Teorii care ne-au dat lumea peste cap. Teoria universului în oglindă

O serie de articole virale au susținut că NASA a descoperit particule dintr-un alt univers paralel în care timpul se scurge înapoi. Aceste afirmații erau incorecte. Adevărata poveste este mult mai interesantă și mai ciudată, implicând o călătorie în Big Bang și ieșirea pe partea cealaltă. Titlurile senzaționale încurcaseră descoperirile unei lucrări obscure din 2018, niciodată publicată într-o revistă sau evaluată de colegi, care susținea că universul nostru ar putea avea o reflexie în oglindă în timp, un univers partener care se întinde dincolo de Big Bang. Dacă acesta este cazul și dacă o serie de alte ipoteze, extrem de improbabile și ciudate, se dovedesc a fi adevărate, susținea lucrarea, atunci acest lucru ar putea explica, la rândul său, un semnal misterios care sugerează că o particulă complet nouă zboară din gheața din Antarctica. Prima lucrare, realizată de către Latham Boyle (fizician la Institutul Perimeter din Ontario, Canada) și colegii săi, a propus existența unui univers în oglindă, o reflectare a universului nostru peste timp. Lucrarea a fost publicată, în decembrie 2018, în revista Physical Review Letters (după o apariție pe serverul arXiv în luna martie a aceluiași an). „Cred că nimeni altcineva nu înțelege toată amploarea a ceea ce au compus”, a subliniat John Learned, astrofizician la Universitatea din Hawaii și coautor al unei a doua lucrări, care se bazează pe teoria lui Boyle.

Lucrarea lui Boyle este un fel de pachet de expansiune menit să astupe găurile din teoria care spune povestea dominantă a originii universului: Lambda-(nu știu de ce m-am gândit la românca „Anaconda” și mi-a venit să râd)-Cold Dark Matter (ΛCDM). ΛCDM explică cosmosul cu ajutorul a două idei cheie: O energie întunecată necunoscută determină expansiunea universului. Întoarceți această expansiune suficient de mult înapoi în timp și întregul univers va ocupa un singur punct în spațiu. În al doilea rând, o materie întunecată necunoscută „trage” gravitațional asupra lucrurilor din univers, dar nu emite lumină. Această materie întunecată, conform ideii, reprezintă marea majoritate a masei universului. Spre exemplu, măsurătorile expansiunii nu se aliniază de-a lungul timpului, astfel încât măsurătorile efectuate asupra acestei expansiuni pe baza datelor din universul timpuriu nu se potrivesc cu măsurătorile efectuate cu ajutorul datelor din universul modern. În plus, ΛCDM nu poate explica de ce există materie, deoarece prezice că materia și antimateria s-ar fi format în ritmuri egale după Big Bang și s-ar fi anihilat reciproc, fără să lase nimic în urmă. Noul univers al lui Boyle și al colegilor săi derulează povestea ΛCDM și mai departe în timp, scufundându-se în singularitatea de la începutul timpului și ieșind pe partea cealaltă. Iată cum vede echipa lui Boyle teoria lor: Imaginați-vă universul de astăzi ca un cerc larg și plat, așezat deasupra cercului ușor mai mic de ieri, care se află deasupra cercului și mai mic din ziua precedentă. Când astronomii privesc în spațiu, ei privesc efectiv înapoi în timp. Cea mai îndepărtată galaxie pe care o putem vedea, GN-z11, ne apare așa cum exista acum 13,4 miliarde de ani, adică la 400 de milioane de ani după Big Bang. Înainte de această „întâmplare”, universul a avut o „epocă întunecată” care a durat milioane de ani, în care nu s-a format nimic suficient de strălucitor pentru ca noi să putem vedea. Iar și înainte de această chestiune, universul a produs cel mai vechi lucru pe care îl putem vedea: fondul cosmic de microunde (CMB), care s-a format la 370.000 de ani după Big Bang, pe măsură ce universul s-a răcit dintr-o plasmă fierbinte și opacă. Interesant este că telescoapele nu pot vedea nimic de dinainte de CMB. Privind înapoi în timp în acest fel este ca și cum ai privi în jos prin conul cosmologic. Privită în acest fel, povestea ΛCDM se încheie cu universul care se reunește într-un singur punct ascuns în spatele CMB. Teoria lui Boyle analizează peretele opac pe care CMB îl formează de-a lungul timpului și trage o concluzie diferită despre ceea ce ascunde CMB. Punctul de vedere standard, a subliniat el, este că prima fracțiune minusculă de secundă după Big Bang a fost mai mult sau mai puțin „o mare dezordine” pe care ecuațiile fizicii actuale se străduiesc să o explice. Nu putem vedea ce s-a întâmplat în acel moment, ascuns fiind sub CMB din punctul nostru de vedere de pe con. În cosmologia ΛCDM, acest prim capitol de moment din istoria universului este haotic și greu de înțeles. Dar CMB nu este atât de haotic. Structura sa simplă, conform ΛCDM, a apărut după un proces intens de aplatizare care a eliminat haosul până la sfârșitul primei secunde a universului. Universul ordonat despre care se crede că a apărut din această scurtă dezordine este capturat în CMB. „Am fost interesați să explorăm o imagine mai simplă, în care să luăm dovezile mai mult ca atare. Spui: „Bine, nu putem vedea până la Bang, dar putem să ne uităm al naibii de aproape, iar cât de aproape ne uităm, lucrurile par super simple”. Ce-ar fi dacă am lua aceste observații la valoarea nominală ?” Această viziune a spațiului-timp are încă un Big Bang ascuns în spatele CMB. Dar este mult mai simplă decât cele mai multe dintre singularitățile care apar în teoria gravitației a lui Einstein.

În timp ce observațiile nu merg mai departe de CMB, modelele cosmologice normale merg puțin mai departe, dar tind totuși să se oprească brusc la Big Bang. Nu și în schema lui Boyle. Se constată că extrapolează, se extinde, ar spune fizicienii, până la acest dublu con. Teoretic, al doilea univers care se extinde în timp de la Big Bang pare să fie cea mai simplă și naturală extensie a ecuațiilor care par să descrie universul așa cum îl vedem. Acest univers care se află în interiorul „celui de-al doilea con” este prea departe în spațiu-timp pentru ca noi să îl putem vedea. Timpul ar putea părea că se scurge înapoi acolo din cadrul nostru de referință. Dar ființele din acel univers ar vedea în continuare cauza înaintea efectului, la fel ca noi în universul nostru. În acel univers, timpul se scurge, de la Big Bang, la fel ca în universul nostru. „Departe de Big Bang” în acel univers este direcția opusă față de direcția timpului în universul nostru. Dar timpul nu se scurge „înapoi” în felul în care ne-am putea imagina. Universul nostru există de cealaltă parte a istoriei antice a acelui univers, iar acel univers există de cealaltă parte a universului nostru.

universul-oglinda

Foto: Forbes