Lustrzany wszechświat jest zdaniem niektórych naukowców na wyciągnięcie ręki. Lustrzana materia może skrywać się tuż przed naszymi oczami.
„Więc idź. Są światy inne niż ten” – to zdanie stało się hasłem przewodnim serii „Mroczna Wieża”. W niej to Roland, ostatni Rewolwerowiec ściga Waltera o’Dima, tajemniczego człowieka w czerni, który chce zniszczyć Mroczną Wieżę stojącą w centrum wszystkich wszechświatów. Koncepcja światów równoległych od dawna interesuje twórców science fiction, ale od jakiegoś czasu jest także przedmiotem rozważań naukowców. Szczególnie interesująca jest koncepcja tzw. lustrzanego wszechświata, który istnieje tuż za rogiem.
Po drugiej stronie lustra
W Oak Ridge National Laboratory we wschodnim Tennessee fizyk Leah Broussard próbuje otworzyć portal do wszechświata równoległego. Proces ten nazywa „oscylacją”, która doprowadzi do detekcji „lustrzanej materii”. Podczas serii eksperymentów, które mają mieć miejsce jeszcze w tym roku, Broussard wyśle wiązkę subatomowych cząstek 15-metrowym tunelem w kierunku nieprzenikalnej ściany, a umieszczony obok magnes je przyspieszy.
Jeżeli koncepcja jest prawidłowa, a lustrzany wszechświat oddziałuje z naszą materią, niektóre z cząstek zamienią się w swoje lustrzane wersje i po prostu przenikną przez ścianę. Jeżeli tak się stanie, będzie to pierwszy dowód na istnienie lustrzanego wszechświata (w dużym uproszczeniu). Poszukiwania lustrzanego wszechświata Broussard określa mianem „zwariowanych”.
Wszechświat lustrzany – zakładając, że istnieje – miały swoje własne prawa fizyki i własną historię. Nie znajdziemy tam lustrzanych wersji samych siebie, ale atomy, skały, a może nawet i planety czy gwiazdy. Wszystkie te obiekty mogą tworzyć cały wszechświat niemal taki sam jak nasz, ale całkowicie od niego odcięty.
Pierwsze poszukiwania lustrzanego wszechświata to nic skomplikowanego. Wykorzystamy sprzęt i zasoby używane w Oak Ridge już wcześniej. Jeżeli odkryjemy choć jedną lustrzaną cząstkę, udowodnimy, że widzialny wszechświat stanowi tylko połowę układanki.
Namierzyć nieuchwytne
Podobnie jak wiele istotnych badań naukowych, poszukiwania lustrzanej materii wyrosły z małej, pozornie ezoterycznej tajemnicy. Począwszy od lat 90. ubiegłego wieku fizycy przygotowywali bardzo precyzyjne eksperymenty w celu zbadania, w jaki sposób neutrony – cząstki znajdujące się w jądrach atomowych – rozkładają się na protony. Proces ten jest powszechnie znany i nazywa się radioaktywnością.
Naukowcy odkryli, że neutrony stworzone w wiązkach cząstek – podobne do tych stworzonych przez Broussard – „żyją” średnio 14 minut i 48 sekund, zanim zamienią się w protony. Ale neutrony przechowywane w laboratorium wydają się rozkładać nieco szybciej – w ciągu 14 minut i 38 sekund. 10 sekund to w fizyce cała wieczność, a tym bardziej, że w tym wypadku nie powinno być żadnej różnicy. Wszystkie neutrony są dokładnie takie same, a ich zachowanie nie powinno zależeć ani trochę od tego, gdzie i jak są analizowane.
Bardzo poważnie podchodzę do tych rozbieżności. Nie chodzi tylko o dwa eksperymenty, a o zbiór wielu eksperymentów przeprowadzonych przez kilka niezależnych grup. Najnowsze badania, mające na celu rozwiązanie sporu, tylko pogorszyły sytuację – powiedział Benjamin Grinstein, fizyk cząstek elementarnych z University of California w San Diego.
Czytaj też: Jak duży jest Wszechświat?
Rozkład alternatywny
Grinstein wysnuł ciekawą możliwość, że niektóre neutrony rozkładają się na cząstki inne niż protony. Do tej pory jednak nie znaleziono żadnych dowodów.
Dziesięć lat temu Anatolij Serebrow z Petersburskiego Instytutu FIzyki Jądrowej w Rosji przedstawił pomysł, że zwykłe neutrony czasami przechodzą do wszechświata lustrzanego i przekształcają się w lustrzane cząstki. Do tej pory ich detekcja nie była możliwa, bo w momencie przejścia neutrony po prostu znikały. To by sprawiło, że neutrony umierałyby szybciej niż w standardowych pomiarach. Właśnie tu może skrywać się tajemnica wspomnianych 10 sekund.
Zadaniem Broussard jest sprawdzenie, czy portal między wszechświatami faktycznie istnieje, a jeżeli tak – to jak otworzyć go we właściwy sposób. Do tego potrzebna jest wiązka neutronów i ściana.
W Oak Ridge National Laboratory znajduje się 85-megawatowy reaktor jądrowy, który może wystrzelić miliardy neutronów, więc pozyskanie materiały badawczego nie stanowi żadnego problemu. Trudność polega jednak na tym, jak przekonać neutrony, by przenikły do wszechświata lustrzanego – i jak udowodnić, że tak faktycznie się stało.
Lustrzany wszechświat tuż za ścianą
Mimo iż przeprowadzenie eksperymentu zajmie zaledwie jeden dzień, to zebranie danych i wyeliminowanie wszystkich możliwych źródeł błędu potrwa znacznie dłużej. Zespół Broussard szuka wszelkich charakterystycznych neutronów, którym udało się przejść do wszechświata lustrzanego, a następnie wrócić.
– Nie powinniśmy byli w stanie dostrzec neutronów poza ścianą, zgodnie z konwencjonalnymi prawami fizyki. Ale niektóre z tych cząstek pojawiają się, a to znaczy, że konwencjonalna fizyka jest błędna, a wszechświat lustrzany faktycznie istnieje – powiedziała Broussard.
Klaus Kirch z Paul Scherrer Institute w Zurychu pracuje nad ulepszeniem eksperymentu Broussard. Jego plan zakłada schwytanie wolno poruszających się neutronów, uderzeniu ich polem magnetycznym i policzenie, czy są one nadal na swoich miejscach. Jeżeli któreś z neutronów przenikną do wszechświata lustrzanego, znikną z aparatury.
Czytaj też: Jedna liczba pokazuje nieprawidłowość w naszym rozumieniu Wszechświata
Lustrzany wszechświat – są światy inne
Pomimo swojej niezwykłej prostoty, ani Broussard, ani Kirchowi nie udało się jeszcze wykryć lustrzanej materii. To może być kwestia kilku cząstek subatomowych w gąszczu miliardów z nich. Jednym z objawów lustrzanego wszechświata może być… ciemna materia, czyli rodzaj egzotycznej materii, która nie wchodzi w interakcje z naszym światem. To dopiero wierzchołek góry lodowej, a nieskończone liczby drzwi do wszechświatów dopiero czekają, by je odkryć, nie mówiąc nawet o ich otwarciu.
Czytaj też: Wczesna ciemna energia może wyjaśnić rozszerzanie Wszechświata
