شاید جهانی دیگر با تصویر آینه‌ای از جهان ما وجود داشته باشد

دانشمندان در این مقاله این پرسش را طرح می‌کنند که آیا ممکن است گیتی ماده‌ تاریک آینه‌ای، بازتاب گیتی خود ما باشد با این تفاوت که قوانین فیزیک در آن به شکل دیگری در جریان است؟ به گفته آن‌ها این نظریه، ممکن است فراوانی ماده تاریک در عالم و همچنین نادیدنی بودن آن را توضیح دهد.

ماده تاریک، ماده‌ای مرموز و ناشناخته است که به گفته پژوهشگران بخش عمده‌ای از جرم گیتی را تشکیل می‌دهد. به بیان ساده، به ازای هر یک کیلوگرم ماده معمولی، تقریبا پنج کیلوگرم ماده تاریک در عالم وجود دارد. واقعیت این است که ماده تاریک، با نور یا ماده معمولی برهمکنشی ندارد و تنها راهی که دانشمندان می‌توانند، وجود آن را تشخیص دهند، اثر گرانشی ظریف آن بر ماده معمولی است که خود را در حرکت ستارگان در کهکشان‌ها و یا رشد ساختارهای فوق‌العاده عظیم در کیهان نشان می‌دهد.

از آنجایی که ماده معمولی و ماده تاریک بر اساس قوانین مختلفی عمل می‌کنند، ممکن است به نظر برسد که یکی از آن‌ها به طور کامل بر دیگری غالب است اما واقعیت این است که این دو نوع ماده را با وجود تفاوت بین آن‌ها، می‌توان با یکدیگر مقایسه کرد.

از این رو دانشمندان در مقاله‌ای که در روز ۲۲ ژانویه (۲ بهمن) در نسخه پیش از چاپ آرکایو منتشر شده است، می‌گویند ممکن است نوعی پیوند پنهان بین آن‌ها وجود داشته باشد. به گفته محققان، برای هر فعل و انفعال فیزیکی در ماده معمولی، آینه‌ای از آن در دنیای ماده تاریک وجود دارد و این ممکن است بیانگر وجود نوع جدیدی از تقارن در طبیعت باشد که جهان عادی و ماده تاریک را به یکدیگرمتصل و مرتبط می‌کند.

این تقارن، همچنین به توضیح اینکه چرا ماده تاریک و ماده معمولی تقریبا فراوانی یکسانی دارند کمک می‌کند. در این مقاله، محققان به یک تطابق اتفاقی عجیب دیگر نیز اشاره می‌کنند. در فیزیک ماده معمولی، یک نوترون و پروتون تقریبا جرم یکسانی دارند، که آن‌ها را قادر می‌سازد به یکدیگر متصل شوند و اتم‌های پایداری را تشکیل دهند. اگر یک پروتون، تنها کمی سنگین‌تر می‌بود، کاملا ناپایدار می‌شد و تنها ظرف چند دقیقه فرومی‌پاشید و تشکیل اتم را غیرممکن می‌کرد. در چنین سناریوی خیالی و فرضی، جهان به شکل دریایی از نوترون‌های شناور و آزاد درمی‌آمد.

محققان می‌گویند که چنین کیهان فرضی شکست خورده‌ای، ممکن است در نسخه‌ آینه‌‌ای ماده تاریک از گیتی ما در واقعیت وجود داشته باشد. بر این اساس، چینش خاصی از قوانین فیزیک، منجر به تولید پروتونی شده است که جرم آن تقریبا برابر با یک نوترون بود. شاید در آینه ماده تاریک، این چینش خاص از قواعد فیزیک، به گونه‌ای متفاوت انجام ‌شده باشد، که سبب شده است، «پروتون تاریک» از بین برود و دریایی از «نوترون‌های تاریک» را از خود به جا بگذارد – چیزی که ما آن را به عنوان ماده تاریک در نظر می‌گیریم.

محققان در عین حال می‌گویند، اگرچه این مدل آینه‌ای پیشنهادی، امکان برهمکنش‌های بسیاری را بین ذرات ماده تاریک فراهم می‌کند، اما این را باید در نظر گرفت که برهم‌کنش‌‌های زیادی نیز نباید وجود داشت. چنان چه ماده تاریک برهم‌کنش بسیاری با خودش داشته باشد، در این صورت بیش از از حد تصور به شکل توده فشرده‌ در می‌آید. از این رو بیشتر ماده تاریک باید نسبتا ساده و به عبارتی دریایی از ذرات خنثی شناور و آزاد باشد.

این برهم‌کنش‌های اضافی، که احتمال می‌رود آینه تاریکی از دنیای شیمیایی ما باشد، ممکن است به  دانشمندان آینده امکان دهد تا این نظریه را آزمایش کنند. در کیهان اولیه، زمانی که نخستین عناصر در پلاسمای هسته‌ای شکل گرفتند، ماده عادی دستخوش هسته‌زایی شد. در صورتی که این ایده جدید درست باشد، بنابراین یک هسته‌زایی آینه‌ای نیز در ماده تاریک رخ داده است.

از این رو به نظر می‌رسد که در شرایط آشوبناک کیهان اولیه، ارتباطی میان این دو گیتی ایجاده شده که سبب شده بر یکدیگر اثر بگذارند.

دانشمندان ممکن است با اندازه‌گیری‌ها و بررسی‌های دقیق نرخ تشکیل عناصر که با رصدخانه‌های کیهانی پیشرفته صورت خواهد گرفت، شواهدی مبنی بر وجود این ارتباط بیابند و درک گیتی تاریک آینه‌ای را آغاز کنند.

دانشمندان پیش از این نظریه‌ای را طرح کرده‌ بودند که بر اساس آن، «پاد جهانی» پیش از مهبانگ (بیگ‌بنگ) وجود داشته که در زمان به عقب می‌رود.

به گفته آن‌ها دلیل وجود گیتی ما، وجود تقارن‌های بنیادین در طبیعت از جمله بار، پاریته و زمان است. این تقارن بنیادین به عنوان تقارن سی‌پی‌تی (CPT) شناخته می‌شود.

به عبارت دیگر، ﺗﻘﺎرن ﭘﺎرﯾﺘﻪ، به ﺟﺎﯾﮕﺰﯾﻦ ﮐﺮدن ﯾﮏ ذره ﺑﺎ ﺗﺼﻮﯾﺮ آﯾﻨﻪ‌ای آن اشاره دارد. محققان می‌گویند که برهم‌کنش‌های فیزیکی، اغلب از این تقارن‌ها پیروی می‌کنند. به گفته آن‌ها، این امکان وجود دارد که برای موازنه و تعادل گیتی ما و برای حفظ این تقارن، یک کیهان دیگر با تصویر آینه‌ای از کیهان ما وجود داشته باشد. برخی از کیهان‌شناسان بر این باورند که نتایج و اثرات وجود این گیتی فرضی، قادر است وجود ماده تاریک را توضیح دهد.