Отсутствие антиматерии бросает вызов теории большого взрыва

Автор: Майкл Оард (анг. Michael Oard)
Источник: creation.com 
Перевод: Владимир Силенок
Редактура: Наталья Агеева, Катерина Савченко

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