Барио́нная асимметри́я Вселе́нной — наблюдаемое преобладание в видимой части Вселенной вещества над антивеществом. Этот наблюдаемый факт не может быть объяснён в предположении исходной барионной симметрии во время Большого взрыва ни в рамках Стандартной модели, ни в рамках общей теории относительности — двух теорий, являющихся основой современной космологии.
Наряду с пространственной плоскостностью наблюдаемой Вселенной и проблемой горизонта, он представляет собой один из аспектов проблемы начальных значений в космологии.
В статье 1967 года[1] А. Д. Сахаров сформулировал необходимые условия для наличия барионной асимметрии:[2]
Возможные объяснения
Существует несколько гипотез, пытающихся объяснить явление барионной асимметрии, однако ни одна из них не признана научным сообществом достоверно доказанной.
Простейшее объяснение состоит в том, что изначальные условия расширения Вселенной уже были несимметричными, что привело к наблюдаемому преобладанию. Этот вариант, хотя и возможный, не обладает, однако, эстетической привлекательностью и не даёт новых интересных следствий, что приводит физиков к поиску более глубоких причин возникновения асимметрии из изначально симметричного состояния.
Наиболее распространены теории, расширяющие Стандартную модель таким образом, что в некоторых реакциях возможно более сильное нарушение CP-инвариантности по сравнению с её нарушением в Стандартной модели. В этих теориях предполагается, что изначально количество барионной и антибарионной материи было одинаково, однако впоследствии в силу каких-либо причин из-за несимметричности реакций относительно того, какие частицы — вещества или антивещества — в них участвуют, произошло постепенное нарастание количества барионного вещества и уменьшение количества антибарионного. Подобные теории возникают естественным образом в моделях великого объединения.
Другие возможные сценарии возникновения асимметрии привлекают либо макроскопическое разделение областей локализации вещества и антивещества (что представляется маловероятным), либо поглощение антивещества чёрными дырами, способными отделить его от вещества при условии нарушения CP-инвариантности. Последний сценарий требует существования гипотетических тяжёлых частиц, распадающихся с сильным нарушением CP-инвариантности.
В 1970 году была предложена модель взаимодействий между элементарными частицами, в которой барионная асимметрия образуется при температурах, гораздо ниже планковской[3][2].
В 2010 году была выдвинута гипотеза, что барионная асимметрия связана с наличием тёмной материи. Согласно сделанному предположению носителем отрицательного барионного заряда являются частицы тёмной материи, не доступные для непосредственного наблюдения в земных экспериментах, но проявляющиеся через гравитационное взаимодействие на масштабах галактик[4][5].
Является объектом исследования эксперимента LHCb Большого адронного коллайдера[6].
См. также
Примечания
- ↑ А. Д. Сахаров. Нарушение СР-инвариантности, С-асимметрия и барионная асимметрия вселенной (рус.). — Академия Наук СССР, 1967. [1] Архивная копия от 16 июля 2018 на Wayback Machine
- ↑ 1 2 Борис Штерн, Валерий Рубаков Астрофизика. Троицкий вариант. — М., АСТ, 2020. — с. 67-80
- ↑ Сахаров и космология Валерий Рубаков, Борис Штерн «Троицкий вариант» № 10(79), 24 мая 2011 года Последующее развитие (неопр.). Дата обращения: 14 ноября 2015. Архивировано 30 октября 2016 года.
- ↑ Hooman Davoudiasl, David E. Morrissey, Kris Sigurdson, and Sean Tulin. Unified Origin for Baryonic Visible Matter and Antibaryonic Dark Matter (англ.) // Phys. Rev. Lett.. — 2010. — Vol. 105. — P. 211304. Архивировано 3 сентября 2011 года.
- ↑ David Voss. The X factor (англ.) // Physics. — 2010. Архивировано 4 января 2011 года.
- ↑ Where has all the antimatter gone? (неопр.) CERN/LHCb (2008). Дата обращения: 15 июля 2015. Архивировано 4 апреля 2020 года.
Литература
Ссылки
![Перейти к шаблону «External links»](//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/c9/Wikipedia_interwiki_section_gear_icon.svg/14px-Wikipedia_interwiki_section_gear_icon.svg.png) Ссылки на внешние ресурсы |
---|
| |
---|
В библиографических каталогах | |
---|