|
У нашей Вселенной есть злой двойник
|
|
|
|
Стандартная модель физики элементарных частиц сотворила чудеса в бесконечных поисках человечеством понимания Вселенной и нашего места в ней, но она по-прежнему оставляет без ответа несколько довольно серьезных, вопиющих вопросов. И один из этих больших вопросов, пожалуй, самый важный из всех: почему есть что-то, а не ничего?
|
|
|
|
Загадка, лежащая в основе этого вопроса, заключается в асимметрии вещества и антивещества (или барионной асимметрии), которая гласит, что в ранней Вселенной вещество и антивещество должны были образовываться в равных количествах. Поскольку эти частицы аннигилируют друг с другом и преобразуют свою массу в чистую энергию, во Вселенной не должно быть материи. Но, конечно, вы, я и все, что мы ощущаем вокруг, указывают на то, что этого определенно не произошло.
|
|
|
|
Один из способов объяснить этот дисбаланс прост — просто нарушить известные правила. Эти правила известны как сопряжение зарядов (C), преобразование четности (P) и обращение времени вспять (T), или CPT, и они определяют поведение Вселенной во всех местах и в любое время.
|
|
|
|
Ну, почти всегда. Идея заключается в том, что, возможно, в какой-то момент хаоса ранней Вселенной нарушение СРТ могло вызвать дисимметрию в мезонах между веществом и антивеществом, что потенциально приводило к появлению одной дополнительной частицы вещества на миллиард.
|
|
|
|
|
|
|
Теперь в новом исследовании, опубликованном в Европейском физическом журнале C, утверждается, что локальные нарушения CPT могли быть возможны в ранней Вселенной, потому что на самом деле мы не рассматриваем всю картину целиком. Другими словами, Большой взрыв, возможно, создал зеркальную вселенную рядом с нашей собственной — с противоположной пространственной ориентацией и обратными временными координатами, где время фактически течет вспять относительно нашего. Вместе взятые, две вселенные сохраняют CPT-симметрию в целом, но внутри каждой отдельной вселенной эти предположительно неизменные законы, по-видимому, локально нарушаются.
|
|
|
|
“Комбинированная симметрия CPT широко рассматривается как точная, и ее нарушение обязательно указывало бы на то, что физика выходит за рамки стандартной модели (SM) физики элементарных частиц”, - пишут авторы. “Мы предполагаем, что Большой взрыв породил [...] пару вселенных с противоположными ориентациями, и что симметрия CPT, возможно, была локально нарушена на самых ранних этапах космической эволюции”.
|
|
|
|
Авторы утверждают, что это локальное нарушение симметрии создало бы достаточный дисбаланс в инфлатонном поле ранней Вселенной, чтобы вызвать асимметрию вещества и антивещества, которую мы наблюдаем сегодня. (Инфляционное поле - это гипотетическое скалярное квантовое поле, которое, как считается, привело к расширению Вселенной быстрее скорости света в первые мгновения после Большого взрыва). Когда авторы сопоставили цифры с этими полями, они обнаружили, что ожидаемая асимметрия в обеих вселенных составляет примерно одну часть на миллиард — этого достаточно, чтобы создать вселенную, во которой доминирует материя (или антивещество).
|
|
|
|
“Разница в массе между инфлатоном и соответствующим ему антиинфлатонным полем может привести к неодинаковым скоростям образования частиц и античастиц при повторном нагреве”, - пишут авторы. “Модель парной вселенной сохраняет геометрическую целостность пространственно-временных симметрий, обеспечивая при этом естественную обстановку, в которой CPT-симметрия может сохраняться глобально, но нарушаться локально”.
|
|
|
|
Есть ли какой-нибудь способ доказать эту теорию двойной Вселенной? Авторы предполагают, что первичные гравитационные волны (порожденные этим инфляционным периодом) или нейтринная асимметрия могут нести отпечаток этих асимметрий CPT из ранней Вселенной. Эта теория также может иметь значение для понимания других давних космологических загадок, таких как темная материя и темная энергия.
|
|
|
|
Источник
|
