როგორია სამყაროს არსებობის სამეცნიერო ახსნა?

დიდი აფეთქების შემდეგ სამყაროს არსებობის ახსნა დაკავშირებულია მატერიასა და ანტიმატერიასთან. სამყაროს დასაწყისში არსებობდა მცირე დისბალანსი მატერიასა და ანტიმატერიას შორის. მატერიის ნაწილაკები — ანუ ყველა ელექტრონი, პროტონი და ნეიტრონი ატომებსა და მოლეკულებში, რომლებიც ჩვეულებრივ ნივთიერებას ქმნის — განსხვავდებოდა ანტიმატერიის ნაწილაკებისგან, რომლებიც ატარებს საპირისპირო ელექტრულ მუხტს.

მატერია და ანტიმატერია ერთმანეთს ვერ ეწყობა. როდესაც მათი ნაწილაკები ეჯახება, ისინი ერთმანეთს ანადგურებს ძლიერი გამა-გამოსხივების ამოფრქვევით. ახლა ანტიმატერია უკიდურესად იშვიათია. მიუხედავად იმისა, რომ ანტიმატერიას სამყაროს ფორმირებაში საფუძვლიანი როლი ჰქონდა, ფაქტია, რომ ახლა ის ძალიან ცოტაა. თუ რატომ მოხდა ეს ასე, კოსმოლოგიის ერთ-ერთ მთავარ საიდუმლოდ რჩება.

ანტინაწილაკის არსებობა ექსპერიმენტულად 1930-იანებში დამტკიცდა და მისი პროგნოზირება პირველად ინგლისელმა ფიზიკოსმა, პოლ დირაკმა შეძლო. დღეს მეცნიერებს ანტიმატერიის შექმნა ნაწილაკების ამაჩქარებელ კოლაიდერებში შეუძლიათ (Large Hadron Collider).

მეორე მხრივ, დირაკის პროგნოზის თანახმად, მატერიისა და ანტიმატერიის რაოდენობა თანაბარი უნდა ყოფილიყო. ამიტომ, ის ფაქტი, რომ ახლა ანტიმატერია ძალიან ცოტაა და მატერია ძალიან ბევრია, მეცნიერებისთვის დიდი გამოწვევაა.

საუთჰემპტონის უნივერსიტეტის ასტრონომიის პროფესორის, პასკუალე დი ბარის თქმით, შესაძლოა, სამყაროში ანტინაწილაკებისგან შემდგარი ვარსკვლავები და გალაქტიკები იყოს, თუმცა მათი არსებობა დამტკიცებული არ არის.

"ჩვენ მიგვაჩნია, რომ სამყაროში დიდი აფეთქების შემდეგ თანაბარი რაოდენობის მატერია და ანტიმატერია იყო. უკვე ამის შემდეგ, სამყაროში დომინირება მატერიამ დაიწყო. საინტერესოა, რომ ამ დომინირებისთვის ანტიმატერიასა და მატერიას შორის სულ მცირე სხვაობაც საკმარისი იქნებოდა", — ამბობს ტარა შირსი, ფიზიკოსი ლივერპულის უნივერსიტეტიდან.

მაგრამ რატომ გაჩნდა ეს სხვაობა ფიზიკოსებმა ჯერ არ იციან. მეცნიერები ამ გამოწვევას მატერია-ანტიმატერიის ასიმეტრიის პრობლემას უწოდებენ.

დირაკის თანახმად, ტერმინები "მატერია" და "ანტიმატერია" ფარდობითია. რეალურად, მატერია გულისხმობს ჩვენთვის ცნობილ ნაწილაკებს, ხოლო ანტიმატერია — ამ მატერიისთვის უარყოფით ნაწილაკებს, მაგრამ ყველაფერი პირიქითაც შეიძლებოდა ყოფილიყო. რომ არა მათი უმეტესობის ანიჰილაცია, ანტიმატერიის ნაწილაკებს შეიძლება შეექმნა სამყარო ანტი-ატომებითა და ანტი-მოლეკულებით. საბოლოო ჯამში, ჩვენ ნაწილაკს იმიტომ ვეძახით ნაწილაკს და ანტინაწილაკს ანტინაწილაკს, რომ პირველმა მეორეზე "გაიმარჯვა".

კოსმოსური ნარჩენები

ნაწილაკთა კოლაიდერებზე დაკვირვებებით, ასტრონომიული სპექტრების ანტიმატერიის დაშლის კვლევებისა და გრავიტაციული ტალღების გამოყენებით, ფიზიკოსები ცდილობენ უკეთ გაერკვნენ, რატომაა სამყაროზე ასეთი უთანასწორობა, მატერიასა და ანტიმატერიას შორის.

დი ბარის თქმით, თავდაპირველად მილიარდჯერ მეტი მატერიისა და ანტიმატერიის ნაწილაკი არსებობდა, ვიდრე ეს ახლაა. სამყაროს გაჩენის პირველივე წამებში მათ ერთმანეთის დიდი ნაწილი გაანადგურეს (ანიჰილაცია).

"ყველაფერი რასაც ახლა ვხედავთ, ეს ამ ანიჰილაციის ნარჩენია", — ამბობს დი ბარი.

რეიმონდ ვოლკასი, ნაწილაკთა ფიზიკის სპეციალისტი მელბურნის უნივერსიტეტიდან, ამბობს, რომ ასიმეტრიის მიზეზი 1967 წელს საბჭოთა ფიზიკოსმა ანდრეი სახაროვმა დაახასიათა.

სახაროვი ამბობდა, რომ მატერია და ანტიმატერია გარკვეულ სიტუაციებში სამყაროს ფუნდამენტურ ძალებზე განსხვავებულად რეაგირებდა. ამ ფენომენს მან C და CP დარღვევა უწოდა.

მეცნიერებს ახლა ამ განსხვავებების შესწავლა სურთ. ასე შეიძლება ბევრად მეტი გავიგოთ იმაზე, თუ რატომ დარჩა ამდენი მატერია და რატომ გაქრა ანტიმატერია.

შესაბამისად, შეკითხვაზე, თუ რატომ არსებობს სამყარო, მეცნიერების პასუხი შემდეგია: მატერია გადარჩა, ხოლო ანტიმატერია ძირითადად განადგურდა. მათი რაოდენობა თანაბარი რომ ყოფილიყო და სამყაროს მიმართაც ურთიერთქმედება იდენტური ყოფილიყო, შესაძლოა, სამყაროს (ყოველ შემთხვევაში მატერიას) არც ეარსება.