Японські фізики пояснили, чому Всесвіт не зник у перші секунди після Великого вибуху

Японські фізики запропонували нову теоретичну модель, яка може пояснити, чому після Великого вибуху у Всесвіті залишилася матерія, а не антиматерія. У статті, опублікованій у журналі Phys­i­cal Review Let­ters, дослідники описали так звані «космічні вузли» — стабільні топологічні структури, що могли виникнути в перші миті після народження Всесвіту. За розрахунками команди, саме ці утворення могли створити невеликий, але вирішальний надлишок частинок матерії.

Керівник дослідження, професор Мунето Нітта з Хіросімського університету, пояснює: одразу після Великого вибуху у Всесвіті могли формуватися переплетені петлі енергетичних полів, які тимчасово домінували в космосі. Під час колапсу ці структури порушували симетрію між матерією та антиматерією, створюючи перевагу на користь баріонів — частинок звичайної матерії. Саме цей надлишок, хоч і мінімальний, став основою для формування зірок, планет і життя.

Модель поєднує дві концепції фізики елементарних частинок: симетрію B–L (баріонне число мінус лептонне) та симетрію Пеккеї–Квін (PQ), яка передбачає існування аксіонів — гіпотетичних частинок, що можуть бути частиною темної матерії. У ранньому Всесвіті порушення цих симетрій могло породити струни й вихори, які перепліталися у вузли, стабілізовані електромагнітними потоками.

Коли ці вузли зникали, вони впливали на взаємодію частинок, порушуючи баланс між матерією та антиматерією. Такий механізм, на думку авторів, узгоджується з умовами, сформульованими Андрієм Сахаровим для пояснення виникнення матерії, і не потребує введення нових елементів у Стандартну модель фізики.

Науковці вважають, що «вузлова космологія» може бути перевірена експериментально. Якщо такі структури існували, вони мали б залишити характерний слід у вигляді гравітаційних хвиль, які можуть бути виявлені майбутніми детекторами. Крім того, підтвердження аксіонів або нових властивостей нейтрино стане непрямим доказом цієї теорії. Як зазначають автори, ідея лорда Кельвіна про «атомні вузли» у XIX столітті виявилася напрочуд далекоглядною — можливо, саме топологічні структури стали причиною того, що Всесвіт існує у своїй нинішній формі.