منذ أواخر القرن العشرين ، كان الفلكيون على دراية بالبيانات التي تشير إلى أن الكون لا يتوسع فحسب ، بل يتوسع بمعدل متسارع. وفقًا للنموذج المقبول حاليًا ، يرجع هذا التوسع المتسارع إلى الطاقة المظلمة ، وهي قوة طاردة غامضة تشكل حوالي 73٪ من كثافة الطاقة في الكون. الآن ، تكشف دراسة جديدة عن نظرية بديلة: أن توسع الكون يرجع في الواقع إلى العلاقة بين المادة والمادة المضادة. وفقًا لهذه الدراسة ، تتنافر المادة والمادة المضادة للجاذبية معًا وتخلق نوعًا من "الجاذبية المضادة" التي يمكن أن تلغي الحاجة إلى الطاقة المظلمة في الكون.
بدأ ماسيمو فيلاتا ، عالم من مرصد تورينو في إيطاليا ، الدراسة بافتراضين رئيسيين. أولاً ، افترض أن المادة والمادة المضادة لها كتلة إيجابية وكثافة طاقة. تقليديا ، يتم تحديد تأثير الجاذبية للجسيم فقط من خلال كتلته. تشير قيمة الكتلة الموجبة إلى أن الجسيم سوف يجذب جزيئات أخرى بشكل جاذبي. حسب افتراض فيلاتا ، ينطبق هذا على الجسيمات المضادة أيضًا. لذا تحت تأثير الجاذبية ، تجذب الجسيمات جسيمات أخرى وتجذب الجسيمات المضادة الأخرى الجسيمات المضادة. لكن أي نوع من القوة يحدث بين الجسيمات والجسيمات المضادة؟
لحل هذا السؤال ، احتاج فيلاتا إلى فرض الافتراض الثاني - أن النسبية العامة هي CPT ثابتة. هذا يعني أن القوانين التي تحكم جسيم المادة العادية في مجال عادي في الزمكان يمكن تطبيقها بشكل جيد بنفس القدر على السيناريوهات التي يتم فيها عكس الشحنة (الشحنة الكهربائية والأرقام الكمومية الداخلية) والتكافؤ (الإحداثيات المكانية) والوقت ، كما هو الحال بالنسبة للمادة المضادة . عندما تقوم بعكس معادلات النسبية العامة المسؤولة ، التكافؤ والوقت لـ إما الجسيم أو الحقل الذي يسير فيه الجسيم ، والنتيجة هي تغيير العلامة في مصطلح الجاذبية ، مما يجعله سلبيًا بدلاً من الإيجابي ويدل على ما يسمى مضاد الجاذبية بين الاثنين.
واستشهد فيلاتا بالمثال الجذاب لتفاحة تقع على رأس إسحاق نيوتن. إذا سقطت مضاد للتفاح على مضاد للأرض ، فسيجذب الاثنان وستضرب مضاد التفاح مضادًا لنيوتن على الرأس ؛ ومع ذلك ، لا يمكن لـ "التفاحة" أن "تسقط" على الأرض القديمة العادية ، وهي مصنوعة من مادة قديمة منتظمة. بدلاً من ذلك ، ستطير مكافحة التفاح بعيدًا عن الأرض بسبب تغير الجاذبية في الإشارة. وبعبارة أخرى ، إذا كانت النسبية العامة ، في الواقع ، ثابتة CPT ، فإن الجاذبية المضادة ستؤدي إلى طرد الجسيمات والجسيمات المضادة بشكل متبادل. على نطاق أوسع بكثير ، يدعي فيلاتا أن الكون يتوسع بسبب هذا التنافر القوي بين المادة والمادة المضادة.
وماذا عن حقيقة أن المادة والمادة المضادة معروفتان بإبادة بعضهما البعض؟ حلت فيلاتا هذا التناقض عن طريق وضع المادة المضادة بعيدًا عن المادة ، في الفراغات الهائلة بين عناقيد المجرات. يعتقد أن هذه الفراغات نشأت من تقلبات سلبية صغيرة في مجال الكثافة البدائية ويبدو أنها تمتلك نوعًا من الجاذبية ، حيث تطرد كل المواد بعيدًا عنها. بالطبع ، السبب في أن علماء الفلك لا يلاحظون أي مادة مضادة في الفراغات لا يزال في الهواء. وبكلمات فيلاتا ، "هناك أكثر من إجابة واحدة يمكن التحقيق فيها في مكان آخر". ظهر البحث في طبعة هذا الشهر من Europhysics Letters.
