Forestill deg en verden nesten som din egen.
Alt fra galakser og stjerner til mennesker og dyr, men med en viktig forskjell – alt sammen er speilvendt. Jorda beveger seg motsatt vei rundt sola, hjertet sitter på høyre side av kroppen, og klokker tikker av sted i feil retning.
I de siste årene har fysikere over hele verden, som svar på en rekke mystiske resultater fra ulike eksperimenter, utviklet teorien om et speilvendt univers.
Ifølge teorien er nøytroner nøkkelen til å finne veien til denne omvendte verden. Nøytroner – som sammen med protoner og elektroner utgjør atomene – ser ut til å forsvinne i korte øyeblikk. Ifølge de nye teoriene er det fordi nøytronene smetter over i speiluniverset og blir «speilnøytroner».
Og to forskergrupper, en ved Oak Ridge National Laboratory i USA og en ved European Spallation Source i Sverige, er i gang med å teste teorien med nye forsøk. Hvis speilnøytronene kan påvises, mener forskerne at vi kan kommunisere med speiluniverset ved hjelp av nøytroner.
Og hvis nøytroner kan reise mellom de to universene, mener fysikere samtidig at vi har funnet forklaringen på den mystiske mørke materien, som ikke kan observeres med teleskoper, men utgjør opp mot 25 prosent av universets masse.
Nøytroners liv forundrer fysikere
All materie er bygget opp av atomer, med kjerner som består av protoner og nøytroner.
Nøytronene stabiliserer kjernen. Uten nøytroner ville alle atomkjerner, bortsett fra hydrogen, være radioaktive.
Verken stjerner, planeter eller liv ville eksistere.
Kjernekreftene holder protoner og nøytroner sammen i atomkjernen, men utenfor kjernen henfaller nøytronene og blir til et proton, et elektron og en antinøytrino – nøytronene «dør».
Nøytroners levetid tyder på speilunivers
Nøytroner henfaller i flaske
I flaske-eksperimentet måler forskere antallet nøytroner i en flaskelignende beholder, mens antallet stadig faller.
Målinger gir gjennomsnitt
Ut fra en rekke målinger regner forskerne ut en gjennomsnittlig levetid for nøytronene.
Nøytroner henfaller i rør
I et annet eksperiment blir nøytronene sendt gjennom et rør og henfaller her til protoner.
Protoner avslører levetid
Antallet protoner viser hvor mange nøytroner som har henfalt. Dermed regner forskerne ut nøytronenes levetid.
Fysikere har lenge prøvd å finne nøytroners levetid. De har brukt to ulike metoder.
Den ene kalles flaskemetoden: Fysikere samler nøytroner i en flaskelignende beholder.
Deretter måler de hvor mange nøytroner det er igjen i flasken med jevne mellomrom. Ut fra en rekke målinger kan de regne ut en gjennomsnittlig levetid for nøytronene.
Den andre teknikken kalles strålemetoden: Forskere sender en stråle av nøytroner gjennom et rør og måler hvor mange protoner som dannes på vei gjennom røret, og dermed hvor mange nøytroner som henfaller.
Siden forskerne kjenner lengden på røret og hastigheten til nøytronene, kan de finne det presise tidspunktet der nøytronene henfaller.
De to metodene burde gi samme levetid, for fysikken bak nøytronnedbrytinger er den samme uavhengig av målemetoden.
Likevel får fysikerne, etter mange forsøk gjentatt mange steder, ulike resultater. Med flaskemetoden blir levetiden 14 minutter og 39 sekunder – med strålemetoden 14 minutter og 48 sekunder.
Ni sekunder er nok til at fysikere i hele verden tar avviket veldig alvorlig.
Det er bare om lag en milliondel prosents sannsynlighet for å få et så stort avvik ved en tilfeldighet.
Nøytroner reiser mellom to universer
Nøytroner reiser mellom universet vårt og et speilunivers. Ifølge teorien ble begge skapt av big bang. Speiluniverset inneholder speilgalakser med speilstjerner og speilplaneter, der det kan være liv.
Big bang skaper to universer
Big bang skaper alt som senere blir til både universet vårt og et speilunivers. Stjerner og planeter kan dermed også eksistere i det speilvendte universet, og på noen av disse planetene har det kanskje oppstått liv som kan kontaktes ved hjelp av nøytroner.
