А2. Проблема антивещества

Вселенная состоит из вещества — главным обра­зом из протонов, электронов и нейтронов, — и антиве­щества, т. е. антипротонов и позитронов, имеющих противоположные электрические заряды. Ни теория относительности, ни квантовая механика не дают от­вета, почему при происхождении Вселенной из вакуу­ма возникла такая асимметрия.

Внести ясность в этот парадокс можно с помощью модели «фитонного моря». Согласно существующим космологическим моделям, когда закончилась самая ранняя инфляционная стадия расширения Вселенной, ее температура была очень высока— 10¹⁶ эВ. При такой температуре в плазме должны были начаться процессы генерации частиц и античастиц, причем практически в равных количествах. Однако вследствие эффекта аннигиляции они должны были сразу же превращаться в фитонные ансамбли, что сопровожда­лось испусканием жесткого излучения.

Анализируя протекание этих процессов, А.Д. Са­харов предположил, что скорости рождения частиц и античастиц должны немного различаться, а процессы разбаланса их концентрации должны протекать быст­рее, чем их взаимная аннигиляция. Достаточно, таким образом, предположить, что в силу неких нелинейных эффектов процесс генерации материи шел с небольшим переносом в пользу веще­ства, и тогда в итоге часть вещества осталась «невос­требованной» и составила материальную основу всех ныне существующих объектов во Вселенной, а другая, причем подавляющая часть, вместе со всем антивеще­ством оказалась «связанной» в форме фитонов.

Что касается жестких гамма-квантов, испущенных при формировании фитонного «моря», то они сохра­нились к настоящему времени в форме реликтового из­лучения с температурой 3⁰К, открытого А. Пензиасом и Р. Вильсоном. Количество этих реликтовых фотонов в миллиард раз превосходит суммарную численность протонов, из которых состоят все материальные объек­ты во Вселенной. Этот факт — прямое подтверждение того, что в момент своего рождения концентрации ча­стиц и античастиц различались весьма мало, разница между ними составляла порядка 10^-9 в пользу веще­ства. Именно из этих «избыточных» протонов и элек­тронов и развились позднее галактики, звезды и пла­неты, включая те, на которых затем зародилась жизнь.