Vũ trụ của chúng ta có thể có một cặp song sinh chạy ngược thời gian

[Romano]

Một lý thuyết mới lạ cho thấy, có thể có một "phản vũ trụ" khác, đang chạy ngược thời gian trước Vụ nổ lớn (Big Bang).Ý tưởng giả định rằng, vũ trụ ban đầu nhỏ, nóng và đặc và đồng đều đến mức thời gian có đối xứng, đi ngược lại thời gian của vũ trụ chúng ta.

Nếu đúng, lý thuyết mới có nghĩa là vật chất tối không quá bí ẩn; nó chỉ là một hương vị mới của một hạt ma quái được gọi là neutrino chỉ có thể tồn tại trong vũ trụ này. Và lý thuyết này ngụ ý rằng, sẽ không cần đến một thời kỳ "lạm phát" đã mở rộng nhanh chóng kích thước của vũ trụ non trẻ ngay sau Vụ nổ lớn.

Nếu đúng, các thí nghiệm trong tương lai nhằm tìm kiếm sóng hấp dẫn, hoặc để giảm khối lượng neutrino, có thể trả lời một lần và mãi mãi liệu gương phản vũ trụ này có tồn tại hay không.

Duy trì tính đối xứng

Các nhà vật lý đã xác định một tập hợp các đối xứng cơ bản trong tự nhiên. Ba điểm đối xứng quan trọng nhất là: điện tích (nếu bạn lật điện tích của tất cả các hạt tham gia tương tác sang điện tích trái dấu của chúng, bạn sẽ nhận được tương tác tương tự); chẵn lẻ (nếu bạn nhìn vào hình ảnh phản chiếu của một tương tác, bạn sẽ nhận được kết quả tương tự); và thời gian (nếu bạn chạy ngược thời gian một tương tác, nó sẽ giống nhau).

Các tương tác vật lý hầu hết tuân theo các đối xứng này, có nghĩa là đôi khi có những vi phạm. Nhưng các nhà vật lý chưa bao giờ quan sát thấy sự vi phạm sự kết hợp của cả ba đối xứng cùng một lúc. Nếu bạn lấy mọi tương tác quan sát được trong tự nhiên và lật các điện tích, lấy hình ảnh phản chiếu và chạy ngược thời gian, các tương tác đó sẽ hoạt động giống hệt nhau.

Trong một bài báo mới được chấp nhận đăng trên tạp chí Biên niên sử Vật lý, các nhà khoa học đề xuất mở rộng đối xứng kết hợp này. Thông thường sự đối xứng này chỉ áp dụng cho các tương tác - các lực và trường tạo nên vật lý của vũ trụ. Nhưng có lẽ, nếu đây là một đối xứng cực kỳ quan trọng như vậy, nó áp dụng cho toàn bộ vũ trụ. Nói cách khác, ý tưởng này mở rộng sự đối xứng này từ việc chỉ áp dụng cho các "tác nhân" của vũ trụ (lực và trường) đến toàn bộ đối tượng vật lý của vũ trụ.

Tạo vật chất tối

Chúng ta đang sống trong một vũ trụ đang giãn nở. Vũ trụ này chứa đầy rất nhiều hạt làm rất nhiều điều thú vị, và sự tiến hóa của vũ trụ tiến lên theo thời gian. Nếu chúng ta mở rộng khái niệm đối xứng CPT cho toàn bộ vũ trụ của chúng ta, cái nhìn của chúng ta về vũ trụ không thể là bức tranh toàn cảnh.

Thay vào đó, phải có nhiều hơn nữa. Để duy trì sự đối xứng CPT trong toàn bộ vũ trụ, cần phải có một vũ trụ hình ảnh phản chiếu để cân bằng riêng. Vũ trụ này sẽ có tất cả các điện tích trái dấu so với chúng ta, bị lật trong gương và chạy lùi trong thời gian. Vũ trụ của chúng ta chỉ là một trong một cặp song sinh. Kết hợp với nhau, hai vũ trụ tuân theo phép đối xứng CPT.

Đối với một vũ trụ tôn trọng CPT tự nhiên mở rộng và lấp đầy chính nó với các hạt mà không cần một thời gian giãn nở nhanh theo lý thuyết kéo dài, nhưng bức tranh lý thuyết về sự kiện đó lại vô cùng mờ nhạt.

Nhưng một hạt vô hình tràn ngập vũ trụ và chỉ tương tác thông qua lực hấp dẫn nghe rất giống vật chất tối.

Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng, các điều kiện áp đặt bằng cách tuân theo đối xứng CPT sẽ lấp đầy vũ trụ của chúng ta bằng các hạt neutrino tay phải, đủ để giải thích cho vật chất tối.

Chúng ta sẽ không bao giờ có quyền truy cập vào vũ trụ song sinh của chúng ta, vũ trụ gương CPT, bởi vì nó tồn tại "đằng sau" Vụ nổ lớn, trước khi vũ trụ bắt đầu. Các nhà nghiên cứu đã tìm thấy một vài hệ quả quan sát được của ý tưởng này.

Nếu các nhà vật lý có thể đo lường một cách chính xác khối lượng neutrino, và một trong số chúng thực sự không có khối lượng, điều đó sẽ củng cố rất nhiều cho ý tưởng về một vũ trụ đối xứng CPT.