Neviditelný čert

Opět jsem zabrousil na portál Live Science. Zaujal mě populárně naučný článek, v němž se praví, že jsme tady, protože se ihned po Velkém třesku vytvořily jakési kvantové koule. Ta myšlenka mě nadchla. Očekával jsem totiž, že to bude mít nějakou spojitost se sexem, bez něhož je naše existence prakticky nemožná. Teoreticky ano, v podobě umělého oplodňování. Jenže to je něco jako pít pivo bez pěny. Pěna dní je velmi důležitá. Obzvláště ta kvantová. Konec srandy. Článek se jmenuje Weird quantum objects known as Q balls could explain why we exist. Jako obvykle předkládám jeho částečně zkomprimovanou a stylisticky poupravenou verzi v češtině. Faktického obsahu článku jsem se nijak nedotkl, takže se tam mohou nacházet myšlenky, se kterými nemusím až tak souhlasit. Například to, že kdyby po Velkém třesku došlo ke kompletní anihilaci částic a antičástic, tak by v našem vesmíru nezbyla žádná hmota. To je samozřejmě nesmysl, viz třeba Anihilace na Wikipedii.

Lucifer

Jednou z největších kosmologických záhad je, proč je vesmír tvořen mnohem více hmotou než antihmotou a proč v podstatě existujeme. Tým teoretických fyziků nyní tvrdí, že ví, jak na to najít odpověď. Stačí jen detekovat gravitační vlny, které produkují bizarní kvantové objekty zvané Q koule.

Každý druh částice běžné hmoty má partnera z antihmoty s opačnými vlastnostmi – a když hmota interaguje s antihmotou, obě částice navzájem anihilují. Tato skutečnost činí naši existenci záhadou, protože kosmologové jsou si téměř jisti, že na úsvitu vesmíru vzniklo stejné množství hmoty a antihmoty; tito partneři hmoty a antihmoty by se měli všichni navzájem anihilovat a vesmír by zůstal bez jakékoliv hmoty. Přesto hmota existuje a vědci pomalu odhalují důvody, proč tomu tak je.

Jedním z možných důvodů mohou být Q koule, teoretické "hrudky", které se vytvořily v okamžicích po Velkém třesku, než se vesmír rychle nafoukl jako balón. Tyto objekty by obsahovaly vlastní asymetrii hmoty a antihmoty, což znamená, že v každé Q kouli by existovaly nestejné podíly hmoty a antihmoty. Když tyto Q koule "praskly", uvolnily více hmoty než antihmoty – a uvolnily gravitační vlnění v časoprostoru. Pokud by tyto objekty skutečně existovaly, mohli bychom je detekovat pomocí gravitačních vln.

Podle částicové fyziky je struktura vesmíru pokryta různými kvantovými poli, z nichž každé popisuje určitou vlastnost (například elektromagnetismus) ve všech bodech prostoru. Fluktuace těchto polí dávají vzniknout základním částicím, které tvoří naši fyzikální realitu. Jedna z teorií, kterou v roce 1985 navrhli fyzikové z Princetonské univerzity Ian Affleck a Michael Dine, se snaží vysvětlit asymetrii hmoty a antihmoty ve vesmíru tím, že pole, které řídilo onu ranou balónovou inflaci vesmíru, muselo být poměrně mělké, aby tato inflace mohla proběhnout.

Protože inflace vyžaduje tuto rovnoměrnost, nemůže pole příliš silně interagovat s jinými poli, aby mohlo vytvářet částice. Podle Affleckovy a Dinovy teorie však toto pole interagovalo s ostatními takovým způsobem, že vytvořilo více částic hmoty než částic antihmoty. Aby si pole udrželo tento jednotný tvar, obsahovalo tyto částice v "hrudkách".

Tyto hrudky se nazývají Q koule. Jsou to prostě hrudky pole. Jak se vesmír rozpínal, Q koule se rozprostíraly kolem. Ale netrvají věčně. Když Q koule zmizí – a opepří vesmír větším množstvím hmoty než antihmoty – stane se to tak náhle, že to vyvolá zvukové vlny. Tyto zvukové vlny fungují jako zdroj vlnění časoprostoru známého jako gravitační vlny, navrhuje nová studie. Pokud tyto gravitační vlny existují, lze je měřit zde na Zemi pomocí detektorů, jako je laserový interferometr NASA (LISA) a podzemní Einsteinův teleskop.

Není to jediná teorie, která by vysvětlovala asymetrii hmoty a antihmoty ve vesmíru. To ale nevadí, protože se nacházíme ve vzrušujícím bodě, kdy pokud je jedno z těchto paradigmat správné, pravděpodobně to dokážeme. Existuje celá řada přístrojů, které zapneme v roce 2030 a které snad tyto gravitační vlny uvidí. Ale i kdyby detektory toto vlnění Q koulí nenašly, je to také dobrá zpráva, protože to znamená, že správné jsou pravděpodobně jednodušší teorie – a ty je snazší testovat.

18.01.2022, 00:00:00   Publikoval Luciferkomentářů: 16