Antimaterie-Universum auf dem Weg in die Vergangenheit? Physiker schlägt radikale und revolutionäre Idee vor
Physiker schlägt vor, dass es ein Antimaterie-Universum gibt, das in der Zeit zurückgeht und ein Problem der Astronomie löst.
Die Entwicklung des Universums seit seinen Ursprüngen wird in einem Bereich untersucht, der als Kosmologie bekannt ist. In diesem Bereich gibt es einige der größten Rätsel der Wissenschaft, wie z. B. die dunkle Energie und die Urknallsingularität. Die ersten Momente der Entwicklung des Universums zu verstehen, ist eine Herausforderung, die mehrere Physiker auf der ganzen Welt mithilfe von Daten aus immer leistungsfähigeren Teleskopen zu beantworten versuchen.
Ein weiteres Rätsel der Kosmologie betrifft die Antimaterie: Heute beobachten wir viel weniger Antimaterie als erwartet. Dieses Problem ist als baryonische Asymmetrie bekannt und versucht zu erklären, was mit der Antimaterie passiert ist. Nach den derzeitigen Modellen wurden am Anfang von allem Materie und Antimaterie in der gleichen Menge produziert, aber heute können wir nur Materie im Universum beobachten.
Um das Problem der baryonischen Asymmetrie zu lösen, hat ein Physiker des Indian Institute of Technology in einem Artikel vorgeschlagen, dass sich die Antimaterie in einem Anti-Universum befindet. Dieses Anti-Universum wäre dasselbe wie das unsere, bestünde aber aus Antimaterie, und das auffälligste Merkmal ist, dass es sich in Richtung Vergangenheit statt in Richtung Zukunft bewegen würde. Diese radikale Idee würde erklären, warum wir in unserem Universum keine Antimaterie beobachten können.
Antimaterie
Alles, was wir im Universum beobachten, von alltäglichen Gegenständen bis hin zu Milliarden von Lichtjahren entfernten Galaxien, besteht aus baryonischer Materie. Baryonische Materie ist das, was wir als Teilchen wie positiv geladene Protonen und negativ geladene Elektronen kennen. Es gibt jedoch auch eine Art von Materie, die als Antimaterie bekannt ist und die gegenteiligen Eigenschaften hat.
Antimaterie besteht aus Teilchen, die mit denen der Materie identisch sind, mit Ausnahme der Ladung, die ein entgegengesetztes Vorzeichen hat. Wenn ein Teilchen mit einem Antiteilchen in Kontakt kommt, können sie sich gegenseitig vernichten, wobei Energie freigesetzt wird. Außerdem sind die Wechselwirkungen in der Antimaterie die gleichen wie in der Materie. In einem Atom, das aus Antiteilchen besteht, wirken die Teilchen auf die gleiche Weise wie die elektromagnetische Wechselwirkung.
Bariatrische Asymmetrie
In Modellen zur Entstehung der Materie wird davon ausgegangen, dass beim Urknall Materie und Antimaterie in gleichem Maße entstanden sind. Da sich Materie und Antimaterie jedoch gegenseitig vernichten, würde man erwarten, dass das Universum nur aus Strahlung besteht. Heute beobachten wir, dass es im Universum viel mehr Materie als Antimaterie gibt. Die Frage ist, warum die Materie die Antimaterie überwunden hat.
Dieses Problem ist als baryonische Asymmetrie bekannt geworden, und viele Physiker haben daran gearbeitet, zu verstehen, was mit der Antimaterie passiert ist. Eine Erklärung wäre, dass die ersten Momente des Universums so extrem waren, dass es möglich war, die physikalischen Gesetze zu verletzen , die die Symmetrie von Materie und Antimaterie erhalten. Die Lösung dieser Asymmetrie ermöglicht es, die ersten Momente des Universums zu verstehen und herauszufinden, wie grundlegende Wechselwirkungen in extremen Umgebungen funktionieren.
Anti-Universo
Eine der radikalsten Ideen zur Erklärung des von uns beobachteten Mangels an Antimaterie ist das sogenannte Anti-Universum. Das Anti-Universum wäre ein Universum, das parallel zu unserem existiert und in dem die Antimaterie genauso dominiert wie in unserem die Materie. Nach den Symmetriegesetzen wäre die Physik dieses Anti-Universums genau dieselbe wie die unsere, da sie für beide Typen auf dieselbe Weise funktioniert.
Eine neue Studie eines Physikers des Indian Institute of Technology geht davon aus, dass dieses Anti-Universum ein zeitlich gespiegelter Teil des Universums ist: Während sich unser Universum in Richtung Zukunft bewegt, bewegt sich dieses Anti-Universum in Richtung Vergangenheit. Auf diese Weise würden das Universum und das Anti-Universum die Symmetrie in Bezug auf die Zeit beibehalten und die Gesetze der Physik respektieren. Wenn unser Universum mit dem Anti-Universum in Kontakt käme, würde es vernichtet werden.
Es gibt keine dunkle Energie
Das große Problem bei dieser Idee ist die Frage der Beobachtung, da es unmöglich wäre, Zugang zu diesem Anti-Universum zu erhalten, da sich alles vernichten würde. Einige vermuten, dass, wenn es Regionen gibt, in denen unser Universum das andere berührt, die Teilchen und Antiteilchen sich vernichten und Gammastrahlung erzeugen würden, die beobachtet werden könnte. Bislang wurden keine derartigen Beobachtungen gemacht, sodass die Frage offen bleibt.
Eine weitere Lösung, die das vorgeschlagene Modell bieten würde, ist die Notwendigkeit dunkler Energie zur Erklärung der Expansion der Raumzeit. Mit der Symmetrie des Universums und des Anti-Universums wäre die Expansion natürlich und bedürfte keiner neuen Form von Energie, um sie zu erklären. Auf diese Weise könnte das Anti-Universum mehrere bekannte Probleme der Kosmologie lösen.
Was ist überhaupt das richtige Modell?
Es ist wichtig, daran zu denken, dass dieses Modell, obwohl es viele Probleme in der Kosmologie erklären kann, als Hypothese betrachtet wird. Es gibt keine Beobachtungen, die diese Idee bestätigen, und wir sind noch weit davon entfernt, eine 100 % zuverlässige Erklärung für die Herausforderungen der Kosmologie zu haben. Mehrere andere Hypothesen werden noch in Betracht gezogen, um die baryonische Asymmetrie zu erklären, z. B. die Baryogenese.
Quellenhinweis:
Kumar 2024 On the Accelerated Expansion of the Universe Gravitation and Cosmology