Wie ein Berg, der sich über einem ruhigen See erhebt, scheint das Universum einst ein perfektes Spiegelbild gehabt zu haben. Zu diesem Schluss kam ein Team kanadischer Wissenschaftler, nachdem es die Gesetze des Universums sowohl vor als auch nach dem Urknall extrapoliert hatte.
Nur wenige Sekunden nach dem Urknall haben die Physiker eine ziemlich gute Vorstellung von der Struktur des Universums und gehen bis heute weiter. In vielerlei Hinsicht funktionierte die Grundlagenphysik damals wie heute. Aber Experten haben jahrzehntelang darüber gestritten, was in diesem ersten Moment passiert ist - als sich der winzige, unendlich dichte Fleck der Materie zum ersten Mal nach außen ausdehnte - und oft angenommen, dass die grundlegende Physik irgendwie verändert wurde.
Die Forscher Latham Boyle, Kieran Finn und Neil Turok vom Perimeter Institute for Theoretical Physics in Waterloo, Ontario, haben diese Idee auf den Kopf gestellt, indem sie angenommen haben, dass das Universum immer grundlegend symmetrisch und einfach war, und dann mathematisch in diesen ersten Moment nach dem Großen extrapoliert Knall.
Das veranlasste sie, ein vorheriges Universum vorzuschlagen, das ein Spiegelbild unseres gegenwärtigen war, außer dass alles umgekehrt war. Die Zeit verging und Partikel waren Antiteilchen. Es ist nicht das erste Mal, dass sich Physiker vor dem Urknall ein anderes Universum vorstellen, aber diese wurden immer als separate Universen angesehen, ähnlich wie unsere eigenen.
"Anstatt zu sagen, dass es vor dem Knall ein anderes Universum gab", sagte Turok zu Live Science, "sagen wir, dass das Universum vor dem Knall tatsächlich in gewissem Sinne ein Bild des Universums nach dem Knall ist."
"Es ist, als ob unser heutiges Universum durch den Urknall reflektiert wurde. Die Zeit vor dem Universum war wirklich die Reflexion durch den Knall", sagte Boyle.
Stellen Sie sich vor, Sie knacken ein Ei in diesem Anti-Universum. Erstens würde es vollständig aus negativ geladenen Antiprotonen und positiv geladenen Antielektronen bestehen. Zweitens scheint es aus unserer Sicht in der Zeit von einer Eigelbpfütze über ein zerbrochenes Ei bis zu einem ungerissenen Ei in das Huhn zu gehen. In ähnlicher Weise würde das Universum von einer Explosion nach außen zu einer Urknall-Singularität übergehen und dann in unser Universum explodieren.
Anders gesehen wurden beide Universen beim Urknall erschaffen und explodierten gleichzeitig zeitlich vor und zurück. Diese Dichotomie ermöglicht einige kreative Erklärungen für Probleme, die Physiker seit Jahren beschäftigen. Zum einen würde dies die erste Sekunde des Universums ziemlich einfach machen und die Notwendigkeit für die bizarren Multiversen und Dimensionen beseitigen, die Experten seit drei Jahrzehnten verwendet haben, um einige der klebrigeren Aspekte der Quantenphysik und des Standardmodells zu erklären, das den Zoo von beschreibt subatomare Teilchen, aus denen unser Universum besteht.
"Theoretiker erfanden großartige einheitliche Theorien, die Hunderte neuer Teilchen enthielten, die nie beobachtet wurden - Supersymmetrie, Stringtheorie mit zusätzlichen Dimensionen, Multiversum-Theorien. Die Leute erfanden einfach weiter Dinge. Für nichts davon sind Beobachtungsbeweise aufgetaucht. "Sagte Turok.
In ähnlicher Weise würde diese Theorie eine viel einfachere Erklärung für die Dunkle Materie bieten, sagte Boyle.
"Wenn Sie diese symmetrische, erweiterte Ansicht von Raum / Zeit einnehmen", sagte Boyle zu Live Science, "wird eines der Teilchen, von denen wir bereits glauben, dass es existiert - eines der sogenannten rechtshändigen Neutrinos - plötzlich zu einem sehr ordentlichen Dunkel." Materiekandidat. Und Sie müssen keine anderen, spekulativeren Partikel aufrufen. " (Boyle bezieht sich auf ein theoretisches steriles Neutrino, das gewöhnliche Materie passieren würde, ohne überhaupt mit ihr zu interagieren.)
Die Wissenschaftler sagen, diese neue Theorie sei aus einer Unzufriedenheit mit den bizarren Add-Ons entstanden, die die Physiker in den letzten Jahren vorgeschlagen hatten. Turok selbst half bei der Entwicklung solcher Erklärungen, verspürte jedoch den tiefen Wunsch nach einer einfacheren Erklärung des Universums und des Urknalls. Sie sagen auch, dass diese neue Theorie den Vorteil hat, überprüfbar zu sein. Was entscheidend sein wird, um Zweifler zu gewinnen.
"Wenn jemand eine einfachere Version der Geschichte des Universums finden kann als die existierende, dann ist das ein Fortschritt. Das bedeutet nicht, dass es richtig ist, aber es bedeutet, dass es sich lohnt, einen Blick darauf zu werfen", sagte Sean Carroll, Kosmologe am California Institute of Technology, das in der Zeitung zitiert wurde, aber nicht an der Forschung beteiligt war. Er wies darauf hin, dass der derzeitige Lieblingskandidat für dunkle Materie - schwach wechselwirkende massive Teilchen oder WIMPs - nicht gefunden wurde und es möglicherweise an der Zeit ist, andere Optionen in Betracht zu ziehen, einschließlich möglicherweise der erwähnten rechtshändigen Neutrinos Boyle. Aber er sei weit davon entfernt, überzeugt zu werden, und nennt die Zeitung "spekulativ".
Das kanadische Team verstehe dies und werde das Modell verwenden, um messbare, überprüfbare Elemente vorzuschlagen, um festzustellen, ob sie korrekt sind. Zum Beispiel sagt ihr Modell voraus, dass die leichtesten Neutrinos tatsächlich überhaupt keine Masse haben sollten. Wenn sie Recht haben, könnte dies die Sichtweise des Universums verändern.
"Es ist sehr dramatisch. Es widerspricht völlig dem, was die Physik in den letzten 30 Jahren gemacht hat, auch von uns", sagte Turok. "Wir haben uns wirklich gefragt, ob es nicht etwas Einfacheres geben könnte."
