Выбирай : Покупай : Используй
в фокусе
0

У нашей Вселенной есть двойник, который движется назад во времени

Ученые выдвинули теорию о существовании «антивселенной», которая движется назад во времени от момента Большого взрыва. Эта концепция может объяснить многие парадоксы Вселенной, в том числе существование темной материи.

Исследователи из Корнеллского университета полагают, что существовала ранняя Вселенная – настолько небольшого размера и высокой температуры и плотности, что время в ней могло идти одновременно и вперед и назад, как это происходит в квантовых системах.

В новой теории нашлось объяснение для темной материи – это особая разновидность частицы нейтрино, которая не существует в нашей Вселенной, но зато присутствует в ее двойнике.

Одно из самых красочных изображений Вселенной, созданное на основе отдельных фото с телескопа Хаббл за 2003-2012 годы. Изображение: NASA/ESA

Также объясняется эпоха инфляции – промежуток между 10^–33 и 10^−32 секундами после Большого взрыва, когда Вселенная необычайно быстро увеличилась в объеме как минимум в 10^78 раз.

Пока концепция параллельных Вселенных обоснована лишь теоретически, но ее можно подтвердить или опровергнуть с помощью экспериментов по поиску гравитационных волн или определению массы нейтрино.

В основу новой теории легли представления о фундаментальных симметриях, в частности об С-, Р-, СР- и Т-симметрии.

С-симметрия означает С-сопряжение или зарядовое преобразование, то есть замену частицы на соответствующую античастицу. Р-симметрия – это симметрия движения применительно к электромагнитным, сильным и гравитационным взаимодействиям. 

СР-симметрия подразумевает сочетание зарядового сопряжения и четности, то есть превращение частицы в античастицу и зеркальное отображение физической системы. Наконец, Т-симметрия описывает замену времени t на -t и симметричное развитие системы в противоположном направлении во времени.

В статье, принятой к публикации в журнале Annals of Physics и сейчас доступной на сайте научных публикаций arxiv.org, ученые предполагают, что действие этой комбинированной симметрии может распространяться не только на силы и поля, но на всю Вселенную.

Взрыв сверхновой и образование облака газа и пыли. Это событие похоже на Большой взрыв, во время которого образовалась наша Вселенная, или, согласно новой теории – две зеркальные Вселенные. Изображение: NASA

Но для того, чтобы ни одна из симметрий при этом не нарушалась, у нашей Вселенной должен быть зеркальный двойник. Авторы теории считают, что он движется назад во времени по тем же точкам пространства, но с отрицательными координатами, а его частицы имеют заряд, противоположный заряду частиц в нашей Вселенной.

Новая теория кардинально меняет представления о Вселенной. Например, она отрицает эпоху инфляции и утверждает, что обе вселенные были естественными образом заполнены частицами. Обычно считается, что эпоха инфляции привела к образованию первичных гравитационных волн, но в теории симметричных вселенных эти волны никогда не существовали. И значит, если поиски первичных гравитационных волн ни к чему не приведут, это станет доказательством новой теории.

Также согласно новой концепции, во Вселенной должно существовать еще несколько пока неизвестных видов нейтрино. Сейчас изучены три вида этих частиц: электронное, мюонное и тау-нейтрино, а также соответствующие им античастицы. Все три вида нейтрино – левые, то есть их спины или собственные импульсы направлены влево, хотя все остальные частицы могут быть и правыми и левыми.

Согласно новой теории, должен существовать как минимум один вид нейтрино с правым спином. Однако, этот вид пока не может быть обнаружен в рамках физических экспериментов и предположительно влияет на Вселенную только через гравитацию. 

К тому же, создатели теории полагают, что все уже известные виды нейтрино являются собственными античастицами подобно фермиону Майораны. И еще один из видов нейтрино должен оказаться безмассовым. Пока нет четких данных о массе этих частиц, установлены только их верхние пределы (0,28 эВ). Но если физикам удастся найти нейтрино, не обладающий массой, это подтвердит новую теорию.

Уникальная галактика NGC 1052-DF2, в которой предположительно отсутствует темная материя, считается доказательством того, что в целом темная материя существует и заполняет Вселенную. Изображение: NASA, ESA, and P. van Dokkum (Yale University)

Это самый интересный момент новой концепции, так как некая невидимая частица, заполняющая Вселенную и воздействующая на нее лишь через гравитацию – это по сути и есть темная материя или как минимум нечто на нее крайне похожее.

Исследователи считают, что для симметрии в нашей Вселенной должны были появиться правые нейтрино в таком количестве, которого хватило для образования черной материи.

Комментарии
Статьи по теме