Przypuśćmy, że w pewnym momencie wszechświat przestaje się rozszerzać i zaczyna zapadać, aż staje się supermasywną czarną dziurą. Jej masa produkuje bardzo silne pole grawitacyjne, w którym następnie zachodzi mechanizm Schwingera – wirtualne pary cząstek i antycząstek z otaczającej dziurę próżni stają się rzeczywistymi parami. Jeśli zaś dziura jest z materii (lub antymaterii), to gwałtownie odrzuca od siebie wszystkie antycząstki (lub cząstki) w ciągu ułamka sekundy. Wydarzenie to wyglądałoby podobnie do Wielkiego Wybuchu.
Ta teoria została stworzona przez Dragana Slavkova Hajdukovica, fizyka z Czarnogóry, który obecnie pracuje w CERN. Hajdukovic przypuszcza, że to właśnie mogło wydarzyć się 13,7 miliarda lat temu. W ostatnim numerze Astrophysics and Space Science opisał mechanizm przemiany materii w antymaterię (lub odwrotnie), który cekluicznie doprowadza do Wielkich Wybuchów. Każdy kolejny Wszechświat jest zdominowany albo przez materię, albo przez antymaterię.
Oczywiście, idea cykliczności wszechświata nie jest nowa. Sami pisaliśmy o niej już kilka razy. Sam Hajdukovic zauważa, że zręby tej teorii można odnaleźć w 1922 roku, w artykule kosmologa Alexandra Friedmanna, który stwierdzał, że teoria względności Einsteina nie jest sprzeczna z ideą cykliczności kosmosu. Odtąd powstało już wiele teorii takiego "Wielkiego Odbijania", a także przedstawiono wiele przesłanek świadczących o jego istnieniu. Jednym z najsłynniejszych apologetów tej teorii jest Roger Penrose.
Hajdukovic jest jednak pierwszym fizykiem, który wprowadził urozmaicenie: jego zdaniem Wszechświat jest naprzemiennie z materii i antymaterii.
Stworzenie z niczego czyli powstanie cząstek
W teorii Hajdukovica jest kilka ciekawych momentów. Po pierwsze, pary cząstek i antycząstek powstają w próżni. Próżnia zaś powinna być zupełnie pusta. Jednak nawet w próżni, którą znamy, pojawiają się krótkotrwałe pary cząstek i antycząstek, dopuszczane przez zasadę nieoznaczoności. Aby wyjaśnić, w jaki sposób się "wytrącają" do rzeczywistości, Hajdukovic ucieka się do mechanizmu Schwingera, który głosi, że pole elektryczne silniejsze niż jego wartość krytyczna może wytworzyć pary cząstek i antycząstek z próżni.
Cały scenariusz opiera się również na założeniu, że materia i antymateria odpychają się wzajemnie. Może to wynikać z grawitacji (i antygrawitacji), ale być może powody są inne. Hajdukovic uważa, że materia i antymateria odpychają się tylko w niewielkich odległościach. Niemniej jednak zaraz po powstaniu materii, dziura odpycha gwałtownie wszystkie cząstki przeciwnego rodzaju, a na skutek tego niemal wszystkie cząstki, które zostają, są zmienione w swoje przeciwieństwo. Hajdukovic obliczył, że w ciągu sekundy w antymaterię (lub materię) może zmienić się 10 do potęgi 128 kg materii (antymaterii), a to wiele rzędów wielkości więcej niż cała masa Wszechświata, która wynosi 10 do potegi 53 kg materii (lub antymaterii). Jeśli teoria jest prawdziwa, oznacza to, że cała masa wszechświata może zamienić się w antymaterię w ułamku czasu Plancka.
Taki scenariusz ma kilka implikacji. Po pierwsze – osobliwość, z której powstaje Wszechświat, nie może być bardzo mała – musi być co najmniej 40 rzędów większa niż długość Plancka, czyli liczylibyśmy jej wielkość w kilometrach. Z drugiej strony teoria ta wyjaśnia, dlaczego w naszym wszechświecie jest tak dużo materii, a tak mało antymaterii. W kolejnej odsłonie będzie odkrotnie.
(ew/PhysOrg.com)