Странная вселенная, в которой время идет вспять, предложена в поразительной теории

Физики выдвинули смелую гипотезу о том, что у нашей Вселенной есть зеркальный двойник, который может проявляться как скопления невидимых, но притягивающих материю нейтрино — то, что мы называем темной материей.

Новая необычная идея предполагает, что в момент Большого взрыва вместе с нашей появилась «зеркальная» Вселенная, несущаяся по оси времени в противоположном направлении. Хотя попасть в эту антивселенную в принципе невозможно, ее существование должно проявиться во Вселенной в виде еще неоткрытой разновидности нейтрино. Скопления таких нейтрино могут создавать ту самую темную материю, частицы которой невозможно найти, несмотря на все усилия физиков.

Теория зеркала или антивселенной

Гипотеза о существовании «зеркальной» Вселенной была выдвинута несколько лет назад группой ученых под руководством известного южноафриканского астрофизика Нила Турока, который сейчас работает в Манчестерском университете (Великобритания). Их новая статья была принята к публикации в Annals of Physics и размещена в открытой онлайн-библиотеке препринтов arXiv.org. В нем рассматриваются некоторые последствия этой необычной идеи, в том числе темная материя.

Самая фундаментальная симметрия в физике — СРТ-инвариантность — говорит об инвариантности физических законов с одновременной инверсией зарядов (С), координат (Р) и времени (Т). Науке известны различные исключения – нарушения Р- и С-симметрии, а также их различные комбинации. ортодонт уфа

Например, нарушение СР-инвариантности может привести к доминированию частиц и почти полному отсутствию античастиц во Вселенной. Однако одновременного нарушения симметрии СРТ пока не обнаружено: если в системе поменять местами заряды, координаты и время, в принципе для нее ничего не изменится.

Новые симуляции

Нил Турок и его соавторы применили СРТ-инвариантность к самой Вселенной. В такой гипотетической картине наш мир оказывается лишь половиной бинарной системы. Его обратный двойник CPT путешествует во времени в противоположном направлении, с противоположными зарядами и зеркальными координатами.

Расчеты показали, что существование антивселенной в «двойной» Вселенной позволяет достаточно просто объяснить существование темной материи. Это загадочное вещество не видно ни одному научному прибору, так как оно способно взаимодействовать с обычным веществом только посредством гравитации.

Темную материю можно увидеть только по притяжению обычной материи: например, по траекториям звезд вокруг невидимого гравитирующего скопления. Это позволяет наносить на карту сгустки темной материи в масштабах целых галактик, но не позволяет захватывать и изучать составляющие ее частицы.

Гипотетические представления о новых частицах

До сих пор существуют лишь гипотетические представления об этих частицах. А если исходить из того, что мы живем только в половине целостной «двойной» СРТ-инвариантной Вселенной, то на одну гипотезу становится больше. Нил Турок и его коллеги показали, что в этом случае должны появиться новые типы нейтрино.

Сегодня их шесть (электрон, мюон и тау-нейтрино плюс их античастицы с противоположными зарядами), все они имеют положительный спин, хотя остальные фундаментальные частицы бывают как положительными, так и отрицательными. Но при существовании второй антивселенной должны существовать и нейтрино с обратным спином.

Они практически никак не взаимодействуют с обычной материей и могут появляться только в очень массивных скоплениях, благодаря своей гравитации — прямо как гипотетическая темная материя. По расчетам Нила Турока и его коллег, количества таких нейтрино должно хватить для наблюдения всех необходимых эффектов темной материи.

Необычная гипотеза позволяет нам сделать несколько проверяемых выводов о фундаментальных свойствах нейтрино. В частности, он предсказывает, что по крайней мере один тип этих частиц должен быть безмассовым. Пока этот вопрос остается открытым: эксперименты позволили установить лишь верхний предел масс нейтрино. Возможно, новая работа поможет их окончательно прояснить — и мы получим первые доказательства в пользу существования близнецовой анти-Вселенной нашей собственной.