Физики из Хельсинки, Тбилиси и Москвы предложили схему, в которой Большой взрыв породил не одну Вселенную, а пару симметричных миров. В нашей половине время идёт так, как мы привыкли, в зеркальной, в обратную сторону, а набор частиц отражён по CPT-симметрии. Задача у этой конструкции простая и старая: объяснить избыток материи и то, почему после рождения космоса материя не уничтожила сама себя в паре с антиматерией.
Замах у модели большой. Она пытается одним набором уравнений закрыть сразу три старые дыры космологии: барионную асимметрию, тёмную материю и ускоренное расширение. Обычно в этот момент хочется держаться за кошелёк и проверять, не подменили ли физику красивой геометрией, но здесь есть хотя бы одна полезная деталь: расчёт даёт избыток материи на уровне одной части на десять миллиардов, а это уже число из реальной космологии, а не поэзия про «архитектуру мироздания».
Логика у авторов такая. В момент рождения пары Вселенных пространство было настолько искривлено, что инфлатоны и анти-инфлатоны получили не совсем одинаковые массы. Разница крошечная, но в ранней Вселенной этого хватает: при распаде этих частиц образуется чуть больше материи, чем антиматерии, затем почти всё взаимно уничтожается, а остаток и становится звёздами, галактиками и нами с вами.
Хорошая новость в том, что масштаб эффекта похож на наблюдаемый. По данным космологии Planck, отношение числа барионов к числу фотонов в нашей Вселенной составляет примерно 6 × 10-10. Это и есть знаменитый след ранней асимметрии. Плохая новость тоже старая: Стандартная модель физики частиц не даёт достаточно сильного нарушения CP-симметрии, чтобы получить такой избыток без дополнительных допущений, поэтому теоретики уже полвека ищут обходной маршрут.
Авторы не ограничились объяснением дефицита антиматерии. Они заявляют, что зеркальный сектор может играть роль тёмной материи, а ускоренное расширение космоса можно связать с квантовой связью двух Вселенных. Список амбиций выглядит так:
Идея зеркальной пары не свалилась с неба в 2026 году. Ещё в 2018 году Нил Турок и соавторы продвигали CPT-симметричную Universe/Anti-Universe, где вторая половина космоса нужна для восстановления симметрии фундаментальных законов, а заодно под неё пытались подложить происхождение тёмной материи через правые нейтрино. Новая работа развивает ту же интуицию, только завязывает её сильнее на инфляцию и геометрию раннего пространства-времени.
Здесь и проходит граница между красивой идеей и полезной физикой. Когда одна схема обещает починить сразу всё, от антиматерии до тёмной энергии, от неё ждут не элегантности, а предсказаний, которые можно сломать наблюдениями. Иначе это хороший жанр для семинара, но слабый кандидат на описание природы.
Проверка у таких моделей всегда упирается в космологические данные. Если зеркальный сектор действительно участвует в балансе вещества, он должен согласоваться сразу с несколькими измеряемыми вещами: спектром реликтового излучения, плотностью барионов, ограничениями на число дополнительных релятивистских частиц и историей инфляции. Для ориентира, обычная материя даёт лишь около 5% энергетического бюджета Вселенной, а тёмная материя примерно в пять раз массивнее по вкладу, и любая «зеркальная» схема обязана воспроизвести эти пропорции без трюков на полстраницы.
Данные Euclid, LiteBIRD и ранних этапов CMB-S4 начнут отсекать такие космологические схемы до 2030 года.