Почему существует Вселенная: есть научная причина
Почему существует мир? Почему мы видим звезды, чувствуем тепло Солнца, дышим воздухом – вместо того, чтобы царила пустота? Этот вопрос веками задавали себе философы, поэты и мыслители, но ответить на него смогла лишь современная наука. Вселенная, говорят ученые, держится на крошечной случайности – незначительном, но роковом превосходстве материи над антиматерией.
Именно эта микроскопическая асимметрия в первые мгновения после Большого взрыва решила, что будет свет, звезды и жизнь, а не только бесконечное ничто. И в этом – самый большой парадокс и самое большое чудо нашего существования. Детали рассказало издание LiveScience.
Материя и антиматерия
Все известные нам вещи состоят из материи – электронов, протонов и нейтронов. Им противостоит антиматерия, которая имеет те же свойства, но противоположный электрический заряд. Когда частицы материи и антиматерии сталкиваются, они мгновенно уничтожают друг друга, излучая энергию в виде гамма-лучей.
По теории, во время Большого взрыва обе формы вещества возникли в равных количествах. Но современная Вселенная практически полностью состоит из материи, а антиматерия осталась чрезвычайно редкой. Это одна из самых больших загадок космологии.
Предсказание Дирака
Антиматерию почти сто лет назад предсказал английский физик Пол Дирак, и с 1930-х годов ее существование подтверждено экспериментально. Сегодня ученые могут создавать ее в коллайдерах, например на Большом адронном коллайдере. Но остается нерешенным вопрос: почему во Вселенной преобладает материя?
Физик Паскуале Ди Бари из Университета Саутгемптона объясняет: если бы количество материи и антиматерии было действительно одинаковым, все, что мы видим, давно бы исчезло во вспышках аннигиляции. Итак, сразу после Большого взрыва должно было произойти очень небольшое нарушение симметрии, которое и определило судьбу Вселенной.
Асимметрия, которая спасла мир
"Мы считаем, что Вселенная началась с равного количества материи и антиматерии, но очень быстро преимущество получила материя", – отметила Тара Ширз, физик из Ливерпуля. Для этого нужна была "очень небольшая разница в поведении материи и антиматерии". Именно она позволила нашему миру выжить.
Но что это за разница? Она не предусмотрена и до сих пор не объяснена. Это известная проблема асимметрии материи и антиматерии, над решением которой работают физики всего мира.
Космические остатки
Ди Бари подсчитал, что в начале материи и антиматерии могло быть в миллиарды раз больше, чем теперь. После массовой аннигиляции осталась лишь небольшая доля – именно из нее состоят звезды, планеты и мы с вами. "Мы созданы из космических остатков", – образно пояснил ученый.
Эту проблему пытался объяснить советский физик Андрей Сахаров. В 1967 году он выдвинул идею, что частицы материи и антиматерии не являются абсолютно симметричными: они могут по-разному реагировать на фундаментальные силы. Это явление известно как нарушение C и CP-симметрии. Общие принципы известны, но детали остаются загадкой.
"Есть много возможных объяснений, но главная задача науки – экспериментально отличить их друг от друга", – объяснил Раймонд Волкас из Мельбурнского университета.
Таким образом, мы существуем благодаря крошечному нарушению равновесия во Вселенной. Почему именно материя, а не антиматерия, получила преимущество – один из главных вопросов современной физики. Но факт остается фактом: все, что мы видим вокруг, – это следствие той крошечной космической неравенства, которая когда-то спасла мир от небытия.
Ранее OBOZ.UA рассказывал, что ученые обнаружили признаки трехмерности времени.
Подписывайтесь на каналы OBOZ.UA в Telegram и Viber, чтобы быть в курсе последних событий.