Nøytroner bor i begge univers
Ifølge teorien om speilverdenen kan nøytroner reise mellom de to universene. Et nøytron i universet vårt kan bli en del av speiluniverset som en slags «speilnøytron», som vi ikke kan se, men som likevel kan påvirke universet vårt. Fysikerne tester teorien ved å gjennomføre forsøk der nøytroner skal forsvinne inn i speiluniverset i et kort øyeblikk.
Tyngdekraft kan være universets mørke materie
Når fysikerne måler galakser i universet vårt, kan de måle tyngdekraft av masse som ikke kan observeres med teleskoper. Dette kaller de for mørk materie. Hvis teorien om speiluniverset er korrekt, kan den mørke materien være «speilnøytroner» i speiluniverset, som påvirker universet vårt med tyngdekraften.
Speilteorien blir født
Noen fysikere mener at de avvikende målingene av nøytroners levetid må forklares med en ny type fysikk.
Teorien er at nøytroner ikke alltid henfaller og blir til protoner, elektroner og antinøytrinoer.
I stedet forsvinner de inn i en speiling av universet vårt, som er usynlig for oss, men eksisterer side om side med vårt eget univers.
Her blir nøytronene til «speilnøytroner». Det fenomenet kan forklare at nøytroner lever lenger når de måles med strålemetoden.
I stråleforsøket bruker forskerne lengden på røret og hastigheten til nøytronene til å beregne hvor mange nøytroner det bør være i røret.
Antallet protoner som kommer ut, viser hvor mange nøytroner som henfaller.
Den mest sannsynlige henfallstiden er det tidspunktet da forskjellen på antall nøytroner og antall protoner er minst.
Men forsvinner nøytroner underveis, blir forskjellen på de to større, og derfor går det lengre tid før målingene viser tidspunktet med flest nedbrytinger.
Hvis teorien viser seg å holde stikk, vil vi samtidig være ett skritt nærmere en løsning på en av fysikkens største gåter: Hva er mørk materie?
Mørk materie er fysikernes navn for partikler vi ikke kan se, men som forskerne vet eksisterer fordi de kan måle at de påvirker universet vårt.
Når astronomer måler lys som galaksene sender ut, stemmer det ikke med utregninger av massene.
Ifølge lysmålingene burde galaksene være tyngre for å bevege seg som de gjør. Den ekstra massen som får ligningen til å gå opp, er mørk materie.
Hvis nøytroner kan smette over i speiluniverset og bli til speilinger av seg selv, kan de godt være den mørke materien.
Mørk materie burde da bestå av nøytroner som reiser mellom vårt univers og speiluniverset og påvirker begge steder med tyngdekraften sin.
Leah Broussard haluaa osoittaa peiliuniversumin teorian todeksi kokeella, jossa neutronit käyvät peiliuniversumissa seinän läpi.
Eksperimenter skal se bak speilet
For at teorien om det speilvendte universet skal bli akseptert, må den testes, og det arbeidet har to forskergrupper gått i gang med.
Ved Oak Ridge National Laboratory i USA vil fysikere skyte nøytroner mot en mur som de ikke burde kunne slippe forbi.
Hvis noen nøytroner likevel fanges opp av en detektor på den andre siden, kan det være de har tatt en svipptur til det speilvendte universet.
Bare nøytroner som rekker å bevege seg fram og tilbake mens de passerer muren, vil bli målt i detektoren.
Forskerne vil bruke et magnetfelt for å påvirke nøytronene og se om man også kan styre hvor mange som slipper igjennom.
Ved European Spallation Source i Sverige vil fysikere måle om nøytroner kan bli til antinøytroner.
Det er normalt ikke mulig å danne antinøytroner ut fra bare nøytroner.
Antinøytroner er bare skapt etter kollisjoner av andre partikler, for eksempel protoner og antiprotoner.
Men hvis speiluniverset finnes, kan nøytronene kanskje smette over i speiluniverset og komme tilbake i form av antinøytroner.
Big bang dannet to universer
Speiluniverset er dannet i samme big bang som oss og har, parallelt med vår verden, utvidet seg og dannet atomer og galakser med stjerner og planeter.
Derfor eksisterer liv sannsynligvis også i speilverdenen.
Noen forskere mener at vi kan kommunisere med speiluniverset ved å sende beskjeder kodet i nøytroner som intelligent liv på den andre siden kan besvare ved hjelp av speilnøytroner.
Andre forskere har større planer og vil bygge en reaktor som utvinner energi av antinøytroner fra speiluniverset.
Energien fra en slik reaktor vil være 1000 ganger kraftigere enn en like stor atomreaktor, så speiluniverset kan kanskje gi oss all den energien vi noensinne vil trenge.