Siden slutningen af det 20. århundrede har astronomer været opmærksomme på data, der antyder, at universet ikke kun ekspanderer, men ekspanderer med en hurtigere hastighed. I henhold til den aktuelt accepterede model skyldes denne accelererede ekspansion mørk energi, en mystisk frastødende kraft, der udgør omkring 73% af universets energitetthed. Nu afslører en ny undersøgelse en alternativ teori: at udvidelsen af universet faktisk skyldes forholdet mellem stof og antimaterie. I henhold til denne undersøgelse frastøder materie og antimaterie gravitationsmæssigt hinanden og skaber en slags ”antigravitet”, der kan fjerne behovet for mørk energi i universet.
Massimo Villata, en videnskabsmand fra Observatoriet i Torino i Italien, indledte undersøgelsen med to hovedantagelser. Først anførte han, at både stof og antimaterie har positiv masse og energitæthed. Traditionelt bestemmes en partikles gravitationspåvirkning udelukkende af dens masse. En positiv masseværdi indikerer, at partiklen vil tiltrække gravitationsmæssigt andre partikler. Under Villata's antagelse gælder dette også antipartikler. Så under påvirkning af tyngdekraften tiltrækker partikler andre partikler, og antipartikler tiltrækker andre antipartikler. Men hvilken slags kraft forekommer mellem partikler og antipartikler?
For at løse dette spørgsmål havde Villata brug for at indføre den anden antagelse - at generel relativitet er CPT-invariant. Dette betyder, at lovene, der regulerer en almindelig stofpartikel i et almindeligt felt i rumtiden, kan anvendes lige så godt på scenarier, hvor ladning (elektrisk ladning og interne kvanttal), paritet (rumlige koordinater) og tid er vendt, som det er for antimaterie . Når du vender ligningerne af den generelle relativitet, der er ansvarlig, paritet og tid til enten partiklen eller det felt partiklen rejser i, resultatet er en skift af tegn i tyngdekraften, hvilket gør det negativt i stedet for positivt og antyder såkaldt antigravitet mellem de to.
Villata citerede det maleriske eksempel på et æble, der faldt på Isaac Newtons hoved. Hvis et anti-æble falder på en anti-Earth, tiltrækker de to, og anti-apple kommer til at ramme anti-Newton på hovedet; et anti-æble kan imidlertid ikke "falde" på almindelig gammel jord, som er lavet af almindelig gammel sag. I stedet vil anti-æblet flyve væk fra Jorden på grund af tyngdekraftens ændring i tegn. Med andre ord, hvis generel relativitet faktisk er CPT-invariant, ville antigravitet forårsage, at partikler og antipartikler gensidigt afvises. I meget større skala hævder Villata, at universet ekspanderer på grund af denne kraftige frastødelse mellem stof og antimaterie.
Hvad med det faktum, at stof og antimaterie er kendt for at udslette hinanden? Villata løste dette paradoks ved at placere antimaterie langt væk fra stof, i de enorme hulrum mellem galakse-klynger. Det antages, at disse hulrum stammer fra små negative udsving i det primordiale tæthedsfelt og ser ud til at besidde en slags antigravitet og afvise alt stof væk fra dem. Selvfølgelig er grunden til, at astronomer faktisk ikke observerer noget antimaterie i hulrummet, stadig op i luften. I Villata's ord: "Der er mere end et muligt svar, som vil blive undersøgt andre steder." Forskningen vises i denne måneds udgave af Europhysics Letters.
