Теоретик Драган Хайдукович (Dragan Hajdukovic), работающий в Европейской организации по ядерным исследованиям (ЦЕРН), нашёл механизм циклических превращений Вселенной, который легко объясняет, почему на нынешнем этапе её существования преобладает материя.

Ключевым допущением в новой гипотезе становится гравитационное отталкивание вещества и антивещества. Подавляющее большинство физиков, напомним, считает это предположение неверным и настаивает на том, что антиматерия должна притягивать и материю, и антиматерию с одинаковой силой, равной силе «обычного» гравитационного взаимодействия. Надёжных экспериментальных доказательств этого, однако, не существует; учёные только планируют их получить в организованном ЦЕРН эксперименте AEGIS, где будут тестироваться гравитационные свойства пучка антиводорода. Результаты AEGIS, как выяснил сам г-н Хайдукович, могут быть дополнены данными с нейтринных обсерваторий вроде IceCube, но детектор IceCube также начал свою работу совсем недавно.






Идею о гравитационном отталкивании вещества и антивещества в её простейшем виде можно сформулировать в трёх равенствах: mi = mg; mi = mi; mg + mg = 0. Здесь индексы i и g отмечают инертную и гравитационную массы, первые два соотношения тривиальны, а третье, в сочетании с классическим законом тяготения Ньютона, как раз и описывает взаимное отталкивание материи и антиматерии. Грубо говоря, яблоко в такой формулировке должно падать вниз, а антияблоко — «падать вверх».

Эта идея имеет интересное следствие, связанное с так называемым механизмом Швингера — эффектом рождения электрон-позитронных пар из квантового вакуума под действием сильного электрического поля, теоретически обоснованным ещё в 1951 году американским учёным Джулианом Швингером. Если описание эффекта максимально упростить, получим, что внешнее электрическое поле необходимо для пространственного разделения электронов и позитронов, образующихся из пар виртуальных частиц и античастиц, населяющих квантовый вакуум. Введение «антигравитации» даёт важную для нас возможность разделять заряженные и нейтральные частицы и античастицы, то есть создаёт гравитационный аналог механизма Швингера.

Отталкиваясь от этого, г-н Хайдукович построил модель, в которой цикл существования Вселенной заканчивается превращением в сверхмассивную чёрную дыру. За её горизонтом может происходить рождение пар частиц и античастиц; если рассматривать «вещественную» чёрную дыру, то масса появившейся — и вытолкнутой — антиматерии будет равна убыли массы дыры. Другими словами, при таком гипотетическом Большом сжатии количество вещества уменьшается, а антивещества — увеличивается, и всё может закончиться практически полным преобразованием одного в другое. Следовательно, материя в нашей Вселенной преобладает просто потому, что на предыдущем этапе господствовала антиматерия.

Как показывают несложные вычисления, преобразование вещества в антивещество (то есть переход от Большого сжатия к условному Большому взрыву) или процесс, обратный этому, в модели Драгана Хайдуковича происходят чрезвычайно быстро. Интересно, что минимальный размер Вселенной при этом на 40 порядков превышает планковскую длину (~10–35 м).

Полная версия отчёта опубликована в журнале Astrophysics and Space Science;

Подготовлено по материалам PhysOrg.