Từ cuối thế kỷ 20, các nhà thiên văn học đã nhận thức được dữ liệu cho thấy vũ trụ không chỉ mở rộng mà còn mở rộng với tốc độ gia tăng. Theo mô hình hiện được chấp nhận, sự giãn nở tăng tốc này là do năng lượng tối, một lực đẩy bí ẩn chiếm khoảng 73% mật độ năng lượng của vũ trụ. Bây giờ, một nghiên cứu mới cho thấy một lý thuyết thay thế: rằng sự giãn nở của vũ trụ thực sự là do mối quan hệ giữa vật chất và phản vật chất. Theo nghiên cứu này, vật chất và phản vật chất hấp dẫn lẫn nhau và tạo ra một loại phản lực hấp dẫn có thể loại bỏ nhu cầu năng lượng tối trong vũ trụ.
Massimo Villata, một nhà khoa học từ Đài thiên văn thành phố Torino ở Ý, bắt đầu nghiên cứu với hai giả định chính. Đầu tiên, ông cho rằng cả vật chất và phản vật chất đều có khối lượng và mật độ năng lượng dương. Theo truyền thống, ảnh hưởng hấp dẫn của hạt chỉ được xác định bởi khối lượng của nó. Giá trị khối lượng dương cho thấy hạt sẽ thu hút các hạt khác một cách hấp dẫn. Theo giả định của Villata, điều này cũng đúng với các phản hạt. Vì vậy, dưới tác động của trọng lực, các hạt thu hút các hạt khác và phản hạt thu hút các phản hạt khác. Nhưng loại lực nào xảy ra giữa các hạt và phản hạt?
Để giải quyết câu hỏi này, Villata cần đưa ra giả định thứ hai - rằng thuyết tương đối rộng là bất biến CPT. Điều này có nghĩa là các định luật điều chỉnh một hạt vật chất thông thường trong một trường thông thường trong không thời gian có thể được áp dụng như nhau cho các kịch bản trong đó điện tích (điện tích và số lượng tử bên trong), chẵn lẻ (tọa độ không gian) và thời gian bị đảo ngược, vì chúng là phản vật chất . Khi bạn đảo ngược các phương trình của thuyết tương đối tổng quát về điện tích, chẵn lẻ và thời gian cho hoặc hạt hoặc là trường hạt đang di chuyển, kết quả là thay đổi dấu hiệu trong thuật ngữ trọng lực, làm cho nó tiêu cực thay vì tích cực và ngụ ý cái gọi là chống hấp dẫn giữa hai.
Villata đã trích dẫn ví dụ kỳ lạ về một quả táo rơi trên đầu Isaac Newton. Nếu một quả táo rơi xuống một trái đất, hai người sẽ thu hút và người chống táo sẽ đánh vào đầu Newton; tuy nhiên, một người chống táo không thể bỏ rơi trên Trái đất cũ thông thường, được làm bằng vật chất cũ thông thường. Thay vào đó, quả táo sẽ bay khỏi Trái đất vì trọng lực Thay đổi dấu hiệu. Nói cách khác, nếu trên thực tế, thuyết tương đối rộng là bất biến CPT, chống hấp dẫn sẽ khiến các hạt và phản hạt đẩy nhau. Ở quy mô lớn hơn nhiều, Villata tuyên bố rằng vũ trụ đang giãn nở vì lực đẩy mạnh mẽ này giữa vật chất và phản vật chất.
Điều gì về thực tế là vật chất và phản vật chất được biết là tiêu diệt lẫn nhau? Villata đã giải quyết nghịch lý này bằng cách đặt phản vật chất cách xa vật chất, trong các khoảng trống khổng lồ giữa các cụm thiên hà. Những khoảng trống này được cho là xuất phát từ những dao động tiêu cực nhỏ trong trường mật độ nguyên thủy và dường như có một loại chống hấp dẫn, đẩy lùi mọi vật chất khỏi chúng. Tất nhiên, lý do các nhà thiên văn học don hiến thực sự quan sát bất kỳ phản vật chất nào trong các lỗ rỗng vẫn còn ở trên không. Theo lời của Villata, thì có nhiều câu trả lời có thể được điều tra ở nơi khác. Nghiên cứu này xuất hiện trong tháng này, phiên bản của Europhysics Letters.
