Universo de antimatéria que vai em direção ao passado? Físico propõe ideia radical e revolucionária

A evolução do Universo desde a sua origem é estudada por uma área conhecida como Cosmologia. Dentro dessa área tem alguns dos maiores mistérios dentro da Ciência como a energia escura e a singularidade do Big Bang. Entender os primeiros momentos da evolução do Universo é um desafio que diversos físicos no mundo tentam responder utilizando dados de telescópios cada vez mais potentes.

Outro mistério dentro da Cosmologia é em relação à antimatéria que hoje observamos muito menos antimatéria do que o esperado. Esse problema é conhecido como assimetria bariônica e tenta explicar o que aconteceu com a antimatéria. Já que pelos modelos atuais, a matéria e a antimatéria foram produzidas com a mesma quantidade no início de tudo, mas hoje só conseguimos observar a matéria no Universo.

Para resolver o problema da assimetria bariônica, um físico do Indian Institute of Technology propôs em um artigo que a antimatéria estaria localizada em um anti-Universo. Esse anti-Universo seria igual ao nosso mas composto de antimatéria mas a característica que mais chama atenção é que ele iria em direção ao passado em vez do futuro. A ideia radical explicaria porque não conseguimos observar a antimatéria no nosso Universo.

Antimatéria

Tudo que observamos no Universo desde os objetos no nosso dia a dia até as galáxias a bilhões de anos-luz de distância são feitas de matéria bariônica. A matéria bariônica é a que conhecemos como composta por partículas como próton que tem carga positiva e elétron que tem carga negativa. No entanto, existe um tipo de matéria conhecida como antimatéria que possui características opostas.

A antimatéria possui partículas idênticas às da matéria exceto pela carga que possui um sinal oposto. Se uma partícula entra em contato como uma antipartícula elas podem se aniquilar liberando energia. Além disso, as interações na antimatéria são iguais às da matéria. Um átomo composto por antipartículas tem as partículas interagindo de forma atrativa igual na interação eletromagnética.

Assimetria bariônica

Nos modelos da origem da matéria é esperado que durante o Big Bang, matéria e antimatéria foram criadas na mesma proporção. Porém como matéria e antimatéria se aniquilam seria esperado que o Universo fosse composto apenas de radiação. Hoje, no Universo, observamos que há muito mais matéria do que antimatéria. A questão é entender o motivo da matéria ter superado a antimatéria.

Esse problema ficou conhecido como assimetria bariônica e muitos físicos tem trabalhado em entender o que aconteceu com a antimatéria. Uma das explicações seria que os momentos iniciais do Universo foram tão extremos que foi possível a violação de leis da Física que preservam a simetria da matéria e antimatéria. Encontrar a solução para essa assimetria permite entender os primeiros momentos do Universo e compreender como as interações fundamentais funcionam em ambientes extremos.

Anti-Universo

Uma das ideias mais radicais para explicar a falta de antimatéria que observamos é o chamado anti-Universo. O anti-Universo seria um Universo paralelo ao nosso que seria dominado por antimatéria da mesma forma que o nosso é dominado por matéria. Pelas leis de simetria, a Física nesse anti-Universo seria exatamente as mesmas que o do nosso já que elas funcionam do mesmo jeito para ambos os tipos.

Um novo estudo por um físico da Indian Institute of Technology argumenta que esse anti-Universo seria uma parte refletida temporalmente. Enquanto o nosso seguiria para o futuro, esse anti-Universo seguiria em direção ao passado. Dessa forma, o Universo e o anti-Universo manteria uma simetria em relação ao tempo respeitando as leis da Física. Se o nosso Universo entrasse em contato com anti-Universo, ele seria aniquilado.

Não existe energia escura

O grande problema dessa ideia é a questão observacional já que seria impossível ter acesso a esse anti-Universo já que tudo se aniquilaria. Alguns sugerem que se houver regiões onde nosso Universo encoste no outro, as partículas e antipartículas se aniquilaram produzindo radiação gamma que poderia ser observável. Até hoje nenhuma observação do tipo foi feita mantendo a questão em aberto.

Outra solução que o modelo proposto ofereceria é sobre a necessidade da energia escura para explicar a expansão do espaço-tempo. Com a simetria do Universo e anti-Universo, a expansão seria natural não necessitando de uma nova forma de energia para explicar. Dessa forma, o anti-Universo poderia resolver diversos problemas conhecidos na Cosmologia.

Qual é o modelo correto afinal?

É importante lembrar que mesmo esse sendo um modelo que consegue explicar muitos problemas na Cosmologia, ele é considerado uma hipótese. Não há nenhuma observação que confirme essa ideia e ainda estamos longe de conseguir uma explicação 100% confiável para os desafios na Cosmologia. Diversas outras hipóteses ainda são consideradas para explicar a assimetria bariônica, como a bariogênese.

Referência da notícia:

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