Ученые приблизились к пониманию исчезновения антивещества во Вселенной
Ученые из США и Японии предложили проверить теорию исчезновения антиматерии из Вселенной с помощью анализа гравитационных волн, сообщает 15 декабря научный журнал Physical Review Letters.
Ученые написали, что барионная асимметрия Вселенной, при которой обычная материя доминирует над антиматерией, может быть следствием изначальной фрагментации Вселенной на области, заполненные различными типами вещества, которые позже стали недоступны для наблюдений, ушли за «горизонт событий» сразу после периода первоначальной инфляции, раздувания Вселенной.
К результату должен был привести анализ гравитационных волн, в которых должны остаться следы Q-шаров, сгустков большого количества бозонов, устойчивых к разделению меньшие сгустки. Эти меньшие сгустки — самая энергетически выгодная конфигурация для определенного количества частиц.
Отмечается, что причина существования привычного мира (или наблюдаемой части мира) состоит в том, что в первые доли секунды существования Вселенной каким-то образом было произведено чуть больше вещества, чем антивещества.
И эта асимметрия вещества и антивещества была такой маленькой, что только одна дополнительная частица материи создавалась на десять миллиардов пар частиц материи и антиматерии.
Но есть проблема, хоть эта асимметрия и мала, но современные физические теории не в состоянии объяснить, откуда она все-таки появилась.
В основном, говорится о том, что материя и антиматерия должны были возникать в абсолютно равных количествах, однако существование людей, планеты Земля и всего вообще во Вселенной доказывает, что был еще какой-то дополнительный фактор до сих пор неоткрытой физики.
На данный момент множество исследователей разделяют идею о возникновении асимметрии сразу после инфляции, то есть периода ранней Вселенной,.
В этот период происходило быстрое расширение пространства со сверхсветовыми скоростями. И в этот момент какие-то сгустки поля могли оказаться за «горизонтом событий». Тогда можно утверждать, что фрагментация доставшейся человечеству части Вселенной произошла с сохранением именно наблюдаемой асимметрии.
Но проверить эту теорию прямо сложно, даже если использовать самые крупные современные ускорители элементарных частиц, так как задействованная энергия в миллиарды или триллионы раз превышает то, что можно воспроизвести на Земле.
Теперь же исследователи из Японии и США, в том числе Грэм Уайт из японского Физико-математического института имени Кавли и Александр Кусенко из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, предложили другой способ проверить это предложение, используя капли поля, известные как Q-шары.
Ученые предположили, что в какой-то момент расширения Вселенной большая часть ее энергии должна была сосредоточиться в этих сгустках Q-шаров, а когда Q-шары распадались, это происходило так внезапно и быстро, что флуктуации в плазме превращались в сильные звуковые волны, приводившие к большим колебаниям в пространстве и времени, сохранившимся в гравитационных волнах.
И эти волны, для которых Вселенная оставалась прозрачной с начала существования, по утверждению исследователей, до сих пор можно обнаружить.
По расчетам ученых, эти гравитационные волны должны обладать достаточно большой амплитудой и достаточно низкой частотой, чтобы их можно было зарегистрировать обычными детекторами гравитационных волн.
