Come una montagna che incombe su un lago calmo, sembra che l'universo possa aver avuto una perfetta immagine speculare. Questa è la conclusione che un gruppo di scienziati canadesi ha raggiunto dopo aver estrapolato le leggi dell'universo sia prima che dopo il Big Bang.
I fisici hanno una buona idea della struttura dell'universo solo un paio di secondi dopo il Big Bang, andando avanti fino ad oggi. In molti modi, la fisica fondamentale ha funzionato come oggi. Ma gli esperti hanno discusso per decenni su ciò che è accaduto in quel primo momento - quando il piccolo granello infinitamente denso di materia si è espanso verso l'esterno - presumendo spesso che la fisica di base fosse in qualche modo alterata.
I ricercatori Latham Boyle, Kieran Finn e Neil Turok del Perimeter Institute for Theoretical Physics di Waterloo, Ontario, hanno ribaltato questa idea supponendo che l'universo sia sempre stato fondamentalmente simmetrico e semplice, quindi estrapolato matematicamente in quel primo momento dopo il Big Scoppio.
Ciò li ha portati a proporre un universo precedente che era un'immagine speculare del nostro attuale, tranne che con tutto invertito. Il tempo è passato all'indietro e le particelle erano antiparticelle. Non è la prima volta che i fisici hanno immaginato un altro universo prima del Big Bang, ma quelli sono sempre stati visti come universi separati proprio come il nostro.
"Invece di dire che c'era un universo diverso prima del botto", ha detto Turok a Live Science, "stiamo dicendo che l'universo prima del botto è in realtà, in un certo senso, un'immagine dell'universo dopo il botto".
"È come se il nostro universo oggi fosse riflesso attraverso il Big Bang. Il periodo prima dell'universo era davvero il riflesso attraverso il botto", ha detto Boyle.
Immagina di rompere un uovo in questo anti-universo. Innanzitutto, sarebbe composto interamente da antiprotoni con carica negativa e anti-elettroni con carica positiva. In secondo luogo, dal nostro punto di vista temporale, sembrerebbe passare da una pozzanghera di tuorlo a un uovo incrinato a un uovo non incrinato all'interno del pollo. Allo stesso modo, l'universo passerebbe da esplodere verso l'esterno a una singolarità del Big Bang e quindi esplodere nel nostro universo.
Ma visto in un altro modo, entrambi gli universi furono creati nel Big Bang ed esplosi simultaneamente avanti e indietro nel tempo. Questa dicotomia consente alcune spiegazioni creative ai problemi che hanno bloccato i fisici per anni. Per prima cosa, renderebbe il primo secondo dell'universo abbastanza semplice, eliminando la necessità dei bizzarri multiverso e dimensioni che gli esperti hanno usato per tre decenni per spiegare alcuni degli aspetti più appiccicosi della fisica quantistica e del Modello standard, che descrive lo zoo di particelle subatomiche che compongono il nostro universo.
"I teorici hanno inventato grandi teorie unificate, che avevano centinaia di nuove particelle, che non sono mai state osservate: supersimmetria, teoria delle stringhe con dimensioni extra, teorie del multiverso. Le persone hanno semplicemente continuato a inventare cose. Nessuna prova osservativa è emersa per nessuna di esse, "Disse Turok.
Allo stesso modo, questa teoria offrirebbe una spiegazione molto più semplice per la materia oscura, ha detto Boyle.
"Improvvisamente, quando prendi questa visione simmetrica ed estesa dello spazio / tempo", ha detto Boyle a Live Science, "una delle particelle che pensiamo già esista - uno dei cosiddetti neutrini destrimani - diventa un oscuro molto pulito- candidato alla questione. E non è necessario invocare altre particelle più speculative. " (Boyle si riferisce a un neutrino sterile teorico, che attraverserebbe la materia ordinaria senza interagire affatto con essa.)
Gli scienziati affermano che questa nuova teoria è nata da una insoddisfazione per i bizzarri componenti aggiuntivi proposti dai fisici negli ultimi anni. Lo stesso Turok ha contribuito a sviluppare tali spiegazioni, ma ha provato un profondo desiderio di una spiegazione più semplice dell'universo e del Big Bang. Dicono anche che questa nuova teoria ha il vantaggio di essere testabile. Il che sarà cruciale per conquistare i dubbiosi.
"Se qualcuno riesce a trovare una versione più semplice della storia dell'universo rispetto a quella esistente, allora questo è un passo avanti. Non significa che sia giusto, ma significa che vale la pena guardarlo", ha detto Sean Carroll, un cosmologo del California Institute of Technology, che è stato citato nel documento ma non è stato coinvolto nella ricerca. Ha sottolineato che l'attuale candidato preferito per la materia oscura - particelle massicce o WIMP che interagiscono debolmente - non sono stati trovati e potrebbe essere il momento di considerare altre opzioni, tra cui probabilmente i neutrini destrimani di cui Boyle ha parlato. Ma, ha detto, è molto lontano dall'essere persuaso e definisce il giornale "speculativo".
Il team canadese lo capisce e utilizzerà il modello per proporre elementi misurabili e verificabili per vedere se sono corretti, hanno detto. Ad esempio, il loro modello prevede che i neutrini più leggeri debbano effettivamente essere privi di massa. Se hanno ragione, potrebbe rimodellare il modo in cui vediamo l'universo.
"È molto drammatico. È completamente contrario al modo in cui la fisica è andata avanti negli ultimi 30 anni, incluso da noi", ha detto Turok. "Ci siamo davvero chiesti, non potrebbe esserci qualcosa di più semplice in corso?"
