Náš vesmír má možná dvojče, které běží v čase pozpátku

Antivesmír běžící pozpátku v čase by mohl vysvětlit temnou hmotu a kosmickou inflaci. Nová divoká teorie naznačuje, že by mohl existovat další „antivesmír“, který běží zpět v čase před velkým třeskem.

Tato myšlenka předpokládá, že raný vesmír byl malý, horký a hustý – a tak jednotný, že čas vypadá symetricky směrem dopředu i dozadu.

Pokud je nová teorie pravdivá, znamená to, že temná hmota není tak záhadná; je to jen nová příchuť přízračné částice zvané neutrino, která může existovat pouze v tomto druhu vesmíru. A z teorie vyplývá, že by nebylo zapotřebí období „inflace“, které brzy po velkém třesku rychle zvětšilo velikost mladého vesmíru.

TIP: JE SVĚT KOLEM NÁS JEN POČÍTAČOVÁ ILUZE? OTÁZKOU JE, ZDA SE TO VŮBEC MÁME DOZVĚDĚT

Pokud je to pravda, pak by budoucí experimenty zaměřené na hledání gravitačních vln nebo na určení hmotnosti neutrin mohly jednou provždy odpovědět na otázku, zda tento zrcadlový antivesmír existuje.

Zachování symetrie

Fyzikové identifikovali soubor základních symetrií v přírodě. Tři nejdůležitější symetrie jsou: náboj (pokud přehodíte náboje všech částic zapojených do interakce na jejich opačné náboje, dostanete stejnou interakci); parita (pokud se podíváte na zrcadlový obraz interakce, dostanete stejný výsledek); a čas (pokud interakci spustíte zpětně v čase, vypadá stejně).

Fyzikální interakce se většinou řídí těmito symetriemi, což znamená, že někdy dochází k jejich porušení. Fyzikové však nikdy nepozorovali porušení kombinace všech tří symetrií současně. Pokud vezmete každou jednotlivou interakci pozorovanou v přírodě a přehodíte náboje, vezmete zrcadlový obraz a spustíte ji zpětně v čase, tyto interakce se chovají naprosto stejně.

Tato základní symetrie dostala název: CPT symetrie, což znamená náboj (C), parita (P) a čas (T).

V novém článku, který byl nedávno přijat k publikaci v časopise Annals of Physics, vědci navrhují rozšíření této kombinované symetrie. Obvykle se tato symetrie vztahuje pouze na interakce – síly a pole, které tvoří fyziku vesmíru. Ale možná, že pokud je to tak neuvěřitelně důležitá symetrie, platí pro celý vesmír jako takový. Jinými slovy, tato myšlenka rozšiřuje tuto symetrii z aplikace pouze na „aktéry“ vesmíru (síly a pole) na samotné „jeviště“, celý fyzikální objekt vesmíru.

Vytváření temné hmoty

Žijeme v rozpínajícím se vesmíru. Tento vesmír je naplněn spoustou částic, které dělají spoustu zajímavých věcí, a vývoj vesmíru postupuje v čase. Pokud rozšíříme koncept symetrie CPT na celý náš vesmír, pak náš pohled na vesmír nemůže být úplný.

Naopak, musí jich být více. Aby byla zachována symetrie CPT v celém vesmíru, musí existovat zrcadlový vesmír, který vyvažuje ten náš. Tento vesmír by měl všechny opačné náboje než my, byl by zrcadlově převrácený a běžel by v čase pozpátku. Náš vesmír je jen jedním z dvojčat. Dohromady oba vesmíry dodržují symetrii CPT.

TIP: VĚDCI Z OPAVY MOŽNÁ OBJEVILI ČERVÍ DÍRU. CESTOVÁNÍ ČASEM BY SE TAK MOHLO STÁT REALITOU

Výzkumníci studie se dále ptali, jaké by byly důsledky takového vesmíru a zjistili mnoho podivuhodných věcí.

Za prvé, vesmír respektující CPT se přirozeně rozpíná a zaplňuje částicemi, aniž by bylo nutné dlouho teoretizované období rychlého rozpínání známé jako inflace. Ačkoli existuje mnoho důkazů, že k události, jako je inflace, došlo, teoretický obraz této události je neuvěřitelně mlhavý. Je natolik mlhavý, že existuje spousta prostoru pro návrhy životaschopných alternativ.

Za druhé, vesmír respektující CPT by přidal do směsi další neutrina. Jsou známy tři příchutě neutrin: elektronové neutrino, mionové neutrino a tauonové neutrino. Je zvláštní, že všechny tři tyto příchutě neutrin jsou levotočivé (což se týká směru jejich spinu vzhledem k jejich pohybu). Všechny ostatní částice, které fyzika zná, mají jak levotočivou, tak pravotočivou variantu, takže fyziky dlouho zajímalo, zda existují další pravotočivá neutrina.

Vesmír respektující CPT by vyžadoval existenci alespoň jednoho druhu pravotočivého neutrina. Tento druh by byl pro fyzikální experimenty z velké části neviditelný a zbytek vesmíru by ovlivňoval pouze prostřednictvím gravitace.

Ale neviditelná částice, která zaplavuje vesmír a interaguje pouze prostřednictvím gravitace, zní podobně jako temná hmota.

Vědci zjistili, že podmínky dané dodržováním symetrie CPT by náš vesmír zaplnily pravotočivými neutriny, což by stačilo na vysvětlení temné hmoty.

Předpovědi v zrcadle

Do našeho dvojčete, vesmíru v CPT zrcadle, bychom nikdy neměli přístup, protože existuje „za“ naším velkým třeskem, před počátkem našeho vesmíru. To však neznamená, že bychom tuto myšlenku nemohli otestovat.

Vědci našli několik pozorovacích důsledků této myšlenky. Za prvé předpovídají, že všechny tři známé druhy levotočivých neutrin by měly být majoránovými částicemi, což znamená, že jsou svými vlastními antičásticemi (na rozdíl od normálních částic, jako je elektron, které mají protějšky z antihmoty zvané pozitrony). Zatím si fyzikové nejsou jisti, zda neutrina tuto vlastnost mají, či nikoliv.

Navíc předpovídají, že jeden z druhů neutrin by měl být bez hmotnosti. V současné době mohou fyzikové stanovit pouze horní hranice hmotností neutrin. Pokud se fyzikům někdy podaří přesvědčivě změřit hmotnosti neutrin a jedno z nich bude skutečně bezhmotné, výrazně to podpoří myšlenku CPT-symetrického vesmíru.

A konečně, v tomto modelu nikdy nedošlo k inflaci. Místo toho se vesmír přirozeně naplnil částicemi sám od sebe. Fyzikové se domnívají, že inflace otřásla časoprostorem v tak obrovské míře, že zaplavila vesmír gravitačními vlnami. Po těchto prvotních gravitačních vlnách pátrá mnoho experimentů. V CPT-symetrickém vesmíru by však žádné takové vlny neměly existovat. Pokud tedy tato pátrání po prvotních gravitačních vlnách vyjdou naprázdno, mohlo by to být vodítkem, že tento CPT-zrcadlový model vesmíru je správný.

Zdroj: https://www.livescience.com/mirror-universe-explains-dark-matter