Почему материя выжила в раннем космосе: ответы на главные вопросы
Вопрос о том, почему окружающий мир состоит из твердого вещества, а не растворился в космическом излучении миллиарды лет назад, остается центральной загадкой фундаментальной физики. Новая теоретическая работа предлагает логичное объяснение этому явлению.
В чем заключается парадокс Большого взрыва?
В момент зарождения пространства физические законы должны были породить равное количество обычных частиц и античастиц. При контакте они аннигилируют, превращая свою массу в фотоны. Если бы баланс был идеальным, во Вселенной не осталось бы кирпичиков для образования планет и звезд.
Какое решение предложили ученые?
Физики Ришав Росан и Судипта Шоу сосредоточились на так называемом третьем тяжелом нейтрино. В теоретических построениях механизма качелей его часто не брали в расчет из-за огромной массы. Исследователи доказали, что эта сверхмассивная элементарная частица могла на время стать главной движущей силой космического расширения, создав условия для перевеса материи.
Почему эту частицу не замечали раньше?
В привычных формулах ученым хватало двух типов тяжелых нейтрино для объяснения легкости обычных частиц. Третье казалось слишком тяжелым и инертным, чтобы сыграть практическую роль. Однако математический расчет показал, что по мере остывания Вселенной оно замедлилось и повело себя как холодное вещество, доминировавшее над общим фоном излучения. Другие актуальные материалы по теме читайте в категории наука и открытия.
Как изменились условия зарождения вещества?
Временное преобладание массивного нейтрино снизило расчетную температуру, при которой тау-лептоны достигают теплового баланса, с 500 миллиардов до 70 или 42 миллиардов гигаэлектронвольт. Это позволило материи получить перевес над антиматерией без применения сложных экзотических допущений.
Можно ли доказать эту теорию на практике?
Да, у исследователей есть понятный план проверки. Новая модель предсказывает массу легчайшего нейтрино на уровне от одной триллионной до одной стотриллионной электронвольта. Ее попытаются уточнить земные установки KATRIN и Project 8. Кроме того, характерные искажения в спектре реликтовых гравитационных волн смогут зафиксировать будущие обсерватории LISA, SKA и Einstein Telescope.
