Великий вибух, ймовірно, не був точкою виникнення Всесвіту «з нічого». Згідно з космологічною моделлю, розробленою Нілом Туроком і Латамом Бойлом з Інституту «Периметр», ця подія слугувала межею, що відокремлює наш Всесвіт від його дзеркального двійника — Антивсесвіту, де час прямує у зворотному напрямку.
Протягом десятиліть ідеально пласку геометрію та однорідність раннього космосу пояснювали гіпотезою інфляції — періодом надшвидкого розширення до гарячої фази. Натомість Турок і Бойл запропонували простіший підхід: поширити закони Стандартної моделі через сингулярність і вимагати дотримання CPT-симетрії. Цей принцип фізики стверджує, що природні закони не змінюються, якщо одночасно змінити знак заряду частинок, інвертувати просторові координати та направити час назад.
Життя по той бік сингулярності
У CPT-симетричній концепції масштабний коефіцієнт розширення космосу прямує до нуля у точці Великого вибуху, але плавно продовжується по інший бік межі. Там розгортається дзеркальний Всесвіт, у якому внутрішня «стрілка часу» спрямована протилежно до нашої.
Для гіпотетичних спостерігачів у тому Всесвіті перебіг часу здавався б абсолютно природним. Проте з нашого погляду їхній час рухається в минуле, простір має протилежну орієнтацію, а замість матерії панує антиматерія. У масштабах всієї пари «Всесвіт — Антивсесвіт» зберігається повний баланс заряду та матерії. Великий вибух при цьому стає не початком часу, а точкою симетрії більшої космічної структури.
Збереження симетрії замість інфляційної фази
Математичний апарат CPT-симетрії поблизу сингулярності відсіває збурення, які нескінченно зростають, і залишає лише скінченні моди. Завдяки цьому акустичні коливання в реліктовому випромінюванні пояснюються без залучення гіпотетичних інфляційних полів.
Модель також пригнічує первинну вихровість і тензорні збурення. Оскільки безмасові гравітаційні хвилі не народжуються цим механізмом, модель передбачає відсутність фону первинних довгохвильових гравітаційних хвиль. Якщо майбутні спостереження зафіксують такі хвилі з найранішого космосу, CPT-модель буде спростована.
Надважкі нейтрино та темна матерія
У викривленому просторі-часі поняття «порожнього вакууму» залежить від спостерігача. Оскільки CPT-симетрична геометрія задає чітко визначений початковий вакуумний стан, сучасні спостерігачі фіксують його як середовище зі скінченною кількістю народжених частинок.
Теорія вказує на конкретного кандидата — стерильне нейтрино. За розрахунками вчених, маса цієї частинки близько 4,8 × 108 ГеВ, що приблизно в 500 млн разів важче за протон, забезпечує необхідну кількість речовини для пояснення темної матерії. Механізм не потребує введення нових сил чи додаткових частинок, спираючись на мінімальне розширення Стандартної моделі.
Перевірка теорії на практиці
Модель перетворює теоретичні суперечки на конкретні експериментальні завдання. Вона висуває три чіткі прогнози:
- Усі три види легких нейтрино є майоранівськими частинками (тотожними власним античастинкам).
- Найлегше нейтрино має масу, що дорівнює нулю.
- Відсутній фон первинних довгохвильових гравітаційних хвиль.
Перевірити ці твердження допоможуть майбутні пошуки безнейтринного подвійного бета-розпаду та вимірювання сумарної маси нейтрино. Наразі CPT-симетрична модель виступає витонченою альтернативою традиційній інфляції, показуючи, як одна фундаментальна симетрія може пояснити темну матерію, структуру космосу та дисбаланс матерії й антиматерії.
Раніше ми повідомляли про те, як у Великому адронному колайдері виявили найважчу частинку антиматерії.
За матеріалами The Brighter Side
