Desde o final do século 20, os astrônomos têm conhecimento de dados que sugerem que o universo não está apenas se expandindo, mas se expandindo a uma taxa acelerada. De acordo com o modelo atualmente aceito, essa expansão acelerada se deve à energia escura, uma força repulsiva misteriosa que compõe cerca de 73% da densidade de energia do universo. Agora, um novo estudo revela uma teoria alternativa: que a expansão do universo é realmente devido à relação entre matéria e antimatéria. De acordo com este estudo, a matéria e a antimatéria se repelem gravitacionalmente e criam um tipo de "antigravidade" que poderia acabar com a necessidade de energia escura no universo.
Massimo Villata, um cientista do Observatório de Turim, na Itália, iniciou o estudo com duas grandes suposições. Primeiro, ele postulou que tanto a matéria quanto a antimatéria têm massa positiva e densidade de energia. Tradicionalmente, a influência gravitacional de uma partícula é determinada apenas por sua massa. Um valor de massa positivo indica que a partícula atrairá outras partículas gravitacionalmente. Sob a suposição de Villata, isso também se aplica às antipartículas. Portanto, sob a influência da gravidade, as partículas atraem outras e as antipartículas atraem outras antipartículas. Mas que tipo de força ocorre entre partículas e antipartículas?
Para resolver essa questão, Villata precisava instituir a segunda suposição - que a relatividade geral é invariável ao CPT. Isso significa que as leis que governam uma partícula de matéria comum em um campo comum no espaço-tempo podem ser aplicadas igualmente bem a cenários nos quais a carga (carga elétrica e números quânticos internos), a paridade (coordenadas espaciais) e o tempo são revertidos, como são para a antimatéria . Quando você inverte as equações da relatividade geral de carga, paridade e tempo para ou a partícula ou No campo em que a partícula está viajando, o resultado é um mudança de sinal no termo gravidade, tornando-o negativo em vez de positivo e implicando a chamada antigravidade entre os dois.
Villata citou o exemplo singular de uma maçã caindo na cabeça de Isaac Newton. Se um anti-maçã cai sobre um anti-Terra, os dois se atraem e o anti-maçã atinge a cabeça de anti-Newton; no entanto, uma anti-maçã não pode "cair" na Terra antiga comum, que é feita de matéria antiga comum. Em vez disso, a anti-maçã voará para longe da Terra por causa da mudança de sinal da gravidade. Em outras palavras, se a relatividade geral for, de fato, invariável ao CPT, a antigravidade faria com que partículas e antipartículas se repelissem mutuamente. Em uma escala muito maior, Villata afirma que o universo está se expandindo por causa dessa poderosa repulsão entre matéria e antimatéria.
E o fato de que matéria e antimatéria são conhecidas por se aniquilar? Villata resolveu esse paradoxo colocando a antimatéria longe da matéria, nos enormes vazios entre os aglomerados de galáxias. Acredita-se que esses vazios se originaram de pequenas flutuações negativas no campo de densidade primordial e parecem possuir um tipo de antigravidade, repelindo toda a matéria que está longe deles. Obviamente, a razão pela qual os astrônomos não observam nenhuma antimatéria nos vazios ainda está no ar. Nas palavras de Villata, "há mais de uma resposta possível, que será investigada em outro lugar". A pesquisa aparece na edição deste mês da Europhysics Letters.
