Kde je všetka antihmota?
Ak Vesmír vznikol samočinne, malo by v ňom existovať rovnaké množstvo antihmoty, ako je hmoty. Prečo? Hmotu sme schopní vytvárať aj v laboratórnych podmienkach na urýchľovačoch vzájomnými zrážkami častíc. Ak majú dve častice letiace proti sebe (napr. elektróny) dostatočnú pohybovú energiu, môžu vznikať ďalšie elektróny. Spolu s nimi ale vždy vzniká aj rovnaký počet anti-elektrónov (tzv. pozitrónov). Keď sa neskôr pozitrón stretne s elektrónom, anihilujú (zaniknú) a opäť sa premenia na energiu, na 2 fotóny gama žiarenia s presne danou vlnovou dĺžkou (energou). Pri týchto "transakciách" premeny energie na hmotu a opačne, platí známa Einsteinova rovnica E = m . c2. Ak Vesmír vznikol spontánne, mali by sme v ňom pozorovať rovnaké množstvo antihmoty ako je hmoty. Dochádzalo by tak k častým vzájomným zrážkam, k anihilácii, čo by sme na Zemi pozorovali vo forme gamafotónov známej energie. Lenže nič také nedetekujeme (okrem stopového množstva antihmoty, ktorá bežne vzniká pri "materializácii" kozmického žiarenia kolíziami s hmotou). Kde teda všetka antihmota je?
Týmto som sa pred nejakým časom zaoberal. Evoluční kozmológovia problém vysvetľujú porušením tzv. CP symetrie (náboja a parity).
Vymysleli si, že pri podmienkach obrovskej teploty na začiatku Vesmíru (keď boli všetky dnes známe interakcie zjednotené), nastávali prechody medzi kvarkami a leptónmi. (Leptóny = elektrón, mión, tauón, neutrína a ich antičastice). Samozrejme, že takéto prechody nikto nikdy nepozoroval. Ale oni i napriek tomu tvrdia, že prebiehali.
Potom prišli s nápadom, že keby sa dokázalo, že v interakciách môže dochádzať k narušeniu CP symetrie, malo by to vplyv na nesymetriu spomínaných hypotetických prechodov medzi kvarkami a leptónmi, a prevládla by tak hmota nad antihmotou.
Hľadali teda dôkazy o porušení CP symetrie na časticiach. A skutočne, v roku 2004 bola na detektore BABAR pozorovaná pri rozpadoch elementárnej častice B0 a jej antičastice B0´ nesymetria. Rozpad oboch častíc má mnoho možností na čo všetko sa rozpadajú. Z nich však boli sledované iba vzácné rozpady:
B0 → K+ + π−
B0´→ K− + π+
V prípade rovnakých vlastností hmoty a antihmoty by mali obe reakcie prebiehať s rovnakou pravdepodobnosťou a mal by sa objavovať rovnaký počet párov (K+ π−) a (K− π+), ale nebolo tomu tak. V experimente bolo detekovaných 910 rozpadov (K+ π−) (z častice B0), a 695 párov (K− π+) z antičastice B0´. Čiže CP nesymetria bola skutočne dokázaná. Z toho potom usudzujú, že zhruba na jednu miliardu reakcii prechodov medzi kvarkami a leptónmi pri vzniku Vesmíru prebehlo o 1 reakciu naviac smerom k hmote.
Má to však 2 háčiky:
1:
Nikto nikdy nepozoroval prechody medzi kvarkami a leptónmi. Tie sú pre realizáciu tejto asymetrie na prevládnutie hmoty kľúčové.
2:
Kde je všetka tá energia v podobe žiarenia z anihilácie? Ak na jednu miliardu reakcii, v ktorých vznikol rovnaký počet častíc hmoty a antihmoty prevládla 1 častica hmoty a zvyšok teda anihiloval, malo by byť vo vesmíre miliardu krát viac žiarenia, než žiarenia, ktoré by vzniklo premenou súčasnej hmoty na energiu. To je nepredstaviteľné množstvo žiarenia. Kde je? Reliktné žiarenie svojou intenzitou tomu ani zďaleka nezodpovedá. O tomto sa potichu vo vede mlčí.
Spočítajme teda, koľko by to bolo energie:
Hmotnosť pozorovateľného Vesmíru 3×10^52 kg
Rýchlosť svetla vo vákuu 299 792 458 m/s
Platí vzťah E = m.c^2
Čiže:
E = 3×10^52 . 299792458^2
E = cca. 2.7 x 10^69 Joule (Wattsekúnd)
Lenže hmoty+antihmoty bolo vraj o miliardu krát viac, než hmoty ktorá zostala, takže po vynásobení x 10^9 dostávame výsledok:
E = cca. 2.7 x 10^78 Joule (Wattsekúnd)
To je nepredstaviteľné množstvo energie. To by sme sa vo vesmíre už dávno upiekli, keby tu kolovala priestorom takáto energia. Čiže je to samozrejme nezmysel. Žiadna antihmota, ktorá by pri samočinnej tvorbe Vesmíru musela nutne vzniknúť, nikdy neexistovala. Vesmír jednoducho nevznikol procesom generovania párov častica-antičastica, ale Boh stvoril iba hmotu.
