Uma nova teoria maluca sugere que pode haver outro “anti-universo”, voltando no tempo antes do Big Bang.
A ideia postula que o universo primitivo era pequeno, quente e denso – e tão regular que o tempo parece ser o mesmo, indo para frente e para trás.
Se isso for verdade, então o novo teoria Significa que matéria escura Não é muito misterioso, é apenas um novo sabor de uma partícula fantasmagórica chamada neutrino Só pode existir neste tipo de universo. A teoria sugere que não haveria necessidade de um período de “inflação” em rápida expansão no universo jovem logo após o Big Bang.
Se for verdade, experimentos futuros para procurar ondas gravitacionais, ou para determinar a massa de neutrinos, poderiam responder definitivamente se existe tal universo anti-espelho.
manter a simetria
Os físicos identificaram um conjunto de simetrias fundamentais na natureza. As três simetrias mais importantes são: carga (se você inverter as cargas de todas as partículas envolvidas em uma interação com a carga oposta, obterá a mesma interação); paridade (se você olhar para a imagem espelhada da interação, obterá o mesmo resultado); e tempo (se você executar uma interação no tempo, ela terá a mesma aparência).
As interações físicas são regidas pela maioria dessas simetrias na maioria das vezes, o que significa que às vezes há violações. Mas os físicos nunca notaram uma violação do conjunto das três simetrias ao mesmo tempo. Se você pegar todas as interações observadas na natureza e inverter as cargas, pegar uma imagem espelhada e executá-las de volta no tempo, essas interações se comportarão exatamente da mesma forma.
Essa simetria básica é chamada: simetria CPT, para carga (C), paridade (P) e tempo (T).
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no novo papel Foi recentemente aceito para publicação nos Annals of Physics, e os cientistas estão propondo estender essa simetria comum. Normalmente, essa simetria se aplica apenas às interações – as forças e os campos que compõem a física do universo. Mas talvez, se essa simetria é tão importante, ela se aplica ao próprio universo inteiro. Em outras palavras, essa ideia dessa simetria se estende desde uma mera aplicação dos “atores” do universo (forças e campos) até a própria “fase”, toda a coisa física do universo.
A criação da matéria escura
Vivemos em um mundo em expansão. Este universo está cheio de muitas partículas que fazem muitas coisas interessantes, e a evolução do universo está avançando ao longo do tempo. Se estendermos o conceito de simetria CPT para todo o universo, nossa visão do universo não pode ser a imagem completa.
Em vez disso, deve haver mais. Para manter a simetria CPT em todo o universo, deve haver um cosmos de imagem inversa que se equilibre entre nós. Este universo terá mais cargas opostas do que nós, virará no espelho e voltará no tempo. Somos apenas gêmeos. Tomados em conjunto, os dois universos obedecem à simetria CPT.
Os pesquisadores do estudo então se perguntaram sobre as consequências de tal universo.
Eles encontraram muitas coisas boas.
Primeiro, um universo que respeita o CPT se expande naturalmente e se enche de partículas, sem a necessidade de um período prolongado de rápida expansão conhecido como inflação. Embora haja muitas evidências de que um evento como a inflação ocorra, o quadro teórico desse evento é incrivelmente vago. É tão vago que há muito espaço para sugestões de alternativas viáveis.
Segundo, um universo que respeite o CPT adicionará mais alguns neutrinos à mistura. Existem três sabores conhecidos de neutrinos: neutrino do elétron, neutrino do múon e neutrino do tau. Curiosamente, todos os três tipos de neutrinos são canhotos (indicando a direção de sua rotação em relação ao seu movimento). Todas as outras partículas conhecidas na física têm diferentes tipos de destros e canhotos, então os físicos há muito se perguntam se existem neutrinos destros adicionais.
Um universo que respeita CPT requer a presença de pelo menos um tipo de neutrino destro. Essas espécies seriam em grande parte invisíveis para experimentos físicos e afetariam apenas o resto do universo através da gravidade.
Mas a partícula invisível que engole o universo e interage apenas pela gravidade é muito semelhante à matéria escura.
Os pesquisadores descobriram que as condições impostas pela obediência à simetria CPT encheriam nosso universo com neutrinos destros, o suficiente para explicar a matéria escura.
Previsões no espelho
Nunca seremos capazes de alcançar nosso gêmeo, o universo-espelho da CPT, porque ele existe “atrás” do Big Bang, antes de nosso universo começar. Mas isso não significa que não podemos testar essa ideia.
Os pesquisadores encontraram alguns resultados observados para essa ideia. Por exemplo, eles previram que os três tipos conhecidos de neutrinos deveriam ser partículas de Majorana, o que significa que eles são suas antipartículas (em oposição a partículas regulares como o elétron, que possuem isótopos de antimatéria chamados pósitrons). Até agora, os físicos não têm certeza se os neutrinos têm ou não essa propriedade.
Além disso, eles esperavam que um tipo de neutrino não tivesse massa. No momento, os físicos só podem estabelecer limites superiores para massas de neutrinos. Se os físicos puderem medir definitivamente as massas dos neutrinos, e um deles já não tiver massa, isso melhoraria muito a ideia de um universo simétrico CPT.
Por fim, neste modelo o evento inflacionário nunca ocorreu. Em vez disso, o universo naturalmente se encheu de partículas por conta própria. Os físicos acreditam que a inflação abalou o espaço-tempo a tal ponto que inundou o universo com ondas gravitacionais. Vários experimentos estão em andamento para procurar essas ondas gravitacionais primordiais. Mas em um universo simétrico CPT, tais ondas não deveriam existir. Portanto, se as buscas por ondas gravitacionais primordiais estiverem vazias, isso pode ser uma pista de que esse modelo de universo-espelho CPT está correto.
Publicado originalmente no Live Science.