Добавь сайт в закладки нажми CTRL+D
Принято полагать, что в момент появления Вселенной связан с Большим взрывом и специфическим поведением пространства, из которого, если сильно утрировать, «повалила» материя. Вместе с материей появилась и антиматерия. Если даже опустить саму сложность концепции появления Вселенной таким образом и закрыть глаза на некоторые несоответствия, то остаётся и ещё один невероятно интересный вопрос.
Материя появилась вместе с антиматерией. И, если верить стандартному подходу, то их было равное количество. Они должны были аннигилировать, но, тем не менее, во Вселенной материя есть. Как так могло произойти?
Если доверять теориям, то в нашей Вселенной на ранних этапах действительно было примерно равное количество материи и антиматерии.
Некоторые случайные квантовые флуктуации, вызывающие спонтанное появление и исчезновение частиц и античастиц по идее стали причиной появления и материи, и антиматерии. Но что-то породило небольшой дисбаланс между материей и антиматерией, который привел к инфляции Вселенной.
К сожалению, мы в очередной раз сталкиваемся со своего рода парадоксом. Или представления о Большом взрыве ошибочны, или механизм формирования материи иной. Кстати относительно стандартной концепции я уже писал, что недавние наблюдения посредством Хаббла показали отсутствие ожидаемой картины ранней Вселенной. Как минимум, это может означать, что механизм не совсем такой. Но в физике есть некоторые соображения насчёт нарушения равновесия между материей и антиматерией. Существует концепция нарушения симметрии и она видится довольно-таки проработанной.
Нарушение зарядовой четности или CP-нарушение — это подход в физике элементарных частиц, который пытается объяснить дисбаланс между материей и антиматерией во Вселенной. CP-симметрия предполагает, что законы физики должны в равной степени применяться к частицам и античастицам.
Однако в 1960-х годах мы наблюдали, что некоторые субатомные частицы распадаются способами, нарушающими CP-симметрию. В частности, каоны и B-мезоны. Оба они являются нестабильными частицами, состоящими из кварков и антикварков.
Поскольку они нестабильны, ожидается, что они распадутся на более мелкие и более стабильные кварки и антикварки с равной вероятностью, если строго следовать CP-симметрии. Вот только в экспериментах физики наблюдали, что каоны и B-мезоны распадаются на частицы материи немного чаще, чем на частицы антиматерии.
Это означает, что если бы вы наблюдали за огромным количеством распадающихся каонов, вы бы обнаружили дисбаланс в виде появления большего количества частиц, чем античастиц. Проще говоря, «зеркало» поведения материи-антиматерии, похоже, не отражает идеально, что указывает на асимметрию
Если это правда, то почему этот вопрос все еще остается открытым и мы часто слышим, что это базовая проблема в понимании?
Проблема в том, что этот дисбаланс не объясняет количество материи, которое мы видим во Вселенной. Гипотезы, обозначенные выше, предполагают ничтожное количество вещества. Во Вселенной же произошло этакое ощутимое нарушение равновесия. Оно не объяснимо теми количествами, что мы наблюдаем.
Теории предполагают, что на ранних стадиях Большого взрыва условия могли быть настолько экстремальными, что нарушение CP-симметрии могло произойти в гораздо больших масштабах, чем наблюдается сегодня.
Это более сильное нарушение CP-симметрии могло привести к избытку материи над антиматерией. Примерно 1 дополнительная частица материи на каждый миллиард пар материя-антиматерия. Но это уже, скажем так, не совсем проработанная часть вопроса.