Explore
Also Available in:

Отсутствие антиматерии бросает вызов теории большого взрыва

Автор: Майкл Оард ()
Перевод: bibleap.com

В соответствии с теорией большого взрыва в момент происхождения вселенной должно было сформироваться одинаковое количество материи и антиматерии.1 Антиматерия является такой же самой как и материя, за исключением того, что каждая частица антиматерии обладает противоположным зарядом, магнитным моментом и тд. Например, античастицей негативно заряженного электрона является позитивно заряженный позитрон. Антиматерия должна быть точной противоположностью материи во всем, даже в массе. Это было недавно подтверждено, когда было показано экспериментально, что протон и антипротон обладают одинаковой массой до одной десятимиллиардной доли.2 Проблема состоит в том, что в настоящее время не было обнаружено ни одной области из антиматерии на расстоянии в 20 мегапарсек от земли. Такое положение вещей подчеркивает давно существующую проблему: почему большой взрыв демонстрирует такой вопиющий фаворитизм в сторону материи.1 Сэмьюэль Тинг, человек, который однажды был ведущим адвокатом поиска антиматерии в космосе, сетует:

«В начале было создано одинаковое количество материи и антиматерии [в момент большого взрыва]. Сейчас похоже на то, что существует только одна материя. Были теоретические спекуляции касательно отсутствия антиматерии, но этому не было никакого экспериментального подтверждения».3

Есть одна спекуляция, касающаяся того, почему не было обнаружено областей из антиматерии, по крайней мере в ближайшей наблюдаемой вселенной, состоит в том, что сразу же после большого взрыва появилась небольшая асимметрия между материей и антиматерией.1 После того, как одинаковое количество материи и антиматерии уничтожили друг друга, эта асимметрия позволила материи распространиться в нашем регионе космоса. Вторая спекуляция состоит в том, что во время предполагаемой инфляции, на ранней стадии большого взрыва, материя и антиматерия распространились в различные «непересекающиеся области».1

Обе спекуляции предполагают, что в космосе будут существовать области полностью состоящие из материи или антиматерии. Недавно, Эндрю Кохен (Andrew Cohen) Алваро Дэ Руджула (Alvaro De Rújula) и Шелдон Глашов (Sheldon Glashow) протестировали, будут ли эти области взаимодействовать между собой, какие сигналы были бы произведены, если бы они взаимодействовали и затем обыскали вселенную в поисках двух таких сигналов.4 Они пришли к выводу, что на границе взаимодействия областей материи и антиматерии было бы невозможно избежать аннигиляции материя-антиматерия. Один из ожидаемых сигналов – это вспышка гамма лучей, которая во много раз превышала бы мощность фоновых гамма лучей. Исследуя вселенную, они не смогли найти никаких вспышек гамма лучей. Астрономы пришли к выводу:

«На общих основаниях, мы пришли к выводу, что симметричная вселенная материя-антиматерия, эмпирически недопустима».5

Таким образом, они пришли к выводу, что не существует областей антиматерии во вселенной. Исключив лазейку, будто существует одна большая область материи и одна большая область антиматерии, наблюдаемая вселенная по всей видимости состоит из материи. Я полагаю, что теоретики могли бы поспорить со сложной методологией, используемой Кохеном, Дэ Руджулой и Глашовым, но многие находятся под впечатлением от проделанного ими анализа. Майкл Саламон, физик из Университета Юты утверждает:

«Проделанная работа в большой степени убедительна и прибавляет мне свежего пессимизма. Это большой удар по целой концепции».3

В заключение, физические законы указывают на то, что во время большого взрыва должно было быть создано равное количество материи и антиматерии. Следовательно, отсутствующая антиматерия должна бросать вызов теории большого взрыва, однако это вывод, который никто из авторов не готов рассматривать.

Ссылки и примечания

  1. Taubes, G., Theorists nix distant antimatter galaxies, Science, 278:226, 1997. Вернуться к тексту.
  2. Hellemans, A., Putting antimatter on the scales, Science, 280:1526, 1998. Вернуться к тексту.
  3. Antia, M., Ready to takeoff, antimatter experiment takes some flak, Science, 280:1339, 1998. Вернуться к тексту.
  4. Cohen, A.G., De Rújula, A., and Glashow, S.L., A matter-antimatter universe? The Astrophysical Journal, 495:539–549, 1998. Вернуться к тексту.
  5. Cohen et al., Ref. 4, p. 539. Вернуться к тексту.