Od końca XX wieku astronomowie zdają sobie sprawę z danych, które sugerują, że wszechświat nie tylko rozszerza się, ale rozszerza w przyspieszonym tempie. Zgodnie z obecnie akceptowanym modelem, ta przyspieszona ekspansja wynika z ciemnej energii, tajemniczej siły odpychającej, która stanowi około 73% gęstości energii wszechświata. Teraz nowe badanie ujawnia alternatywną teorię: ekspansja wszechświata jest tak naprawdę wynikiem związku między materią a antymaterią. Według tego badania materia i antymateria grawitacyjnie odpychają się nawzajem i tworzą rodzaj „antygrawitacji”, która mogłaby wyeliminować potrzebę ciemnej energii we wszechświecie.
Massimo Villata, naukowiec z obserwatorium w Turynie we Włoszech, rozpoczął badania od dwóch głównych założeń. Po pierwsze, stwierdził, że zarówno materia, jak i antymateria mają dodatnią masę i gęstość energii. Tradycyjnie wpływ grawitacyjny cząstki zależy wyłącznie od jej masy. Dodatnia wartość masy wskazuje, że cząsteczka przyciąga grawitacyjnie inne cząstki. Przy założeniu Villaty dotyczy to również antycząstek. Zatem pod wpływem grawitacji cząsteczki przyciągają inne cząsteczki, a antycząstki przyciągają inne antycząstki. Ale jaki rodzaj siły występuje między cząsteczkami a antycząstkami?
Aby rozwiązać to pytanie, Villata musiała wprowadzić drugie założenie - że ogólna teoria względności jest niezmienna CPT. Oznacza to, że prawa rządzące zwykłą cząsteczką materii w zwykłym polu w czasoprzestrzeni mogą być stosowane równie dobrze w scenariuszach, w których ładunek (ładunek elektryczny i wewnętrzne liczby kwantowe), parzystość (współrzędne przestrzenne) i czas są odwrócone, tak jak w przypadku antymaterii . Kiedy odwrócisz równania ogólnej teorii względności, parzystości i czasu zarówno cząsteczka lub pole, w którym przemieszcza się cząstka, wynikiem jest zmiana znaku w znaczeniu grawitacyjnym, czyniąc ją ujemną zamiast dodatniej i sugerując tak zwaną antygrawitację między nimi.
Villata przytoczył osobliwy przykład jabłka spadającego na głowę Izaaka Newtona. Jeśli anty-jabłko spadnie na anty-Ziemię, oba przyciągną się, a anty-jabłko uderzy w anty-Newtona w głowę; jednak anty-jabłko nie może „spaść” na zwykłą starą Ziemię, która jest zbudowana ze zwykłej starej materii. Zamiast tego anty-jabłko odleci z Ziemi z powodu zmiany grawitacji w znaku. Innymi słowy, jeśli ogólna teoria względności jest w rzeczywistości niezmienna CPT, antygrawitacja spowodowałaby wzajemne odpychanie się cząstek i antycząstek. Na znacznie większą skalę Villata twierdzi, że wszechświat rozszerza się z powodu tego potężnego odpychania między materią a antymaterią.
A co z faktem, że materia i antymateria są znane z wzajemnego unicestwienia? Villata rozwiązał ten paradoks, umieszczając antymaterię z dala od materii, w ogromnych pustkach między gromadami galaktyk. Uważa się, że te puste przestrzenie powstały z niewielkich ujemnych wahań w pierwotnym polu gęstości i wydają się posiadać pewien rodzaj antygrawitacji, odpychając od nich wszelką materię. Oczywiście powód, dla którego astronomowie faktycznie nie obserwują antymaterii w pustkach, wciąż jest w powietrzu. Słowami Villaty: „Istnieje więcej niż jedna możliwa odpowiedź, która zostanie zbadana w innym miejscu”. Badania pojawiają się w tegorocznej edycji Europhysics Letters.
