У нашей Вселенной есть «дублер» из антивещества, где время течет в прошлое. Такую фантастическую гипотезу выдвинула группа канадских ученых из Института теоретической физики «Периметр». Их статью опубликовал журнал Американского физического общества Physical Review Letters. «МК» со специалистами разобрал эту теорию и выяснил: все не так невероятно.
Итак, Латам Бойл, Киран Финн и Нил Турок изложили свою гипотезу о том, что Большой взрыв, который был ранней стадией эволюции нашей Вселенной, был также отправной точкой для Антивселенной, где время бежит в противоположном направлении и доминирует антивещество.
Теоретики показали, что такая симметричная модель не только согласуется с известной историей космического расширения пространства и вещества после Большого взрыва, но также более просто объясняет существующую в настоящее время темную материю, которая не состоит из известных нам элементарных частиц.
Прокомментировать работу мы попросили российского физика-теоретика, автора работ по гравитации и космологии, академика РАН, главного научного сотрудника Института теоретической физики им. Л.Д.Ландау РАН Алексея СТАРОБИНСКОГО.
— Алексей Александрович, скажите, это реальность или выдумки?
— Об Антивселенной, возникающей вместе с нашей Вселенной «из ничего», в разных вариантах говорят уже более 40 лет. К примеру, этой гипотезе были посвящены независимые работы американца Эдварда Триона и советского ученого Петра Фомина в семидесятых годах прошлого века. Позже ее возродил Яков Зельдович (советский физик, космолог, академик АН СССР, один из создателей советской ядерной бомбы. — Н.В.) вместе с Леонидом Грищуком уже на основе популярного сейчас сценария инфляционной Вселенной, одним из авторов которого я являюсь. Но та работа, о которой идет речь сейчас, ближе к версии Триона–Фомина. В ней нет инфляционной стадии ускоренного расширения нашей Вселенной в далеком прошлом, которая предшествовала бы горячему Большому взрыву.
Согласно же наиболее популярной сейчас инфляционной теории расширения Вселенной она исходно имела очень малые размеры, была холодной (без частиц) и очень быстро и ускоренно расширялась. Однако эта стадия, называемая инфляционной, была очень недолгой, хотя Вселенная успела колоссально расшириться в ее ходе. После ее конца возникла известная нам материя в виде частиц и античастиц, которая разогрелась до очень высоких температур, и началась замедленная стадия расширения, известная под названием горячего Большого взрыва. В ходе ее, а затем сменившей ее стадии доминирования обычной материи в виде протонов, нейтронов и электронов, на которой расширение Вселенной продолжало оставаться замедленным, на протяжении 14 миллиардов лет образовывались атомы различных легких химических элементов, потом галактики, звезды и планеты и наконец живые существа. А последние 5 миллиардов лет Вселенная снова начала расширяться ускоренно. Почему происходит этот процесс и когда он прекратится, неизвестно.
Бойл же с коллегами утверждают, что в их симметричной модели нет нужды в начальной инфляционной стадии ускоренного расширения. Эволюция нашей Вселенной и Антивселенной у них начинается прямо с Большого взрыва, как и думали сорок и более лет назад.
Так что идея рождения нашей Вселенной вместе с Антивселенной далеко не нова, революции в мире астрофизики и космологии она не производит, но в ней есть свежие детали.
— Давайте поговорим об основах параллельного мира. Предположим, что он действительно существует. Мы сможем когда-нибудь увидеть Антивселенную?
— В том варианте, который предлагают авторы этой статьи, — нет. Об этом они пишут и сами. Их Антивселенная существует в другом мире, в другом пространстве, так что сейчас прямого взаимодействия с ней быть не может. Можно сказать и так: она удаляется от нас со скоростью, превышающей скорость света. Однако она и наша Вселенной связаны друг с другом, как близнецы-антиблизнецы, общим рождением в прошлом, примерно 14 миллиардов лет назад.
— Можно определить примерное расположение Антивселенной?
— Нет, ее трехмерное пространство никак не пересекается с нашим, это как отрезанный ломоть. Так что куда бы и сколько бы мы ни шли по нашему миру, в ту Антивселенную мы никогда не придем.
— Она в точности копирует нашу Вселенную?
— Да, в их теории Антивселенная должна быть чрезвычайно похожа на нашу с точностью до замены материи на антиматерию, всех частиц на античастицы, положительного электрического заряда на отрицательный и наоборот, а также левого на правое, как при отражении в зеркале.
Справка «МК»
Антивещество — это вещество, состоящее из античастиц. Они имеют те же значения массы, что и их «двойники» — электроны, протоны и пр., но отличаются от них знаком электрического или другого (барионного, лептонного) заряда. Доказано, что при столкновении частиц со своими «антиподами» они обе полностью уничтожаются с выделением большого количества энергии.
— Вот тут мы подходим к новой детали модели канадских космологов, которая, однако, есть скорее возвращение к старым представлениям более чем 50 летней давности, — говорит Старобинский. — Известно, что наша Вселенная обладает так называемой барионной асимметрией: в ее видимой части вещество превалирует над антивеществом. Никто из светил науки пока не понял, почему так происходит. А канадцы предложили резко упростить дело. Просто в момент рождения нашей Вселенной и Антивселенной «из ничего» с суммарно одинаковым количеством вещества и антивещества в них в нашей Вселенной после ее отделения от Антивселенной оказалось больше вещества, а в Антивселенной — настолько же больше антивещества. Представьте, что в одном ведре лежало одинаковое количество красных и белых шариков — обозначим так материю и антиматерию, — потом содержимое резко разделили на две равные части, не позаботившись, однако, о том, чтобы в каждую из них красных и белых шариков попало поровну. Вот так, согласно теории ученых института «Периметр», и получилась барионная асимметрия: в нашей Вселенной оказалось больше вещества, в Антивселенной, соответственно, — антивещества.
— Что означает выражение «обратный ход времени»? В параллельной Вселенной из будущего все стремится в прошлое?
— В одной Вселенной, там, где живем мы с вами, время потекло привычным нам образом, а в другой, зеркальной, оно стало с такой же скоростью удаляться в прошлое. Но это относительно нашей Вселенной. Если бы мы взялись обозревать время, находясь внутри Антивселенной, оно текло бы как и у нас, события и структуры развивались бы тоже как и у нас — от простого к сложному.
Но все это, напоминаю, только одна из возможных гипотез о происхождении нашей Вселенной среди множества предложенных. Из всей команды авторов этой статьи наиболее известен Нил Турок — он и раньше выдвигал множество интересных теорий, но ни одна из них до последнего времени не оказалась правильной. Пока что сама статья, хоть и сделанная весьма добротно, не вызвала особого интереса у коллег-ученых. Например, за время, прошедшее после выхода в свет ее препринта в марте прошлого года, она была процитирована всего четыре раза — результат неплохой, но отнюдь не драматический.