Невидима темна матерія залишається однією з найбільших загадок космології. На кожен кілограм звичайної речовини у Всесвіті приблизно 5 кг якоїсь невідомої, яка не взаємодіє зі світлом, але впливає на рух зірок та галактик. Можливо, стверджує нова гіпотеза, ця дивна субстанція з’явилася з «дзеркального всесвіту», який пов’язаний з нашим з початку часів.
Розмірковуючи про темну матерію, легко схилитися до думки, ніби вона домінує над звичайною, баріонною матерією, впливаючи на неї, але не допускаючи впливу на себе. Однак, незважаючи на розбіжності властивостей, об’єми баріонної і темної матерії перебувають у певній рівновазі. Група вчених зі США запропонувала нове пояснення: між цими видами речовини є якийсь прихований зв’язок.
Дослідники постулювали, що для кожної фізичної взаємодії у баріонній матерії є дзеркальне відображення у світі темної матерії. Таким чином, вони вводять новий тип симетрії в природі, яка дозволяє пояснити приблизно рівне поширення звичайної та темної матерії, пише Life Science.
Автори вказують і на інший дивний збіг. У фізиці баріонної матерії нейтрон і протон мають майже в точності однакову масу, що дає їм змогу формувати зв’язки й стабільні атоми. Якби протон був трохи важчим, він розпався б через кілька хвилин. У такому разі, Всесвіт складався б з океану вільно літаючих нейтронів.
Можливо, припустили вчені, такий уявний космос – відображення нашого Всесвіту в дзеркалі темної матерії. Особливе поєднання фізики призвело до того, що в нашому світі маса протона виявилася майже рівною масі нейтрона. Можливо, у дзеркальному всесвіті це ж поєднання чинників “випарувало” темні протони і залишило тільки “темні нейтрони” – те, що ми звемо темною матерією.
У такій концепції темна матерія має бути відносно простою і не допускати надто активної взаємодії всередині своїх частинок: темних атомів і елементів. Однак навіть незначні взаємодії, що відображають те, що відбувається в нашому хімічному світі, дадуть змогу вченим у майбутньому перевірити цю гіпотезу: у ранньому Всесвіті, коли в ядерній плазмі формувалися перші елементи, баріонна матерія зазнала нуклеосинтезу.
Якщо гіпотеза правильна, то дзеркально відбитий нуклеосинтез мав відбутися і в темній матерії. На зорі часів між двома світами мали існувати канали, через які вони могли взаємно впливати один на одного. Виявити їх космологи зможуть, коли в них з’явиться нове покоління інструментів вимірювання швидкості формування елементів.
Автори дослідження 2022 року стверджують, що концепція дзеркального всесвіту могла б вирішити серйозну проблему космологічної константи. І в них є причина для оптимізму – вчені виявили інваріантність у так званих безрозмірних параметрах. Якщо вона реальна, то це свідчення існування дзеркального всесвіту, який впливає на наш Всесвіт слабким тяжінням.