Als eine Kraft, die das Universum zu immer schnellerer Expansion treibt, kann die Antigravitation mit der Dunklen Energie konkurrieren.
Die vor mehreren Jahrzehnten entdeckte beschleunigte Expansion des Universums inspiriert die Suche nach einer Ursache, die der Schwerkraft entgegenwirkt, und führt zu diesem Ergebnis. Das heute am weitesten verbreitete Modell ist die Dunkle-Energie-Hypothese, die bis zu 73 % der gesamten Energie des Universums enth alten soll, obwohl bisher niemand definitiv sagen kann, was diese Dunkle Energie ist – sprich: „Einstein hat sich nicht geirrt.“
Aber neuere Arbeiten italienischer Wissenschaftler sprechen für eine alternative Erklärung. Grund für die Expansion könnte nach dieser Version die Wechselwirkung von Materie mit Antimaterie sein, die sich aufgrund einer Art „Antigravitation“gegenseitig abstoßen, ein Konzept, das uns eher aus der Science-Fiction als aus der Realität bekannt ist. Und doch kamen Massimo Villata und seine Kollegen zu ihr, und so haben sie es gemacht.
Erstens haben Materie- und Antimaterieteilchen eine positive Masse und Energiedichte. Zweitens wird die Teilnahme eines Teilchens an der Gravitationswechselwirkung nur durch seine Masse bestimmt. Dementsprechend werden zwei Teilchen mit positiver Masse angezogen. So ziehen sich Materieteilchen und Antimaterieteilchen gegenseitig an. Aber wie werden ein Materieteilchen und ein Antimaterieteilchen gravitativ wechselwirken? Hier brauchen wir "dritte".
Drittens haben physikalische Gesetze die Eigenschaft der CPT-Symmetrie, d.h. Das heißt, vereinfacht gesagt, funktionieren alle Gleichungen perfekt unter allen Transformationen, bei denen die Vorzeichen von Ladung, Parität und Zeit umgekehrt sind. Dies gilt auch für die Gleichung der Allgemeinen Relativitätstheorie. Ändert man also die Ladung eines Teilchens ins Gegenteil (wie im Falle eines Teilchens und eines Antiteilchens), führt dies nur zu einer Änderung des Vorzeichens seiner Gravitation. Zwischen Teilchen und Antiteilchen wirkt keine Anziehung, sondern Abstoßung.
Italienische Wissenschaftler zeigen eine lustige Illustration mit einem mythischen Apfel, der auf Newtons Kopf fiel. Demnach könnte der Anti-Apfel nicht von der Anti-Erde angezogen werden und auf den Kopf des Anti-Newton fallen – stattdessen würde er einfach in den Weltraum davonfliegen. Wenn die GR-Gleichungen eine CPT-Invarianz aufweisen, müssen Materie und Antimaterie "Antigravitation" aufweisen. Im größten Maßstab manifestiert sich diese Wechselwirkung laut Villata in der Expansion des Universums.
Natürlich mussten die Autoren der Arbeit irgendwie die bekannte Tatsache veranschaulichen, dass trotz aller Berechnungen Materie- und Antimaterieteilchen, die zusammenstoßen, sich vernichten. Dementsprechend sollte im Rahmen unseres Universums, wo kolossale Vernichtungen nicht beobachtet werden und Antiteilchen nur in den Eingeweiden von Beschleunigern zu finden sind, Antimaterie einfach nicht ausreichen, um der gesamten Schwerkraft der Welt entgegenzuwirken. Massimo Villata löst dieses Paradox, indem er Materie und Antimaterie im Weltraum verteilt. Er muss ein Modell des Universums vorschlagen, in dem Antimaterie die riesigen Hohlräume zwischen Galaxienhaufen füllt. Es ist die Abstoßung von Materie, so der Wissenschaftler, die erklärt, warum Hohlräume leer bleiben. Es bleibt zu erklären, warum bisher keine Spuren von Antimaterie in Hohlräumen beobachtet wurden.
