Sejak akhir abad ke-20, para astronom telah menyadari data yang menunjukkan bahwa alam semesta tidak hanya berkembang, tetapi juga berkembang dengan kecepatan yang semakin cepat. Menurut model yang diterima saat ini, ekspansi yang dipercepat ini disebabkan oleh energi gelap, gaya tolak misterius yang membentuk sekitar 73% dari kepadatan energi alam semesta. Sekarang, sebuah studi baru mengungkapkan teori alternatif: bahwa perluasan alam semesta sebenarnya disebabkan oleh hubungan antara materi dan antimateri. Menurut penelitian ini, materi dan antimateri secara gravitasi saling tolak dan menciptakan semacam "antigravitasi" yang bisa menghilangkan kebutuhan akan energi gelap di alam semesta.
Massimo Villata, seorang ilmuwan dari Observatory of Turin di Italia, memulai penelitian dengan dua asumsi utama. Pertama, ia berpendapat bahwa materi dan antimateri memiliki massa dan kepadatan energi positif. Secara tradisional, pengaruh gravitasi suatu partikel ditentukan semata-mata oleh massanya. Nilai massa positif menunjukkan bahwa partikel akan menarik partikel lain secara gravitasi. Di bawah asumsi Villata, ini berlaku untuk anti partikel juga. Jadi di bawah pengaruh gravitasi, partikel menarik partikel lain dan antipartikel menarik antipartikel lainnya. Tapi kekuatan macam apa yang terjadi antara partikel dan anti partikel?
Untuk menyelesaikan pertanyaan ini, Villata perlu melembagakan asumsi kedua - bahwa relativitas umum adalah invarian CPT. Ini berarti bahwa undang-undang yang mengatur partikel materi biasa dalam bidang biasa dalam ruangwaktu dapat diterapkan dengan sama baiknya pada skenario di mana muatan (muatan listrik dan bilangan kuantum internal), paritas (koordinat spasial), dan waktu dibalik, seperti halnya untuk antimateri . Ketika Anda membalikkan persamaan relativitas umum yang bertanggung jawab, paritas dan waktu untuk antara partikel atau bidang yang dilalui partikel, hasilnya adalah a perubahan tanda dalam istilah gravitasi, menjadikannya negatif, bukan positif dan menyiratkan apa yang disebut antigravitasi di antara keduanya.
Villata mengutip contoh aneh dari sebuah apel yang jatuh di kepala Isaac Newton. Jika anti-apel jatuh pada anti-Bumi, keduanya akan menarik dan anti-apel akan mengenai anti-Newton di kepala; namun, anti-apel tidak dapat “jatuh” di Bumi tua biasa, yang terbuat dari materi lama biasa. Sebaliknya, anti-apel akan terbang menjauh dari Bumi karena perubahan gravitasi. Dengan kata lain, jika relativitas umum, pada kenyataannya, CPT invarian, antigravitasi akan menyebabkan partikel dan antipartikel saling tolak. Dalam skala yang jauh lebih besar, Villata mengklaim bahwa alam semesta mengembang karena tolakan kuat antara materi dan antimateri.
Bagaimana dengan fakta bahwa materi dan antimateri diketahui saling memusnahkan? Villata menyelesaikan paradoks ini dengan menempatkan antimateri jauh dari materi, dalam kekosongan besar di antara kluster galaksi. Rongga ini diyakini berasal dari fluktuasi negatif kecil di bidang kepadatan primordial dan tampaknya memiliki semacam antigravitasi, mengusir semua materi dari mereka. Tentu saja, alasan para astronom tidak benar-benar mengamati antimateri dalam kekosongan masih ada di udara. Dalam kata-kata Villata, "Ada lebih dari satu kemungkinan jawaban, yang akan diselidiki di tempat lain." Penelitian ini muncul dalam edisi Europhysics Letters bulan ini.
