Seperti gunung yang menjulang di atas danau yang tenang, tampaknya alam semesta pernah memiliki citra cermin yang sempurna. Itulah kesimpulan yang dicapai tim ilmuwan Kanada setelah mengekstrapolasi hukum alam semesta sebelum dan sesudah Big Bang.
Fisikawan memiliki gagasan yang cukup bagus tentang struktur alam semesta hanya beberapa detik setelah Big Bang, bergerak maju hingga hari ini. Dalam banyak hal, fisika fundamental kemudian bekerja seperti sekarang. Tetapi para ahli telah berdebat selama beberapa dekade tentang apa yang terjadi pada momen pertama itu - ketika setitik kecil materi yang tak terbatas padat meluas ke luar - sering kali menganggap bahwa fisika dasar entah bagaimana diubah.
Peneliti Latham Boyle, Kieran Finn dan Neil Turok di Institut Perimeter untuk Fisika Teoritis di Waterloo, Ontario, telah mengubah gagasan ini dengan menganggap bahwa alam semesta selalu simetris dan sederhana secara fundamental, kemudian secara matematis mengekstrapolasi ke dalam momen pertama setelah Big Bang
Itu membuat mereka mengusulkan alam semesta sebelumnya yang merupakan bayangan cermin dari dunia kita saat ini, kecuali dengan semuanya terbalik. Waktu berjalan mundur dan partikel adalah antipartikel. Ini bukan pertama kalinya fisikawan membayangkan alam semesta lain sebelum Big Bang, tetapi mereka selalu dipandang sebagai alam semesta yang terpisah seperti halnya alam semesta kita sendiri.
"Alih-alih mengatakan ada alam semesta yang berbeda sebelum letusan," Turok mengatakan pada Live Science, "kami mengatakan bahwa alam semesta sebelum letusan sebenarnya, dalam beberapa hal, gambar alam semesta setelah letusan."
"Ini seperti alam semesta kita hari ini tercermin melalui Big Bang. Periode sebelum alam semesta benar-benar refleksi melalui ledakan itu," kata Boyle.
Bayangkan memecahkan telur di alam semesta yang anti ini. Pertama, itu akan dibuat seluruhnya dari antiproton bermuatan negatif dan anti-elektron bermuatan positif. Kedua, dari sudut pandang kami dalam waktu, tampaknya akan berubah dari genangan kuning telur menjadi telur yang pecah menjadi telur yang tidak pecah menjadi bagian dalam ayam. Demikian pula, alam semesta akan berubah dari meledak ke luar ke singularitas Big Bang dan kemudian meledak ke alam semesta kita.
Namun dilihat dengan cara lain, kedua alam semesta diciptakan pada Big Bang dan meledak bersamaan mundur dan maju dalam waktu. Dikotomi ini memungkinkan untuk beberapa penjelasan kreatif untuk masalah yang telah membingungkan fisikawan selama bertahun-tahun. Untuk satu, itu akan membuat kedua pertama dari alam semesta cukup sederhana, menghilangkan perlunya multiverse dan dimensi aneh yang telah digunakan para ahli selama tiga dekade untuk menjelaskan beberapa aspek lengket fisika kuantum dan Model Standar, yang menggambarkan kebun binatang partikel subatom yang membentuk alam semesta kita.
"Para ahli teori menemukan teori-teori besar yang bersatu, yang memiliki ratusan partikel baru, yang belum pernah diamati - supersimetri, teori string dengan dimensi ekstra, teori multiverse. Orang-orang pada dasarnya terus menciptakan barang. Tidak ada bukti pengamatan yang muncul untuk semua itu, "Kata Turok.
Demikian pula, teori ini akan menawarkan penjelasan yang lebih sederhana untuk materi gelap, kata Boyle.
"Tiba-tiba, ketika Anda mengambil tampilan ruang / waktu yang simetris dan luas ini," kata Boyle kepada Live Science, "salah satu partikel yang sudah kita pikirkan ada - salah satu yang disebut neutrino tangan kanan - menjadi gelap sangat rapi - kandidat yang penting. Dan Anda tidak perlu meminta partikel lain yang lebih spekulatif. " (Boyle mengacu pada neutrino steril teoretis, yang akan melewati materi biasa tanpa berinteraksi sama sekali.)
Para ilmuwan mengatakan teori baru ini tumbuh dari ketidakpuasan terhadap add-ons aneh yang diajukan oleh fisikawan dalam beberapa tahun terakhir. Turok sendiri membantu mengembangkan penjelasan seperti itu tetapi merasakan keinginan yang dalam untuk penjelasan yang lebih sederhana tentang alam semesta dan Big Bang. Mereka juga mengatakan teori baru ini bermanfaat untuk diuji. Yang akan sangat penting dalam memenangkan keraguan.
"Jika seseorang dapat menemukan versi yang lebih sederhana dari sejarah alam semesta daripada yang ada, maka itu adalah langkah maju. Itu tidak berarti itu benar, tetapi itu berarti layak untuk dilihat," kata Sean Carroll, seorang kosmolog di California Institute of Technology yang dikutip dalam makalah tetapi tidak terlibat dalam penelitian. Dia menunjukkan bahwa kandidat favorit untuk dark matter - partikel besar yang berinteraksi lemah, atau WIMP - belum ditemukan dan mungkin sudah waktunya untuk mempertimbangkan opsi lain, termasuk kemungkinan neutrino tangan kanan yang disebutkan Boyle. Tapi, katanya, dia masih jauh dari dibujuk dan menyebut koran itu "spekulatif."
Tim Kanada memahami hal ini dan mereka akan menggunakan model untuk mengusulkan elemen yang terukur dan dapat diuji untuk melihat apakah mereka benar, kata mereka. Sebagai contoh, model mereka memprediksi neutrino paling ringan harus benar-benar tanpa massa sama sekali. Jika mereka benar, itu mungkin membentuk kembali bagaimana kita melihat alam semesta.
"Ini sangat dramatis. Ini benar-benar bertentangan dengan cara fisika berjalan selama 30 tahun terakhir, termasuk oleh kita," kata Turok. "Kami benar-benar bertanya pada diri sendiri, tidak bisakah ada sesuatu yang lebih sederhana terjadi?"
