دانشمندان باور دارند که احتمالا یک «پاد-جهان» (Anti-universe) وجود دارد که دقیقا شبیه تصویر آیینهای جهان ما، یعنی برعکس آن است. اگر این نظریه درست باشد، میتوان حضور ماده تاریک را در جهان توضیح داد.
اگر نظریه جدید دانشمندان درست باشد، ماده تاریک دیگر آنقدرها مرموز نخواهد بود. در این نظریه ماده تاریک صرفا نسخه جدیدی از ذرهای به نام نوترینو است که فقط در همان نسخه از جهان وجود دارد. محققان تاکنون مجموعهای از تقارنهای بنیادی را در طبیعت کشف کردهاند که سه تا از مهمترین آنها عبارتند از: شارژ، توازن و زمان. فیزیکدانان تاکنون نقض همزمان این سه تقارن را مشاهده نکردهاند. اگر تمام تعاملات قابل مشاهده در طبیعت را بررسی کنید، شارژها را معکوس نمایید، تصویر آیینهای آنها را ببینید و در زمان به سمت عقب برشان گردانید، این تعاملها باز هم دقیقا به همان صورت عمل میکنند.
محققان در مطالعه جدید خود این تقارن ترکیبی را که پیشتر فقط برای تعاملها در نظر گرفته میشد، گسترش دادهاند. آنها به جای این که این تقارن را فقط بر عملگرهای جهان اعمال کنند، آن را برای خود صحنه جهان در نظر گرفتند.
جهان ما دائما در زمان به جلو حرکت میکند. اگر بخواهیم ایده تقارن شارژ، توان و زمان (CPT) را به کل گیتی بسط دهیم، نگرشمان به جهان نمیتواند تصویر کاملی را در اختیارمان بگذارد. به منظور حفظ تقارن CPT در گیتی، باید یک پاد-جهان وجود داشته باشد که جهان ما را به تعادل برساند. این جهان باید تمام شارژهای مخالف جهان ما را داشته باشد، مانند آیینه برعکس باشد و در زمان به عقب حرکت کند.
تحت تاثیر این مدل، جهانی مبتنی بر تقارن CPT بهطور طبیعی گسترش مییابد و نیازی به یک دوره گسترش سریع که تحت عنوان تورم کیهانی شناخته میشود، ندارد. تورم کیهانی به دورهای گفته میشود که جهان پس از تولدش در یک مدت زمان کوتاه به شدت گسترش یافت.
پاد-جهان راز ماده تاریک را کشف میکند؟
همچنین، جهان منطبق بر تقارن CPT ذرههای نوترینوی بیشتری را به معادله اضافه میکند. دانشمندان تاکنون سه مدل نوترینو را کشف کردهاند: الکترون-نوترینو، مون-نوترینو و تائو-نوترینو. همه این مدلها چپ دست هستند، یعنی جهت چرخش آنها نسبت به حرکتشان به سمت چپ است. ولی سایر ذرات شناختهشده در فیزیک هم نسخه چپ دست دارند و هم راست دست.
در جهان CPT باید حداقل یک نوترینوی راست دست وجود داشته باشد. این نسخه عمدتا از مشاهدات آزمایشهای فیزیکی مخفی میماند و اثر آن فقط از طریق گرانش روی سایر پدیدهها پیداست. ماده تاریک دقیقا همان ذرهای است که دیده نمیشود ولی بر گرانش اثر میگذارد. محققان دریافتهاند که شرایط به وجود آمده از تاثیر تقارن CPT میتواند جهان ما را با نوترینوهای راست دست پر کند و جایگزین ماده تاریک باشد.
اگر این نظریه صحیح باشد، پاد-جهان از مبدأ زمانی مهبانگ به سمت عقب رفته است. دانشمندان موسسه فیزیکی نظری انتاریو کانادا یافتههای خود را در مقالهای در مجله Annals of Physics چاپ کردهاند.
