Τι είναι η αντιύλη; Και γιατί η ύλη έχει επικρατήσει αυτής στο Σύμπαν;
- Συγγραφέας: Νικόλαος Κωνσταντινίδης
- 14-11-2022
- Δυσκολία: Εύκολο
- Κατηγορίες: Αστροφυσική
Κάθε σωματίδιο στη φύση έχει και το αντισωματίδιό* του. Για παράδειγμα, το ηλεκτρόνιο και το ποζιτρόνιο είναι το ένα αντισωματίδιο του άλλου. Είναι πανομοιότυπα μεταξύ τους αλλά το ηλεκτρόνιο έχει αρνητικό ηλεκτρικό φορτίο και το ποζιτρόνιο το ίδιο αλλά θετικό ηλεκτρικό φορτίο. Όταν ένα σωματίδιο και το αντισωματίδιό του έρθουν σε επαφή εξαϋλώνονται και παράγουν ενέργεια με τη μορφή φωτός (συγκεκριμένα παράγεται ένα φωτόνιο), αλλά και τανάπαλιν, δηλαδή ένα φωτόνιο μπορεί να διασπαστεί σε ένα ζευγάρι σωματιδίου-αντισωματιδιου (δίδυμη γένεση).
Το πως και γιατί η ύλη έχει επικρατήσει της αντιύλης είναι ένα από τα μεγαλύτερα ερωτήματα της θεμελιώδους φυσικής, που σχετίζεται με την δημιουργία και την εξέλιξη του σύμπαντος από τη στιγμή της Μεγάλης Έκρηξης (Big Bang). Συμφωνα με την θεωρια της Μεγαλης Εκρηξης, το συμπάν τη στιγμή της δημιουργίας του ήταν συμμετρικό, δηλαδή είχε τον ίδιο αριθμό σωματιδίων και αντισωματιδίων ή, με άλλα λόγια, την ίδια ποσότητα ύλης και αντιύλης. Αν αυτή η ισορροπία μεταξύ ύλης και αντιύλης δεν διαταρασσόταν ποτέ, η ύλη και η αντιύλη θα ήταν σε μια διαδικασία αέναης εξαΰλωσης και αναπαραγωγής, οπότε δεν θα ήταν ποτέ δυνατόν να δημιουργηθούν τα αστέρια, οι πλανήτες και όλη η δομή του σύμπαντος που βλέπουμε σήμερα. Πιστεύεται λοιπόν ότι κάποια στιγμή, αυτή η ισορροπία διαταράχθηκε, οδηγώντας σε συνεχώς αυξανόμενη ασυμμετρία και τελικά στην πλήρη επικράτηση του ενός, αυτού που εμείς σήμερα λέμε ύλη.
Μέχρι σήμερα, δεν υπάρχει μια ολοκληρωμένη θεωρία που να μπορεί να εξηγήσει πως προέκυψε μια ασυμμετρία ανάμεσα στην ύλη και την αντιύλη. Αν και έχουμε επιβεβαιώσει πειραματικά διαφορές (της τάξης μια τοις χιλίοις) ανάμεσα σε ορισμένα σωματίδια και τα αντισωματίδιά τους, οι διαφορές είναι τόσο μικρές που δεν θα μπορούσαν να οδηγήσουν ένα συμμετρικό συμπάν στην κατάσταση που βλέπουμε το σύμπαν σήμερα. Κατά συνέπεια η πλήρης επικράτηση της ύλης έναντι της αντιύλης εξακολουθεί να είναι ένα από τα μεγαλύτερα μυστήρια της φύσης και της θεμελιώδους φυσικής!
*Η έννοια σωματίδιο-αντισωματίδιο αφορά στα θεμελιωδη σωματιδια της ύλης και όχι τους φορείς των δυνάμεων (π.χ. το φωτόνιο, είναι ο φορέας της ηλεκτρομαγνητικής δύναμης και δεν έχει αντισωματίδιο – ή, θα μπορούσε να πεί κανείς, είναι το αντισωματίδιο του εαυτού του).