Физикc предложили предположение о существовании зеркальной вселенной, которая могла бы проявляться скоплениями невидимых, но притягивающих вещество нейтрино — так называемой темной материи.
Новое необычное предположение гласит, что при Большом взрыве возникла и «зеркальная» Вселенная, движущаяся по оси времени в обратном направлении. Доступ в этот противоположный мир невозможен, но его существование должно проявляться во Вселенной в форме пока неизвестного вида нейтрино. Сгустки таких нейтрино могут формировать темную материю, частицы которой остаются неуловимыми для физиков несмотря на все их старания.
Вопрос о присутствии «зеркальной» Вселенной возник ещё несколько лет назад. выдвинулаГруппа учёных под руководством известного южноафриканского астрофизика Нила Турока, ныне работающего в Манчестерском университете. статья принята к публикации в журнале Annals of PhysicsДанная работа размещена в открытой онлайн-библиотеке препринтов arXiv.org. Рассматриваются некоторые выводы из этого необычного предположения, включая вопросы темной материи.
В настоящее время наука основана на концепции… симметрииЭта особенность, характерная для физических законов, выражается в постоянстве поведения системы при определённых изменениях. Например, если заряды частиц поменять на противоположные, взаимодействие между ними не изменится. Наиболее первичной симметрией является — СРТ-инвариантность— утверждает о постоянстве физических законов при перевороте зарядов, координат и времени.
Наука знает различные исключения — нарушения Р- и С-симметрий, а также их комбинаций. Например, нарушение СР-инвариантности может приводить к преобладанию частиц и почти полному отсутствию античастиц во Вселенной. Однако одновременного нарушения СРТ-симметрии пока не обнаружили: если в системе обратить на противоположные заряды, координаты и время, для нее ничего не изменится.
Нил Турок вместе с коллегами применил СРТ-инвариантность к Вселенной. В этой гипотетической модели наш мир является лишь половиной двойной системы. Его обратный близнец по СРТ перемещается во времени в противоположном направлении, обладая обратные заряды и зеркально отраженными координатами.
Вычисления показали, что подобная «двойная» Вселенная может довольно просто объяснить существование темной материи. Эта таинственная субстанция невидима ни одним научным прибором, поскольку взаимодействует с обычным веществом лишь посредством гравитации. Темную материю можно заметить только по ее притяжению к обычному: например, по траекториям звезд вокруг невидимого гравитирующего скопления. Это позволяет составлять карты сгустков темной материи в масштабах целых галактик, но не дает возможности уловить и исследовать частицы, из которых она состоит.
До сих пор о этих частицах существуют только гипотетические представления. Если предположить, что мы существуем лишь в половине целостной «двойной» СРТ-инвариантной Вселенной, то количество гипотез увеличивается. Нил Турок с коллегами показали, что при этом должны появляться… нейтрино новых типов.
Сегодня известно шесть типов нейтрино (электронное, мюонное и тау-нейтрино, а также их античастицы с противоположностями зарядов). Все обладают положительным. спиномВ остальной части Вселенной фундаментальные частицы могут иметь и положительный, и отрицательный заряд. В «двойной» Вселенной должны существовать нейтрино с обратным спином.
Практически не взаимодействуя с обычным веществом, нейтрино могут проявляться лишь в очень массовых скоплениях за счет гравитации — так же, как гипотетическая темная материя. По расчётам Нила Турока и его коллег, количества таких нейтрино должно быть достаточно для наблюдения всех нужных эффектов темной материи.
Необычная гипотеза позволяет сделать несколько проверяемых выводов о фундаментальных свойствах нейтрино. В частности, предсказывается, что по меньшей мере один тип этих частиц должен быть безмассовым. Пока этот вопрос открыт: эксперименты установили лишь верхний предел масс нейтрино. Возможно, новые работы помогут выяснить их окончательно — и получим первое свидетельство в пользу существования у нашей Вселенной зеркального близнеца.