CPT, ще запълнят нашата вселена с десни неутрино, достатъчно, за да обяснят тъмната материя.
Никога не бихме имали достъп до нашия близнак, CPT-огледалната вселена, защото тя съществува „зад“ нашия Голям взрив, преди началото на нашия космос. Но това не означава, че не можем да тестваме тази идея.
Изследователите откриват няколко последствия от тази идея. От една страна, те предсказват, че трите известни вида леви неутрино са свои собствени античастици (за разлика от нормалните частици като електрона, които имат антиматерия, наречена позитрони). Засега физиците не са сигурни дали неутрино притежават това свойство или не.
Освен това те предвиждат, че един от видовете неутрино трябва да бъде без маса. В момента физиците могат да поставят само горни граници на масите на неутрино. Ако физиците някога успеят да измерят категорично масите на неутрино и една от тях наистина е без маса, това значително би подкрепило идеята за CPT-симетрична вселена.
И накрая, в този модел инфлацията никога не се е случила. Вместо това, Вселената се изпълва с частици естествено сама по себе си. Физиците смятат, че инфлацията е разтърсила пространство-времето до такава огромна степен, че е наводнила космоса с гравитационни вълни. Много експерименти са на лов за тези първични гравитационни вълни. Но в CPT-симетрична вселена не трябва да съществуват такива вълни. Така че, ако тези търсения на първични гравитационни вълни се окажат напразни, това може да е улика, че този модел на CPT-огледална вселена е правилен.
