¿Universo de antimateria que va en dirección hacia el pasado? Un físico propone idea radical y revolucionaria

La evolución del universo desde su origen es estudiada por un área conocida como Cosmología. Dentro de este ámbito se encuentran algunos de los mayores misterios dentro de la Ciencia, como la energía oscura y la singularidad del Big Bang. Comprender los primeros momentos de la evolución del universo es un desafío al que varios físicos de todo el mundo intentan responder utilizando datos procedentes de telescopios cada vez más potentes.

Otro misterio dentro de la Cosmología está en relación con la antimateria: hoy en día observamos mucha menos antimateria de la esperada. Este problema se conoce como asimetría bariónica e intenta explicar qué ocurrió con la antimateria. Según los modelos actuales, materia y antimateria se produjeron en la misma cantidad al principio de todo, pero hoy sólo podemos observar materia en el universo.

Para solucionar el problema de la asimetría bariónica, un físico del Instituto Indio de Tecnología propuso en un artículo que la antimateria estaría ubicada en un antiuniverso. Este antiuniverso sería igual al nuestro pero compuesto de antimateria, pero la característica que más llama la atención es que iría hacia el pasado en lugar de hacia el futuro. La idea radical explicaría por qué no podemos observar antimateria en nuestro universo.

Antimateria

Todo lo que observamos en el universo, desde los objetos de nuestra vida cotidiana hasta las galaxias a miles de millones de años luz de distancia, está hecho de materia bariónica. La materia bariónica es lo que conocemos formada por partículas como un protón que tiene carga positiva y un electrón que tiene carga negativa. Sin embargo, existe un tipo de materia conocida como antimateria que tiene características opuestas.

La antimateria tiene partículas idénticas a las de la materia excepto por la carga que tiene el signo opuesto. Si una partícula entra en contacto con una antipartícula pueden aniquilarse entre sí liberando energía. Además, las interacciones en la antimateria son las mismas que en la materia. Un átomo compuesto de antipartículas hace que las partículas interactúen de manera igualmente atractiva en la interacción electromagnética.

Asimetría bariónica

En los modelos del origen de la materia, se espera que durante el Big Bang la materia y la antimateria se crearan al mismo ritmo. Sin embargo, como la materia y la antimateria se aniquilan entre sí, sería de esperar que el universo estuviera compuesto únicamente de radiación. Hoy en día, en el universo observamos que hay mucha más materia que antimateria. La cuestión es entender por qué la materia ha superado a la antimateria.

Este problema se conoció como asimetría bariónica y muchos físicos han trabajado para comprender qué pasó con la antimateria. Una de las explicaciones sería que los momentos iniciales del universo fueron tan extremos que se podía violar las leyes de la Física que preservan la simetría de la materia y la antimateria. Encontrar la solución a esta asimetría nos permite comprender los primeros momentos del universo y entender cómo funcionan las interacciones fundamentales en ambientes extremos.

Antiuniverso

Una de las ideas más radicales para explicar la falta de antimateria que observamos es la del llamado antiuniverso. El antiuniverso sería un universo paralelo al nuestro que estaría dominado por la antimateria del mismo modo que el nuestro está dominado por la materia. Según las leyes de simetría, la Física de este antiuniverso sería exactamente igual a la nuestra ya que funciona de la misma manera para ambos tipos.

Un nuevo estudio realizado por un físico del Instituto Indio de Tecnología sostiene que este antiuniverso sería una parte reflejada temporalmente. Mientras el nuestro se encaminaría hacia el futuro, este antiuniverso se encaminaría hacia el pasado. De esta forma, el universo y el antiuniverso mantendrían simetría en relación al tiempo, respetando las leyes de la Física. Si nuestro universo entrara en contacto con el antiuniverso, éste sería aniquilado.

No existe energía oscura

El gran problema de esta idea es la cuestión observacional ya que sería imposible tener acceso a este antiuniverso ya que todo sería aniquilado. Algunos sugieren que si hay regiones donde nuestro universo toca otra, las partículas y antipartículas se aniquilan entre sí, produciendo radiación gamma que podría ser observable . Hasta la fecha no se ha hecho tal observación, por lo que la cuestión queda abierta.

Otra solución que ofrecería el modelo propuesto es la necesidad de que la energía oscura explique la expansión del espacio-tiempo. Con la simetría del universo y del antiuniverso, la expansión sería natural y no requeriría una nueva forma de energía para explicarla. De esta forma, el antiuniverso podría resolver varios problemas conocidos en Cosmología.

¿Cuál es el modelo correcto finalmente?

Es importante recordar que si bien este es un modelo que puede explicar muchos problemas en Cosmología, se considera una hipótesis. No existe ninguna observación que confirme esta idea y aún estamos lejos de lograr una explicación 100 % confiable a los desafíos de la Cosmología. Todavía se consideran varias otras hipótesis para explicar la asimetría bariónica, como la bariogénesis.

Referencia de la noticia:

Kumar 2024 On the Accelerated Expansion of the Universe Gravitation and Cosmology