Η αντιβαρύτητα θα μπορούσε να αντικαταστήσει τη σκοτεινή ενέργεια ως αιτία της διαστολής του Σύμπαντος
Από τα τέλη του 20ου αιώνα, οι αστρονόμοι γνώριζαν δεδομένα που υποδηλώνουν ότι το σύμπαν όχι μόνο διαστέλλεται, αλλά διαστέλλεται με επιταχυνόμενο ρυθμό. Σύμφωνα με το επί του παρόντος αποδεκτό μοντέλο, αυτή η επιταχυνόμενη διαστολή οφείλεται στη σκοτεινή ενέργεια, μια μυστηριώδη απωστική δύναμη που αποτελεί περίπου το 73% της ενεργειακής πυκνότητας του σύμπαντος. Τώρα, μια νέα μελέτη αποκαλύπτει μια εναλλακτική θεωρία: ότι η διαστολή του σύμπαντος οφείλεται στην πραγματικότητα στη σχέση μεταξύ ύλης και αντιύλης. Σύμφωνα με αυτή τη μελέτη, η ύλη και η αντιύλη απωθούνται βαρυτικά η μία την άλλη και δημιουργούν ένα είδος «αντιβαρύτητας» που θα μπορούσε να εξαλείψει την ανάγκη για σκοτεινή ενέργεια στο σύμπαν.
Ο Massimo Villata, ένας επιστήμονας από το Παρατηρητήριο του Τορίνο στην Ιταλία, ξεκίνησε τη μελέτη με δύο βασικές υποθέσεις. Πρώτον, υπέθεσε ότι τόσο η ύλη όσο και η αντιύλη έχουν θετική πυκνότητα μάζας και ενέργειας. Παραδοσιακά, η βαρυτική επίδραση ενός σωματιδίου καθορίζεται αποκλειστικά από τη μάζα του. Μια θετική τιμή μάζας δείχνει ότι το σωματίδιο θα προσελκύσει άλλα σωματίδια βαρυτικά. Σύμφωνα με την υπόθεση του Villata, αυτό ισχύει και για τα αντισωματίδια. Έτσι, υπό την επίδραση της βαρύτητας, τα σωματίδια προσελκύουν άλλα σωματίδια και τα αντισωματίδια έλκουν άλλα αντισωματίδια. Αλλά τι είδους δύναμη εμφανίζεται μεταξύ σωματιδίων και αντισωματιδίων;
Για να λύσει αυτό το ερώτημα, ο Villata χρειάστηκε να θεσπίσει τη δεύτερη υπόθεση - ότι η γενική σχετικότητα είναι αμετάβλητη CPT. Αυτό σημαίνει ότι οι νόμοι που διέπουν ένα συνηθισμένο σωματίδιο ύλης σε ένα συνηθισμένο πεδίο στο χωροχρόνο μπορούν να εφαρμοστούν εξίσου καλά σε σενάρια στα οποία το φορτίο (ηλεκτρικό φορτίο και εσωτερικοί κβαντικοί αριθμοί), η ισοτιμία (χωρικές συντεταγμένες) και ο χρόνος αντιστρέφονται, όπως συμβαίνει για την αντιύλη. . Όταν αντιστρέφετε τις εξισώσεις της γενικής σχετικότητας σε επιβάρυνση, ισοτιμία και χρόνο γιαείτετο σωματίδιοήτο πεδίο στο οποίο ταξιδεύει το σωματίδιο, το αποτέλεσμα είναι ααλλαγή του σημείουστον όρο της βαρύτητας, καθιστώντας το αρνητικό αντί για θετικό και υπονοώντας τη λεγόμενη αντιβαρύτητα μεταξύ των δύο.
Ο Villata ανέφερε το γραφικό παράδειγμα ενός μήλου που πέφτει στο κεφάλι του Ισαάκ Νεύτωνα. Εάν ένα αντι-μήλο πέσει σε ένα αντι-Γη, τα δύο θα έλκονται και το αντι-μήλο θα χτυπήσει τον αντι-Νεύτωνα στο κεφάλι. Ωστόσο, ένα αντιμήλο δεν μπορεί να «πέσει» στην κανονική παλιά Γη, η οποία είναι φτιαγμένη από κανονική παλιά ύλη. Αντίθετα, το αντι-μήλο θα πετάξει μακριά από τη Γη λόγω της αλλαγής του ζωδίου της βαρύτητας. Με άλλα λόγια, εάν η γενική σχετικότητα είναι στην πραγματικότητα αμετάβλητη CPT, η αντιβαρύτητα θα αναγκάσει τα σωματίδια και τα αντισωματίδια να απωθούνται αμοιβαία. Σε πολύ μεγαλύτερη κλίμακα, ο Villata ισχυρίζεται ότι το σύμπαν διαστέλλεται εξαιτίας αυτής της ισχυρής απώθησης μεταξύ ύλης και αντιύλης.
Τι γίνεται με το γεγονός ότι η ύλη και η αντιύλη είναι γνωστό ότι εξαφανίζουν η μία την άλλη; Ο Villata έλυσε αυτό το παράδοξο τοποθετώντας την αντιύλη μακριά από την ύλη, στα τεράστια κενά μεταξύ των σμήνων γαλαξιών. Αυτά τα κενά πιστεύεται ότι προήλθαν από μικροσκοπικές αρνητικές διακυμάνσεις στο πεδίο της αρχέγονης πυκνότητας και φαίνεται να διαθέτουν ένα είδος αντιβαρύτητας, που απωθεί όλη την ύλη μακριά από αυτά. Φυσικά, ο λόγος που οι αστρονόμοι δεν παρατηρούν στην πραγματικότητα καμία αντιύλη στα κενά είναι ακόμα στον αέρα. Σύμφωνα με τα λόγια του Villata, «Υπάρχουν περισσότερες από μία πιθανές απαντήσεις, οι οποίες θα διερευνηθούν αλλού». Η έρευνα εμφανίζεται στην έκδοση του Europhysics Letters αυτού του μήνα.