|
У нашей Вселенной может быть двойник, который движется назад во времени
|
|
|
|
Новая безумная теория предполагает, что может существовать еще одна «антивселенная», движущаяся назад во времени до Большого взрыва. Идея предполагает, что ранняя Вселенная была маленькой, горячей и плотной — и настолько однородной, что время выглядит симметричным, двигаясь вперед и назад. Если это правда, новая теория означает, что темная материя не такая уж загадочная; это просто новая разновидность призрачной частицы, называемой нейтрино, которая может существовать только в такой вселенной. И теория подразумевает, что не будет необходимости в периоде «инфляции», которая быстро увеличила размер молодого космоса вскоре после Большого взрыва. Если это так, то будущие эксперименты по поиску гравитационных волн или определению массы нейтрино могли бы раз и навсегда ответить на вопрос, существует ли эта зеркальная антивселенная, сообщает Space.
|
|
|
|
Физики определили набор фундаментальных симметрий в природе. Вот три наиболее важные симметрии: заряд (если вы поменяете местами заряды всех частиц, участвующих во взаимодействии, на их противоположные заряды, вы получите такое же взаимодействие); паритет (если вы посмотрите на зеркальное отражение взаимодействия, вы получите тот же результат); и время (если вы прокрутите взаимодействие назад во времени, оно будет выглядеть так же). Физические взаимодействия большую часть времени подчиняются большинству этих симметрий, а это означает, что иногда имеют место нарушения. Но физики никогда не наблюдали нарушения комбинации всех трех симметрий одновременно. Если вы возьмете каждое отдельное взаимодействие, наблюдаемое в природе, поменяете местами заряды, возьмете зеркальное отображение и прокрутите его назад во времени, эти взаимодействия будут вести себя точно так же. Эта фундаментальная симметрия получила название: CPT-симметрия для заряда (C), четности (P) и времени (T).
|
|
|
В новой статье, недавно принятой к публикации в журнале Annals of Physics, ученые предлагают расширить эту комбинированную симметрию. Обычно эта симметрия применима только к взаимодействиям — силам и полям, составляющим физику космоса. Но, возможно, если это такая невероятно важная симметрия, то она применима ко всей самой вселенной. Другими словами, эта идея расширяет эту симметрию от применения только к «актерам» вселенной (силам и полям) до самой «сцены», всего физического объекта вселенной. Мы живем в расширяющейся Вселенной. Эта вселенная заполнена множеством частиц, которые делают множество интересных вещей, и эволюция вселенной движется вперед во времени. Если мы распространим концепцию СРТ-симметрии на весь наш космос, то наше представление о Вселенной не может быть полной картиной.
|
|
|
|
Вместо этого должно быть больше. Чтобы сохранить симметрию СРТ во всем космосе, должен существовать зеркальный космос, который уравновешивает наш собственный. Этот космос будет иметь все противоположные заряды, чем у нас, будет перевернут в зеркале и будет двигаться назад во времени. Наша вселенная — всего лишь один из близнецов. Вместе взятые, две вселенные подчиняются СРТ-симметрии. Затем исследователи спросили, каковы будут последствия такой вселенной. Они нашли много замечательных вещей.
|
|
|
|
Во-первых, вселенная, уважающая СРТ, естественным образом расширяется и наполняется частицами, без необходимости в давно теоретизируемом периоде быстрого расширения, известном как инфляция. Хотя существует множество свидетельств того, что произошло такое событие, как инфляция, теоретическая картина этого события невероятно размыта. Это настолько нечетко, что есть много места для предложений жизнеспособных альтернатив.
|
|
|
|
Во-вторых, вселенная, уважающая СРТ, добавит в смесь несколько дополнительных нейтрино. Есть три известных аромата нейтрино: электронное нейтрино, мюонное нейтрино и тау-нейтрино. Как ни странно, все три типа нейтрино являются левосторонними (имеется в виду направление их вращения относительно движения). Все другие частицы, известные физике, имеют как левые, так и правые разновидности, поэтому физики давно задавались вопросом, существуют ли дополнительные правосторонние нейтрино.
|
|
|
|
Вселенная, уважающая СРТ, потребовала бы существования по крайней мере одного вида правых нейтрино. Этот вид был бы в значительной степени невидим для физических экспериментов, когда-либо влияя на остальную вселенную только через гравитацию. Но невидимая частица, которая заполняет Вселенную и взаимодействует только через гравитацию, очень похожа на темную материю. Исследователи обнаружили, что условия, налагаемые соблюдением СРТ-симметрии, заполнили бы нашу Вселенную правыми нейтрино, достаточными для образования темной материи. У нас никогда не будет доступа к нашему близнецу, вселенной СРТ-зеркала, потому что она существует «за» нашим Большим Взрывом, до начала нашего космоса. Но это не значит, что мы не можем проверить эту идею.
|
|
|
|
Исследователи обнаружили несколько наблюдательных следствий этой идеи. Во-первых, они предсказывают, что все три известных вида левых нейтрино должны быть майорановскими частицами, что означает, что они являются своими собственными античастицами (в отличие от нормальных частиц, таких как электрон, у которых есть аналоги из антивещества, называемые позитронами). На данный момент физики не уверены, обладают ли нейтрино этим свойством или нет. Кроме того, они предсказывают, что один из видов нейтрино должен быть безмассовым. В настоящее время физики могут установить только верхние пределы массы нейтрино. Если физики смогут окончательно измерить массы нейтрино, и одно из них действительно не имеет массы, это значительно укрепит идею СРТ-симметричной Вселенной.
|
|
|
|
Наконец, в этой модели инфляция никогда не происходила. Вместо этого Вселенная наполнилась частицами естественным образом сама по себе. Физики считают, что инфляция потрясла пространство-время до такой степени, что затопила космос гравитационными волнами. Многие эксперименты ведутся в поисках этих первичных гравитационных волн. Но в СРТ-симметричной Вселенной таких волн быть не должно. Так что, если эти поиски первичных гравитационных волн окажутся безрезультатными, это может быть ключом к тому, что эта модель СРТ-зеркальной вселенной верна.
|
|
|
|
Источник
|
