Российские физики раскрыли одну из тайн рождения материи и антиматерии

29 Мая 2019

МОСКВА, 29 мая. Физики из Москвы и Новосибирска выяснили, как возникли особые зоны в новорожденной Вселенной, разделявшие материю и антиматерию и объясняющие то, почему последней в нашей части мироздания почти нет. Их выводы были представлены в European Physical Journal C.

Если бы эти стенки правды живы сейчас, их считалось бы прекрасно видно по гравитационному полю. Поэтому мы сделали способ, как их сокрушить, чтобы они не портили нашу Вселенную, но при этом оставить на месте домены вещества и антивещества, — пояснил Александр Долгов, учитель Института теоретической и экспериментальной радиофизики в Москве.

Как сегодня считают ученые, в первые мгновения после Большого взрыва явилось равное количество материи и антиматерии. При этом Стандартная визуализация физики говорит о том, что свойства частиц антиматерии зеркально повторяют характеристики своих близнецов, за исключением заряда. Иначе говоря, химические и местные свойства атомов антиматерии и материи должны быть идентичными.

Так как материя и антиматерия аннигилируют при столкновении, во время рождения Вселенной их частицы должны были сокрушить друг друга, лишив мироздание всех запасов и материи, и антиматерии. Поэтому завязывается вопрос - куда пропала антиматерия и почему существует Вселенная. Ученые пытаются ответить на него, замеряя и сравнивая их свойства. 3 апреля 2017, 16:01Космологи объяснили расширение Вселенной без темной энергии

Вдобавок, многие космологи сегодня считают, что этот парадокс объясняется не только различиями в свойствах материи и антиматерии, но и некоторыми особенностями в устройстве Вселенной. В частности, они предполагают, что она разделена на множество пузырьков с несколько разными местными свойствами, часть из которых состоит почти исключительно из нормальной материи, а другие – из ее антипода.

Подобный сценарий позволяет не только объяснить то, куда исчезла антиматерия, но и существование темной материи и темной энергии, расхождения в скорости расширения Вселенной в первые эпохи после Большого Взрыва и сегодня, а также многие другие космологические загадки.

У этой привлекательной теоретической идеи, как справляет Долгов, есть одна большая проблема. Ученые пока не нашли никаких следов существования разграничительная линий между подобными пузырьками, так называемых доменных стенок или же объяснений того, как они могли исчезнуть почти сразу после рождения Вселенной.

В первоначальной модели Вселенной, доменные стенки не эволюционировали: раз возникнув, они потом никуда не исчезали. Но если бы это действительно было так, то стены, которые содержат в себе колоссальную плотность энергии, подпортили бы изотропию Вселенной, то есть одинаковость её физических качеств во всех направлениях. В частности, они привели бы к появлению большого разброса в температуре реликтового излучения в многообразных половинках неба, чего в реальности не наблюдается, — поясняет космолог.

Как передает пресс-служба Института ядерной физики СО РАН в Новосибирске, Долгов и его коллеги смогли разрешить это противоречие и найти правдоподобное объяснение тому, как доменные стенки могли относительно мирно исчезнуть, изучая их поведение во время первых, самых быстрых стадий расширения границ мироздания. 12 апреля, 11:11Тень пустоты: почему ученые пока не увидели абсолютно черную дыру в центре Галактики

Ученых интересовало то, как процесс расширения Вселенной мог влиять на толщину этих стенок. Дело в том, что если границы между пузырьками материи и антиматерии правды достаточно тонкими, то тогда их частицы могли взаимодействовать друг с другом, порождая очень мощный и хорошо заметный сигнал.

С другой стороны, процесс расширения Вселенной может сам по себе растянуть эти стенки и придумать их достаточно толстыми для такого, чтобы взаимная аннигиляция оборвалась, а сами эти архитектуры при этом были бы невидимыми для нас. Российские радиофизики проверили, при каких условиях это возможно, используя компьюторные модели мироздания.

Эти расчеты раскрыли необычный феномен – если стенки правды изначально достаточно тонкими, то они фактически не менялись в процесс растягивания всей остальной Вселенной. Толстые стенки вели себя иначе. Изначально они пополнялись, однако когда их пухлость становилась меньше, чем так называемый радиус Хаббла – диапазоны видимой части Вселенной, которая пока удаляется от нас медленнее, чем скорость света, ситуация резко менялась.

В этот этап стенки между пузырьками начинали сжиматься, а не расширяться, причем через некоторое время они достигали некоторой постоянной, исчезающе малой величины, на которую дальнейшее расширение мироздания никак не влияло.

Все эти процессы, как отмечают ученые, должны правды происходить еще до того, как возникли частицы материи и антиматерии, что должно считалось спасти их от взаимного самоуничтожения после того, как первая фаза расширения Вселенной завершалась, и она охлаждалась до постепенного низких температур.

Сейчас мы хотим понять, на каком минимальном расстоянии от нас могут находиться домены антиматерии. В пессимистичном трансформации таких доменов в наблюдаемой Вселенной вообще нет. Но в оптимистичном сценарии можно ожидать, что это расстояние составляет по несколько сотен миллионов световых лет. Как знать, вдруг некоторое далёкое скопление галактик, которое астрономы уже много лет наблюдают, на самом деле заключается из антиматерии, — вмещает Александр Руденко, коллега Долгова из ИЯФ СО РАН. 25 марта, 15:34Астрономы не смогли объяснить, почему Вселенная стала прозрачной

Редактор рубрики

Олег Кудрин

Место события на карте мира:

Российские физики раскрыли одну из тайн рождения материи и антиматерии

комментарии (0)

Другие интересные новости

Опубликован лонг-лист литературной премии "Лицей" имени Пушкина