Na czym polega problem
Każda cząstka ma odpowiednik o przeciwnym ładunku. Gdy para się spotyka, znika, zamieniając się w promieniowanie. W gorącym młodym Wszechświecie takie pary nieustannie powstawały i znikały, a zgodnie z symetrycznymi prawami bilans powinien wyjść na zero.
- Powstają pary
- Pary się unicestwiają
- Powinno pozostać promieniowanie
- Ale pozostała materia
Skalę nierównowagi szacuje się tak: na każdy miliard par, które unicestwiły się nawzajem, przypadała mniej więcej jedna dodatkowa cząstka materii. Wszystko, co widzimy wokół, w tym gwiazdy i my sami, jest pozostałością po tej niewielkiej nadwyżce.
Co musiałoby się wydarzyć
Warunki, w których mogłaby powstać nierównowaga, sformułowano już dawno. Prawa natury musiałyby zachowywać się nieco inaczej wobec materii i antymaterii, musiałyby istnieć procesy zmieniające ich ilość, a wszystko to musiałoby zachodzić poza równowagą.
Pierwszy warunek jest częściowo spełniony: w doświadczeniach z niektórymi cząstkami rzeczywiście widać niewielką różnicę w zachowaniu. Problem w tym, że odkryta różnica zdecydowanie nie wystarcza: jest miliony razy mniejsza od tej, która byłaby potrzebna do wyjaśnienia obserwowanej nierównowagi.
Asymetrię zmierzono wiarygodnie, ale jej przyczyna wciąż jest nieznana
Stąd ten wniosek. Sam fakt, że materia pozostała, nie budzi wątpliwości: jesteśmy z niej zbudowani. Brakuje jednak wyjaśnienia, a to jeden z głównych nierozwiązanych problemów fizyki.
Gdzie szukają
Naukowcy sprawdzają kilka możliwości: szukają większych różnic w zachowaniu cząstek i antycząstek, badają neutrina, które mogą zachowywać się nietypowo, oraz poszukują nowych ciężkich cząstek, rozpadających się w młodym Wszechświecie z przewagą materii.
Sprawdzają też całkiem proste założenie: a może antymateria gdzieś istnieje, tylko w innych obszarach? Na razie nic tego nie potwierdza: na granicach takich obszarów powstawałoby intensywne promieniowanie w wyniku anihilacji, a nie jest ono obserwowane.
Doczytaj w aplikacji Miqo
Jeszcze 1 minuta, a na końcu quiz. Znajdziesz go w dziale „Kosmos → Początek Wszechświata”
Skieruj tu aparat telefonu, a otworzy się App Store lub Google Play.
Źródła
- Warunki konieczne do powstania przewagi materii sformułował Andriej Sacharow w 1967 roku. Obserwowane naruszenie symetrii w znanych procesach nie wystarcza do wyjaśnienia asymetrii