Od konce 20. století si astronomové uvědomují data, která naznačují, že vesmír se nejen rozšiřuje, ale také zrychluje. Podle aktuálně přijímaného modelu je tato zrychlená expanze způsobena temnou energií, tajemnou odpudivou silou, která tvoří asi 73% energetické hustoty vesmíru. Nová studie nyní odhaluje alternativní teorii: že expanze vesmíru je vlastně důsledkem vztahu mezi hmotou a antihmotou. Podle této studie se hmota a antihmota navzájem gravitačně odpuzují a vytvářejí druh „antigravitace“, který by mohl odstranit potřebu temné energie ve vesmíru.
Massimo Villata, vědec z Turínské observatoře, zahájil studii se dvěma hlavními předpoklady. Nejprve předpokládal, že hmota i antihmota mají kladnou hmotnost a energii. Gravitační vliv částice je tradičně určován pouze její hmotou. Pozitivní hodnota hmotnosti znamená, že částice přitáhne další částice gravitačně. Za předpokladu Villaty to platí i pro antičástice. Takže pod vlivem gravitace částice přitahují jiné částice a antičástice přitahují jiné antičástice. Jaká síla se však vyskytuje mezi částicemi a antičásticemi?
K vyřešení této otázky potřebovala Villata zavést druhý předpoklad - že obecná relativita je CPT invariantní. To znamená, že zákony upravující částice obyčejné hmoty v obyčejném poli v časoprostoru mohou být stejně dobře aplikovány na scénáře, ve kterých dochází k obrácení náboje (elektrický náboj a vnitřní kvantová čísla), parity (prostorové souřadnice) a času, stejně jako u antihmoty. . Když obrátíte rovnice obecné relativity na starosti, paritu a čas buď částice nebo pole, ve kterém částice cestuje, je výsledkem změna znaménka v gravitačním termínu, takže je negativní místo pozitivního a implikuje takzvanou antigravitaci mezi nimi.
Villata citoval kuriózní příklad jablka dopadajícího na hlavu Isaaca Newtona. Pokud anti-apple padne na anti-Earth, budou oba přitahovat a anti-apple zasáhne anti-Newton na hlavu; anti-jablko však nemůže „spadnout“ na běžnou starou Zemi, která je vyrobena z pravidelné staré hmoty. Místo toho bude anti-apple odletět pryč od Země kvůli gravitační změně ve znamení. Jinými slovy, pokud je obecná relativita ve skutečnosti CPT invariantní, antigravitace způsobí vzájemné odpuzování částic a antičástic. V mnohem větším měřítku Villata tvrdí, že vesmír se rozšiřuje kvůli tomuto mocnému odporu mezi hmotou a antihmotou.
A co skutečnost, že hmota a antihmota se navzájem ničí? Villata vyřešila tento paradox tím, že umístila antihmotu daleko od hmoty, do obrovských prázdnin mezi shluky galaxií. Předpokládá se, že tyto dutiny pramenily z malých negativních výkyvů v poli prapůvodní hustoty a zdá se, že mají určitý druh antigravitace a odpuzují od nich veškerou záležitost. Důvod, proč astronomové ve skutečnosti ve vesmíru nezachytávají antihmotu, je samozřejmě stále ve vzduchu. Villata slovy: „Existuje více než jedna možná odpověď, která bude prozkoumána jinde.“ Výzkum se objevuje v tomto měsíčním vydání Europhysics Letters.
