Ֆիզիկոսները առաջարկել են տիեզերաբանության գլխավոր հանելուկներից մեկի նոր բացատրություն՝ ինչու Տիեզերքը բաղկացած է հիմնականում նյութից, թեև Մեծ պայթյունը, ըստ ներկայիս պատկերացումների, պետք է առաջացներ մոտավորապես հավասար քանակությամբ նյութ և հականյութ։ Սաութհեմփթոնի համալսարանի հետազոտողները և նրանց գործընկերները ենթադրում են, որ առանցքային դեր կարող էր ունենալ ծանր նեյտրինոն՝ մասնիկ, որը կարող է ազդել վաղ Տիեզերքի էվոլյուցիայի վրա՝ անսովոր դանդաղ տրոհման շնորհիվ։ Աշխատությունը հրապարակվել է Physical Review Letters ամսագրում։

Ինչու նյութը չվերացավ հականյութի հետ միասին

Նյութն ու հականյութը հանդիպելիս կարող են անիհիլացվել՝ վերածվելով էներգիայի։ Եթե Մեծ պայթյունից հետո դրանց քանակները լիովին հավասար լինեին, ապա երկու տեսակի գրեթե բոլոր մասնիկները պետք է ոչնչացնեին միմյանց՝ Տիեզերքը թողնելով հիմնականում ճառագայթմամբ լցված։

Սակայն դիտվող Տիեզերքը այլ կերպ է կառուցված․ նրանում գոյություն ունեն գալակտիկաներ, աստղեր, մոլորակներ և կենդանի օրգանիզմներ։ Սա նշանակում է, որ նրա էվոլյուցիայի վաղ փուլում առաջացել է նյութի փոքր առավելություն հականյութի նկատմամբ։

Տարածված գնահատականի համաձայն՝ յուրաքանչյուր միլիարդ մասնիկ—հակամասնիկ զույգին կարող էր բաժին ընկնել նյութի մոտավորապես մեկ լրացուցիչ մասնիկ։ Զույգերի անիհիլացիայից հետո հենց այս աննշան ավելցուկը դարձավ մեզ շրջապատող ամբողջ աշխարհի կառուցման նյութը։

Թե ինչու է առաջացել այսպիսի ասիմետրիա, ֆիզիկոսները դեռ վերջնականապես չեն պարզել։ Գոյություն ունեն տարբեր մեխանիզմներ, որոնք կարող են բացատրել նյութի առավելությունը, սակայն հարցը, թե դրանցից որն է իրականում գործել վաղ Տիեզերքում, մնում է բաց։

Ինչպես ծանր նեյտրինոն կարող էր փոխել իրադարձությունների ընթացքը

Հետազոտողների խումբն առաջարկել է մեխանիզմ, որում կարևոր դեր է խաղում ծանր նեյտրինոն, որը թույլ է փոխազդում մյուս մասնիկների հետ։

Նեյտրինոները տարրական մասնիկներ են, որոնք չափազանց հազվադեպ են փոխազդում նյութի հետ։ Քննարկվող մոդելում խոսքը հատուկ ծանր նեյտրինոյի մասին է, որը կարող էր բավական երկար պահպանվել վաղ Տիեզերքում, որպեսզի ազդեր դրա էներգետիկ հավասարակշռության վրա։

Գիտնականների հաշվարկներով՝ դանդաղ տրոհման պատճառով այս մասնիկը վերապրել է Տիեզերքի սառեցման շրջանը և որոշակի փուլում կարող էր դառնալ դրա էներգիայի խտության հիմնական ներդրողը։ Այսպիսի ժամանակավոր գերիշխանությունը փոխել է այն պայմանները, որոնցում տեղի էին ունենում մասնիկների փոխազդեցությունները։

