С конца 20 века астрономам известны данные, свидетельствующие о том, что вселенная не только расширяется, но и расширяется с ускоряющейся скоростью. Согласно принятой в настоящее время модели, это ускоренное расширение происходит из-за темной энергии, таинственной силы отталкивания, которая составляет около 73% от плотности энергии Вселенной. Теперь новое исследование раскрывает альтернативную теорию: расширение вселенной на самом деле связано с отношениями между веществом и антивеществом. Согласно этому исследованию, вещество и антивещество гравитационно отталкивают друг друга и создают своего рода «антигравитацию», которая может покончить с потребностью в темной энергии во вселенной.
Массимо Виллата, ученый из Туринской обсерватории в Италии, начал исследование с двух основных предположений. Во-первых, он утверждал, что и вещество, и антивещество имеют положительную массу и плотность энергии. Традиционно гравитационное влияние частицы определяется исключительно ее массой. Положительное значение массы указывает, что частица будет притягивать другие частицы гравитационно. По предположению Виллаты, это относится и к античастицам. Таким образом, под действием силы тяжести частицы притягивают другие частицы, а античастицы - другие античастицы. Но какая сила возникает между частицами и античастицами?
Чтобы решить этот вопрос, Виллате нужно было сформулировать второе предположение - что общая теория относительности является СРТ-инвариантной. Это означает, что законы, управляющие частицей обычной материи в обычном поле в пространстве-времени, могут одинаково хорошо применяться к сценариям, в которых заряд (электрический заряд и внутренние квантовые числа), четность (пространственные координаты) и время обращаются вспять, как для антивещества. , При обратном обращении уравнения общей теории относительности в заряде, четности и времени для или частица или поле, в котором движется частица, результатом является смена знака в смысле гравитации, делая его отрицательным вместо положительного и подразумевая так называемую антигравитацию между ними.
Виллата привел странный пример яблока, падающего на голову Исаака Ньютона. Если анти-яблоко упадет на анти-Землю, они будут притягиваться, и анти-яблоко ударит анти-Ньютона по голове; однако, анти-яблоко не может «упасть» на обычную старую Землю, которая состоит из обычной старой материи. Вместо этого анти-яблоко улетит с Земли из-за изменения знака гравитации. Другими словами, если общая теория относительности фактически является СРТ-инвариантом, антигравитация заставит частицы и античастицы взаимно отталкиваться. В более широком масштабе, Виллата утверждает, что вселенная расширяется из-за этого мощного отталкивания между веществом и антивеществом.
Как насчет того, что материя и антивещество, как известно, уничтожают друг друга? Виллата разрешил этот парадокс, поместив антивещество далеко от материи, в огромные пустоты между скоплениями галактик. Считается, что эти пустоты возникли из-за крошечных отрицательных колебаний в поле первичной плотности и, похоже, обладают своего рода антигравитацией, отталкивающей от них всю материю. Конечно, причина, по которой астрономы не наблюдают антивещества в пустотах, все еще в воздухе. По словам Виллаты: «Существует более одного возможного ответа, который будет рассмотрен в другом месте». Исследование опубликовано в этом месяце в издании Europhysics Letters.
