Depuis la fin du 20e siècle, les astronomes sont au courant de données suggérant que l'univers ne se développe pas seulement, mais se développe à un rythme accéléré. Selon le modèle actuellement accepté, cette expansion accélérée est due à l'énergie sombre, une mystérieuse force répulsive qui représente environ 73% de la densité énergétique de l'univers. Maintenant, une nouvelle étude révèle une théorie alternative: que l'expansion de l'univers est en fait due à la relation entre la matière et l'antimatière. Selon cette étude, la matière et l'antimatière se repoussent gravitationnellement et créent une sorte d '«antigravité» qui pourrait supprimer le besoin d'énergie sombre dans l'univers.
Massimo Villata, un scientifique de l'Observatoire de Turin en Italie, a commencé l'étude avec deux hypothèses principales. Premièrement, il a postulé que la matière et l'antimatière ont une masse et une densité d'énergie positives. Traditionnellement, l'influence gravitationnelle d'une particule est déterminée uniquement par sa masse. Une valeur de masse positive indique que la particule attirera d'autres particules par gravitation. Selon l'hypothèse de Villata, cela s'applique également aux antiparticules. Ainsi, sous l'influence de la gravité, les particules attirent d'autres particules et les antiparticules attirent d'autres antiparticules. Mais quelle sorte de force se produit entre les particules et les antiparticules?
Pour résoudre cette question, Villata a dû établir la deuxième hypothèse - que la relativité générale est invariante CPT. Cela signifie que les lois régissant une particule de matière ordinaire dans un champ ordinaire dans l'espace-temps peuvent être appliquées aussi bien à des scénarios dans lesquels la charge (charge électrique et nombres quantiques internes), la parité (coordonnées spatiales) et le temps sont inversés, comme c'est le cas pour l'antimatière. . Lorsque vous inversez les équations de la relativité générale en charge, la parité et le temps pour Soit la particule ou le champ dans lequel la particule se déplace, le résultat est un changement de signe dans le terme de gravité, le rendant négatif au lieu de positif et impliquant une soi-disant antigravité entre les deux.
Villata a cité l'exemple pittoresque d'une pomme tombant sur la tête d'Isaac Newton. Si un anti-pomme tombe sur un anti-Terre, les deux vont attirer et l'anti-pomme frappera anti-Newton sur la tête; cependant, un anti-pomme ne peut pas «tomber» sur la vieille Terre ordinaire, qui est faite de vieille matière ordinaire. Au lieu de cela, l'anti-pomme s'éloignera de la Terre en raison du changement de signe de la gravité. En d'autres termes, si la relativité générale est, en fait, invariante CPT, l'antigravité entraînerait la répulsion mutuelle des particules et des antiparticules. À une échelle beaucoup plus grande, Villata affirme que l'univers se développe en raison de cette puissante répulsion entre la matière et l'antimatière.
Qu'en est-il du fait que la matière et l'antimatière sont connues pour s'anéantir mutuellement? Villata a résolu ce paradoxe en plaçant l'antimatière loin de la matière, dans les énormes vides entre les amas de galaxies. Ces vides seraient dus à de minuscules fluctuations négatives dans le champ de densité primordiale et semblent posséder une sorte d'antigravité, repoussant toute matière loin d'eux. Bien sûr, la raison pour laquelle les astronomes n’observent pas réellement d’antimatière dans les vides est toujours dans l’air. Pour reprendre les termes de Villata, «il existe plusieurs réponses possibles, qui seront étudiées ailleurs». La recherche apparaît dans l'édition de ce mois-ci d'Europhysics Letters.
