De la sfârșitul secolului XX, astronomii au fost conștienți de datele care sugerează că universul nu numai că se extinde, ci se extinde într-un ritm accelerat. Conform modelului acceptat în prezent, această expansiune accelerată se datorează energiei întunecate, o forță repulsivă misterioasă care constituie aproximativ 73% din densitatea energetică a universului. Acum, un nou studiu dezvăluie o teorie alternativă: că expansiunea universului se datorează de fapt relației dintre materie și antimaterie. Conform acestui studiu, materia și antimateria se revin gravitațional și se creează un fel de „antigravitate” care ar putea elimina nevoia de energie întunecată în univers.
Massimo Villata, un om de știință de la Observatorul de la Torino din Italia, a început studiul cu două ipoteze majore. În primul rând, el a considerat că atât materia cât și antimateria au masa și densitatea energetică pozitivă. În mod tradițional, influența gravitațională a unei particule este determinată numai de masa ei. O masă pozitivă indică faptul că particulele vor atrage gravitațional alte particule. În conformitate cu presupunerea lui Villata, acest lucru se aplică și antiparticulelor. Deci sub influența gravitației, particulele atrag alte particule, iar antiparticulele atrag alte antiparticule. Dar ce fel de forță are loc între particule și antiparticule?
Pentru a rezolva această întrebare, Villata trebuia să instituie a doua presupunere - că relativitatea generală este invariabilă CPT. Aceasta înseamnă că legile care guvernează o particulă de materie obișnuită într-un câmp obișnuit în spațiu pot fi aplicate la fel de bine scenariilor în care încărcarea (sarcina electrică și numerele cuantice interne), paritatea (coordonatele spațiale) și timpul sunt inversate, deoarece sunt pentru antimaterie. . Când inversați ecuațiile relativității generale în sarcină, paritate și timp pentru fie particula sau câmpul în care particula călătorește, rezultatul este a schimbarea semnului în termen de gravitație, devenind negativ în loc de pozitiv și implicând așa-numita antigravitate între cele două.
Villata a menționat exemplul ciudat al unui măr căzut pe capul lui Isaac Newton. Dacă un anti-mere cade pe un anti-Pământ, cei doi vor atrage și anti-merele vor lovi anti-Newton pe cap; cu toate acestea, un anti-mere nu poate „cădea” pe Pământul vechi obișnuit, care este format din materie veche regulată. În schimb, anti-mere va zbura departe de Pământ din cauza schimbării semnului gravitației. Cu alte cuvinte, dacă relativitatea generală este, de fapt, invariabilă CPT, antigravitatea ar determina repulsia reciprocă a particulelor și a antiparticulelor. La o scară mult mai mare, Villata susține că universul se extinde din cauza acestei repulsii puternice între materie și antimaterie.
Cum rămâne cu faptul că materia și antimateria sunt cunoscute să se anihileze reciproc? Villata a rezolvat acest paradox plasând antimateria departe de materie, în golurile enorme dintre grupurile de galaxii. Se crede că aceste goluri au provenit de la mici fluctuații negative în câmpul densității primordiale și par să posede un fel de antigravitate, respingând toată materia departe de ele. Desigur, motivul pentru care astronomii nu observă de fapt nici o antimaterie în goluri este încă în aer. În cuvintele lui Villata, „Există mai multe răspunsuri posibile, care vor fi cercetate în altă parte.” Cercetarea apare în ediția din această lună a Europhysics Letters.
