У нашей Вселенной есть двойник, который движется назад во времени

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.

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.

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.

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.