Чтение онлайн

Считается, что во время ЭВО температура Вселенной была сопоставима с характерными температурными градиентами теории объединения. Если энергию великого объединения принять 1015 ГэВ, это будет соответствовать температурам выше 1027 K.

Принято считать, что ЭВО закончилась приблизительно в 10– 34 секунд с момента Большого Взрыва, когда плотность материи составляла 1074 г/см^3, а температура 1027 K, что соответствует энергии 1014 ГэВ – в этот момент времени от первичного взаимодействия отделяется сильное ядерное взаимодействие, которое начинает играть принципиальную роль в создавшихся условиях. Это отделение привело к следующему фазовому переходу и, как следствие, масштабному расширению Вселенной – инфляционное расширение Вселенной и значительные изменения плотности вещества и его распределения во Вселенной.

Эпоха раздувания (инфляции)

Между 10– 36 и 10– 32 с после Большого Взрыва. В эту эпоху Вселенная всё ещё преимущественно заполнена излучением, начинают образовываться кварки, электроны и нейтрино. На ранних стадиях эпохи расширения, образующиеся кварки и гипероны (которые забирают энергию от фотонов) быстро распадаются. Предполагают существование циклов чередующихся нагрева и повторного охлаждения Вселенной. После окончания этого периода строительный материал Вселенной представлял собой кварк-глюонную плазму. По прошествии времени температура упала до значений, при которых стал возможен следующий фазовый переход, называемый бариогенезисом. Дальнейшее падение температуры привело к следующему фазовому переходу – образованию физических сил и элементарных частиц в их современной форме, что привело через эпоху электрослабых взаимодействий[], эпоху кварков[], эпоху адронов[], эпоху лептонов[] к переходу к эпохе нуклеосинтеза[].

Бариогенезис

Бариогенез – состояние Вселенной на промежутке времени 10– 35—10– 31 секунд с момента Большого Взрыва (Инфляционная эпоха), во время которого происходило объединение кварков и глюонов в адроны (в том числе в барионы), а также название самого процесса такого объединения. Считается, что вследствие выполнения условий Сахарова (несохранение барионного числа, CP-нарушение, нарушение теплового равновесия) во время бариогенезиса возникла так называемая барионная асимметрия Вселенной – наблюдающаяся асимметрия между материей и антиматерией (в современной Вселенной присутствует почти исключительно первая).

Барионная асимметрия Вселенной

Барионная асимметрия Вселенной – наблюдаемое преобладание в видимой части Вселенной вещества над антивеществом. Этот наблюдательный 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.

Существует несколько гипотез, пытающихся объяснить явление барионной асимметрии, однако ни одна из них не признана научным сообществом достоверно доказанной.

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.

Викиновости по теме:

Учёные предполагают, что барионная асимметрия связана с тёмной материей

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 проявляющихся через гравитационное взаимодействие на масштабах галактик.

Эпоха электрослабых взаимодействий

Между 10– 32 и 10– 12 секунд после Большого Взрыва. Температура Вселенной всё ещё очень высока. Поэтому электромагнитные взаимодействия и слабые взаимодействия пока представляют собой единое электрослабое взаимодействие. За счёт очень высоких энергий образуется ряд экзотических частиц, таких как бозон Хиггса и W-бозон, Z-бозон.

Эпоха кварков

Между 10– 12 и 10– 6 с после Большого Взрыва. Электромагнитное, гравитационное, сильное, слабое взаимодействия формируются в их современном состоянии. Температуры и энергии все ещё слишком велики, чтобы кварки группировались в адроны. Также называется эпохой кварк-глюонной плазмы.

Эпоха адронов

Между 10– 6 и 100 с после Большого Взрыва. Кварк-глюонная плазма охлаждается, и кварки начинают группироваться в адроны, включая, например, протоны и нейтроны. Через время порядка 2 с после Большого Взрыва нейтрино высвобождаются и начинают свободно двигаться в пространстве. Наблюдаемые и сегодня, эти частицы ведут себя аналогично фоновому реликтовому излучению (которое возникло значительно позже их).

Эпоха лептонов

Между 100 с и 3 мин после Большого Взрыва. Размер наблюдаемой Вселенной тогда был меньше сотни астрономических единиц. В ходе адронной эпохи большая часть адронов и антиадронов аннигилируют (взаимоуничножаются) друг с другом и оставляют пары лептонов и антилептонов преобладающей массой во Вселенной. Приблизительно через 3 с после Большого Взрыва температура опускается до значения, при котором лептоны более не образуются. Лептоны и антилептоны, в свою очередь, аннигилируют друг с другом, и во Вселенной остаётся лишь небольшой остаток лептонов.

Эпоха нуклеосинтеза

Приблизительно с 100 секунды после Большого Взрыва материя охладилась достаточно для образования стабильных нуклонов, и начался процесс первичного нуклеосинтеза. Он длился до возраста Вселенной 3 минуты, и за это время образовался первичный состав звёздного вещества: около 25 % гелия-4, 1 % дейтерия, следы более тяжёлых элементов до бора, остальное – водород».

Вот так, господа читатели, мы никак не можем продвинуться дальше трёх минут после Большого взрыва. Это удивительно, ведь большую часть этих трёх минут у материи не было массы, бозоны Хиггса появились относительно недавно, а известны стали вообще в новейшее время, только в 2012 году от Рождества Христова. Значит, время не замедлялось массой, а имело нормальную скорость большую часть этих трёх минут, но они очень долго длились (как миллиарды лет). Остаётся только считать, что вся эта материя двигалась с около световыми скоростями, тогда понятное дело, время замедлялось. Но не могла же материя двигаться со скоростями свыше скорости света? Хотя в любом случае фотоны по теории должны были опередить всю остальную материю и улететь в неизвестном направлении, наверное, за пределы вселенной. Тогда, как же Солнце посылает нам ежесекундно огромное число фотонов? Откуда оно их берёт, если согласно приведённому куску из Википедии, первыми образуются фотоны, нейтрино и кварки. Ведь все фотоны, образовавшиеся тогда, должны были опередить нейтрино и кварки, с какой бы скоростью не двигались последние. Нейтрино не могут содержать в себе фотонов по определению, и мы думаем, что с этим согласятся и ортодоксы. Остаётся предположить, что фотоны осели в кварках. Но так тоже не получается, так как кварки и гипероны быстро распадаются в эпоху раздувания и высвобождают фотоны, и фотоны должны были куда-то улететь. Однако если вспомнить Стандартную модель атома, то и в кварках нет фотонов. Они, оказывается, сидят в Бозонах Хиггса, которые образовались гораздо позже самих фотонов. Так что все фотоны должны были разлететься за время в течение 3 минут от Большого взрыва. Но этого не произошло, Солнце всё ещё светит. Это непреодолимое противоречие этой теории. Всё на ней можно поставить крест и объявить полностью несостоятельной. Но это ещё цветочки. В эпоху лептонов у нас взаимно уничтожились адроны и анти адроны. А потом взаимно уничтожились лептоны и анти лептоны. Остался только небольшой запас лептонов. Получается, что нуклеосинтез начался из лептонов? А из чего же электроны? Вот стандартная модель атома