Մասնավորապես, հետազոտողները այս ազդեցությունը կապում են այն ջերմաստիճանի հետ, որի դեպքում լեպտոնները՝ օրինակ էլեկտրոնները, փոխազդում էին իրենց հակամասնիկների հետ Հիգսի բոզոնի միջոցով։ Ըստ առաջարկված մեխանիզմի՝ այս ջերմաստիճանային շեմի փոփոխությունը կարող էր ազդել նյութի և հականյութի միջև ասիմետրիայի մեծության վրա։

Այսպիսով, այն մասնիկը, որը նախկինում կարող էին հաշվի չառնել նման սցենարներում, կարող է կարևոր օղակ լինել այն բանի բացատրության մեջ, թե ինչու նյութը չվերացավ տիեզերքի գոյության առաջին ակնթարթներում։

Հիպոթեզը կարելի է ստուգել գրավիտացիոն ալիքներով

Աշխատության կարևոր հետևություններից մեկն այն է, որ առաջարկված մեխանիզմը կարող է թողնել դիտելի հետքեր։ Հետազոտողները ենթադրում են, որ այն պետք է ազդած լիներ նախնական գրավիտացիոն ալիքների վրա՝ տարածաժամանակի խանգարումների, որոնք կապված են վաղ Տիեզերքում ընթացած գործընթացների հետ։

Այսպիսի ալիքների բնորոշ նշանների հայտնաբերումը կարող էր օգնել ստուգել հիպոթեզը և ավելի լավ հասկանալ, թե ինչպես է զարգացել Տիեզերքը ամենավաղ փուլերում։ Սակայն առայժմ խոսքը տեսական կանխատեսման մասին է․ ուսումնասիրությունն ինքնին չի նշանակում, որ համապատասխան ազդանշանն արդեն հայտնաբերվել է։

Եթե ապագա դիտարկումները հաստատեն հաշվարկները, դա կարևոր փաստարկ կդառնա առաջարկված մեխանիզմի օգտին։ Իսկ եթե սպասվող հետքերը չհաջողվի գտնել, գիտնականները ստիպված կլինեն ճշտել մոդելը կամ որոնել տիեզերական ասիմետրիայի այլ բացատրություններ։

Աշխատությունը նաև անդրադառնում է Տիեզերքի վաղ ընդարձակման մասին պատկերացումներին և այն հարցին, թե ինչպես դրա էներգետիկ բաղադրիչների կազմի փոփոխությունները կարող էին ազդել հետագա էվոլյուցիայի վրա։

Ինչու է սա կարևոր Տիեզերքի ըմբռնման համար

Նյութի գերակշռության ծագումը տարրական մասնիկների հատկությունների մասին վերացական հարց չէ։ Դրա պատասխանից է կախված Տիեզերքում բարդ կառուցվածքների գոյության բացատրությունը։

Եթե նյութն ու հականյութը ամբողջությամբ անիհիլացվեին, չէին առաջանա մեզ ծանոթ աստղերը, մոլորակները և գալակտիկաները։ Ուստի պարզել, թե ինչ կերպ է ձևավորվել նյութի սկզբնական ավելցուկը, նշանակում է մոտենալ այն պայմանների ըմբռնմանը, որոնք հնարավոր են դարձրել դիտվող աշխարհի գոյությունը։

Առաջարկված մոդելը վերջնականապես չի փակում այս հարցը և առայժմ մնում է հիպոթեզ, որը դեռ պետք է ստուգվի։ Դրա նշանակությունը այլ բանում է․ այն ցույց է տալիս, թե ինչպես այն մասնիկների հատկությունները, որոնք կարող են աննշան թվալ, ունակ են ազդելու ամբողջ Տիեզերքի էվոլյուցիայի վրա։

Հնարավոր է, որ տիեզերական ասիմետրիայի գաղտնիքը իսկապես կապված է ծանր նեյտրինոյի հետ։ Բայց վերջնական պատասխանը կպահանջի ոչ միայն տեսական հաշվարկներ, այլև դիտողական վկայություններ, որոնք կկարողանան տարբերել այս սցենարը մյուս բացատրություններից։