Un Univers format din antimaterie a existat înainte de Big Bang?

La fel ca imaginea unui munte care se oglindeşte pe suprafaţa unui lac, se pare că Universul avea odată o „imagine” perfectă în oglindă.

Aceasta este concluzia unor oameni de știință canadieni după extrapolarea legilor Universului, atât înainte cât și după Big Bang.

Fizicienii au o concepţie destul de bună cu privire la structura Universului după doar câteva secunde de la Big Bang.

Zeci de ani experții au susținut că pentru a explica ceea ce s-a întâmplat în momentul Big Bang este necesară o modificare a legilor de bază ale fizicii.

Conform modelului cosmologic Big Bang, în urmă cu mai mult de 13 miliarde de ani Universul s-a extins de la o singularitate primordială fierbinte și densă.

Cercetătorii Latham Boyle, Kieran Finn și Neil Turok de la Theoretical Physics in Waterloo, Ontario au propus o concepţie diferită. Ei au presupus că Universul a fost întotdeauna simetric și simplu şi au extrapolat matematic legile Universului până în primul moment după Big Bang.

Rezultatele obţinute sugerează existenţa unui Univers în oglindă față de cel actual, care era format din antimaterie şi în care timpul se scurgea în sens invers.

Nu este pentru prima oară când fizicienii sugerează existenţa unui alt Univers înainte de Big Bang, dar întotdeauna acesta a fost considerat separat de cel în care trăim.

„În loc să spunem că a existat un Univers diferit înainte de Big Bang, spunem că Universul dinainte de Big Bang a fost, într-un anumit sens, o imagine în oglindă a Universului de după Big Bang.

Este ca și cum Universul din prezent a fost reflectat prin Big Bang”, a declarat Boyle.

Imaginați-vă că spargeți un ou în acest Univers în oglindă format din antimaterie.

În primul rând, acesta ar fi făcut din antiprotoni încărcați electric negativ și din antielectroni încărcați electric pozitiv.

În al doilea rând, din perspectiva noastră asupra timpului, s-ar părea că succesiunea evenimentelor este neobişnuită, oul crăpat devenind un ou fără crăpătură.

În mod similar, Universul ar evolua de la o explozie exterioară către o singularitate de tipul Big Bang, care ulterior va exploda în Universul în care trăim.

Din această perspectivă, Universul actual şi Universul în oglindă, format din antimaterie, au fost create în momentul Big Bang și au evoluat simultan înainte şi înapoi în timp.

Fizicienii canadieni susţin că prin această ipoteză s-ar putea explica unele mistere din fizica actuală.

De exemplu, s-ar putea explica ce s-a întâmplat în prima secundă a Universului, eliminându-se ipoteza multiversului și ipoteza existenţei unor dimensiuni ascunse ale Universului.

Fizicienii au folosit timp de trei decenii aceste ipoteze pentru a explica unele dintre misterele din fizica cuantică și Modelul Standard din fizica particulelor subatomice.

„Fizicienii teoreticieni au inventat teorii unificate, precum supersimetria, care presupun existența a sute de particule noi care nu au fost niciodată observate, teoria corzilor care sugerează existenţa unor dimensiuni suplimentare ale Universului sau teoria multiversului.

Oamenii de știință au continuat să inventeze teorii noi, deşi nu s-au identificat dovezi observaţionale care să le susţină”, a declarat Turok.

În schimb, această teorie ar putea oferi o explicație mult mai simplă pentru materia întunecată, afirmă Boyle.

„Prin ipoteza unui spațiu-timp extins, simetric, una dintre particulele despre care deja credem că există, aşa-numitul neutrin greu de dreapta, numit „neutrin steril”, devine un candidat principal pentru materia întunecată și nu mai este necesar să inventăm alte particule speculative”, afirmă Boyle.

Neutrinul la care se referă Boyle aici trece prin materia obișnuită fără a interacționa deloc cu aceasta.

Oamenii de știință canadieni au declarat că această nouă teorie a rezultat pe fondul nemulțumirii provocate de teoriile bizare care au fost propuse de fizicieni în ultimii ani.

Chiar dacă Turok a contribuit la dezvoltarea unor astfel de teorii, el a simțit o dorință profundă pentru o explicație mai simplă a Universului și a Big Bang-ului.

Cercetătorii Latham Boyle, Kieran Finn și Neil Turok afirmă, de asemenea, că această nouă teorie are avantajul de a fi testabilă.

„Dacă cineva poate găsi o explicaţie mai simplă a evoluţiei Universului decât cea existentă, atunci acesta este un pas înainte.

Acest lucru nu înseamnă că această explicație este şi corectă, dar ea merită să fie analizată”, a declarat Sean Carroll, un cosmolog de la California Institute of Technology, care a fost citat în lucrare, dar care nu a fost implicat în această cercetare.

Sean Carroll a subliniat că deşi existenţa particulelor WIMP (Weakly interacting massive particles), candidatul principal pentru materia întunecată, a fost teoretizată de ani de zile, până în prezent nu s-au descoperit dovezi privind existenţa acestor particule ipotetice masive care interacţionează slab cu materia obișnuită.

Din acest motiv Sean Carroll afirmă că ar putea fi momentul să se ia în considerare și alte opțiuni, printre care și existenţa neutrinului greu de dreapta, „steril”, menţionat de Boyle. Cu toate acestea, el nu este încă convins de această ipoteză și susţine că lucrarea fizicienilor canadieni este „speculativă”.

Cercetătorii canadieni au înțeles reticenţa comunităţii ştiinţifice cu privire la ipoteza lor și vor utiliza modelul cosmologic al Universului pe care l-au conceput pentru a propune diferite metode de test a corectitudinii acestuia.

De exemplu, modelul lor prezice că cei mai ușori neutrini ar trebui, de fapt, să nu aibă masă. Dacă ei au dreptate, atunci acest lucru ar putea schimba radical modul cum înţelegem Universul.

Sursă: Live Science