Elképzelhető, hogy felfedeztünk egy párhuzamos univerzumot, ahol nem csak visszafelé folyik az idő, de úgy általában is fordítottan működnek a fizikai törvények? Egy váratlan felfedezés az Antarktiszon – bármily meglepő, de éppen erre utalhat. A témát a New Scientist járta körül egy hosszabb cikkben, amit lentebb összefoglalunk.

Az Antarktisz Impulzív Átmeneti Antenna (Antarctic Impulsive Transient Antenna/ANITA) kísérlet során antennákkal felszerelt óriási léggömböket eresztettek a magasba – a cél a Föld légkörébe belépő nagyenergiájú kozmikus sugarak és neutrínók észlelése volt. Mivel a neutrínókra nem hatnak a mágneses mezők, így ezek fontos betekintést nyújtanak a kozmikus jelenségekbe, miközben egyenes vonalban haladnak a forrásuktól.

Egy nap, miközben a balon a jégtakaró felett lebegett, az ANITA furcsa jelet érzékelt, ami teljesen ellentétes volt azzal, amit a kutatók vártak. Az ANITA ugyanis tehát az űrből érkező jeleket vizsgálta, ez a jel azonban nem onnan, hanem – legalábbis úgy tűnt – a Föld belsejéből tört a felszínre. Ez azért volt rendkívül meglepő fejlemény, mert a tudomány jelenlegi állása szerint egy ilyen, magas energiájú részecske nem képes áthatolni a teljes bolygón anélkül, hogy az útja során elnyelődne vagy megsemmisülne.

A felfedezés annyira váratlan volt, hogy a magyarázatára igen radikális elmélet született: létezhet egy párhuzamos univerzum, amely a miénkkel egyidőben jött létre az ősrobbanás során, de teljesen eltérő fizikai törvények szerint működik. Ebben az alternatív világban minden fordítottan létezik a miénkhez képest, beleértve az idő irányát is. Vagyis amíg a mi univerzumunkban az idő előre halad, ebben a párhuzamos világban visszafelé folyik.

Természetesen a jelenség magyarázatára nem a “párhuzamos univerzum elmélet” volt az első, ami szóba jött. Az első hipotézisek szerint egy bizonyos típusú részecske, a tau neutrínó, átalakult egy másik részecskévé, a tau leptonná, majd vissza neutrínóvá. Ez a magyarázat azonban nem tűnt valószínűnek. Ezt követően a kutatók az egzotikusabb elméletek felé fordultak, és elkezdtek olyan dolgokra gondolni, amelyek eddig csak elméleti szinten léteztek, mint például az axionok – egyfajta rejtélyes részecskék, amelyeket még soha nem figyeltek meg – vagy a szuperszimmetria, egy elmélet, amely szerint minden ismert részecskének van egy még fel nem fedezett “ikertestvére”. Ezek az ötletek izgalmasak voltak, mert teljesen új világokat nyitottak meg a fizikában, de sajnos, amikor próbálták őket összevetni a tényleges adatokkal, az eredmények nem igazán támogatták őket.

A kutatók látszólag tehát kifogytak az opciókból, de maradt még valami a tarsolyukban – a “varázslat”. Képzeljünk el egy olyan varázstükröt, ami nem csak a szemlélő arcát fordítja meg, hanem a világ alapvető szabályait is! Ez a “varázstükör” a CPT szimmetria elve a fizikában, ami azt mondja ki, hogy bizonyos átalakítások mellett a természet törvényei konzisztensek maradnak. A CPT itt három dolgot jelent: töltés (C), paritás vagy tükörképesség (P), és idő (T). Ez az elv segít megérteni, hogy a részecskék viselkedése miként marad következetes, még akkor is, ha megfordítjuk a töltésüket, tükörképükké alakítjuk őket, vagy az időt visszafelé pörgetjük.

Neil Turok, a Perimeter Institute kutatója, a fentiek alapján egy nagyon érdekes ötlettel állt elő: azt javasolta, hogy használjuk fel a CPT szimmetriát, hogy megmagyarázzuk az ANITA által észlelt furcsa jeleket, mivel ezzel a módszerrel nem kellene új részecskéket bevezetnünk. Turok szerint az ősrobbanás nem csak a mi univerzumunkat hozta létre, hanem egy tükörkép-szerű anti-univerzumot is, ahol az antianyag dominál, az idő visszafelé halad, és a fizikai törvények pedig meg vannak fordítva.

Ez az elmélet segíthet megmagyarázni a sötét anyag létét, valamint feloldani az univerzum anyag-antianyag egyensúlyi eltolódásának a rejtélyét is. Turok elmélete szerint az ANITA által észlelt magas energiájú részecskék valójában úgynevezett jobbkezes neutrínók, egyfajta sötét anyag tehát, amely időnként neutrínókká és Higgs-bozonokká bomlik. Ez pedig pontosan illik azokhoz a jelekhez, amelyeket az ANITA detektált, vagyis összhangban állt a mérési eredményekkel.

Mindezzel természetesen nem került pont a rejtély végére. Először is a többi neutrínó-megfigyelőközpont, például az IceCube nem erősítette meg az ANITA megfigyeléseit – de ez magyarázható a detektálási módszerek közötti eltérésekkel is. Az anti-univerzum elmélet nagy előnye ugyanakkor, hogy a modelljéből következik néhány nagyon konkrét predikció is a kozmosszal kapcsolatban – eszerint például nem léteznek ősi gravitációs hullámok – ezek az univerzum korai történetéből származó hullámok, amiket eddig egyébként még tényleg nem sikerült észlelni. Az elmélet alapján pedig a legkönnyebb neutrínó súlytalan, ami szintén egy tesztelhető állítás.

Az elkövetkező évek vizsgálatai így tehát ezeket próbálják megerősíteni vagy cáfolni, amiből könnyen kideríthető, hogy mennyire állja meg a helyét ez az elmélet.

(Kép: Nasa Balloon Program Office)