Te-ai întrebat vreodată de ce există Universul? Sau, mai exact, de ce există ceva – stele, planete, noi – în loc de un vid absolut? Răspunsul științific ne poartă înapoi la primele momente ale Universului și are legătură cu o relație cosmică explozivă: cea dintre materie și antimaterie.
| Conceptul | Descoperirea |
|---|---|
| ⚖️ Echilibrul inițial | La Big Bang, se crede că au existat cantități perfect egale de materie și antimaterie. Teoretic, totul ar fi trebuit să se anihileze. |
| 💥 Anihilarea totală | Când o particulă de materie întâlnește geamănul său de antimaterie, ambele dispar într-o explozie de energie pură (raze gamma). |
| ✨ Supraviețuitorii cosmici | Tu ești un supraviețuitor! Tot ce există – stele, planete, oameni – este format din „resturile” unui surplus infim de materie. |
| ❓ Misterul imperfecțiunii | O teorie (Saharov) sugerează că existăm pentru că materia și antimateria nu sunt oglinzi perfecte, având „defecte” minuscule în comportament. |
Pur și simplu, Universul nostru există pentru că, la începuturi, a existat un mic, dar crucial, surplus de materie. Particulele de materie, adică protonii, neutronii și electronii din tot ce ne înconjoară, sunt aproape identice cu particulele de antimaterie, cu o singură diferență majoră: au sarcină electrică opusă.
Însă cei doi gemeni cosmici nu pot coexista în pace. Când o particulă de materie întâlnește geamănul său de antimaterie, se anihilează reciproc într-o explozie violentă de raze gamma. Din fericire pentru noi, antimateria este astăzi incredibil de rară. Deși a jucat un rol esențial în nașterea cosmosului, dispariția sa aproape completă rămâne unul dintre cele mai mari mistere ale fizicii.
De ce există Universul: o predicție devenită realitate
Existența antimateriei a fost prezisă acum aproape un secol de fizicianul englez Paul Dirac, ca o consecință a teoriilor sale de mecanică cuantică, și a fost confirmată experimental în anii ’30. Astăzi, oamenii de știință pot crea cantități infime de antimaterie în acceleratoare de particule, precum celebrul Large Hadron Collider.
Problema este, după cum explică Pasquale Di Bari, profesor de fizică la Universitatea din Southampton, că teoria lui Dirac sugera existența unor cantități egale de materie și antimaterie. Dacă acest lucru ar fi fost adevărat, totul s-ar fi anihilat reciproc, lăsând în urmă doar energie. Faptul că trăim într-un Univers dominat de materie – de la stele la galaxii – reprezintă o dilemă fundamentală.
„Credem că universul a început cu o proporție de 50-50 materie-antimaterie în Big Bang, dar la scurt timp după aceea a devenit dominat de materie. Pentru ca acest lucru să se întâmple, trebuie să existe o diferență foarte mică, sau o asimetrie, în comportamentul materiei și antimateriei, pentru a permite uneia să domine în cele din urmă.”, a explicat Tara Shears, fizician la Universitatea din Liverpool.
Această diferență crucială, însă, „nu este prevăzută, nu este înțeleasă și cu siguranță nu este explicată. Înțelegerea acestei diferențe este problema pe care vrem să o rezolvăm; aceasta este problema asimetriei materie-antimaterie.”, a adăugat Shears.
Interesant este că denumirile sunt arbitrare. Dacă antimateria ar fi fost cea care ar fi supraviețuit în cantitate mai mare, am fi trăit într-un Univers format din anti-atomi și anti-molecule, iar noi am fi numit-o, cel mai probabil, „materie”.
Această discrepanță dintre teorie și realitate a transformat cosmologii și fizicienii în adevărați detectivi cosmici. Miza este uriașă: găsirea vinovatului pentru „dispariția” antimateriei este echivalentă cu descoperirea motivului pentru care Universul a avut permisiunea de a exista. Iar „locul faptei” este chiar începutul timpului.
Supraviețuitori ai anihilării cosmice
Folosind date din coliziuni de particule, unde gravitaționale și spectre astronomice, fizicienii vânează indicii care să explice de ce a apărut acest dezechilibru ce a permis existența a tot ceea ce vedem.
Profesorul Di Bari estimează că, în primele fracțiuni de secundă după Big Bang, ar fi putut exista de miliarde de ori mai multe particule decât există astăzi, înainte ca marea anihilare să aibă loc. „Noi suntem alcătuiți din resturile rămase”, a precizat el.
O posibilă explicație a fost avansată încă din 1967 de fizicianul sovietic Andrei Saharov. Acesta a propus că asimetria a apărut deoarece materia și antimateria nu sunt, de fapt, oglinzi perfecte. În anumite condiții, ele ar reacționa diferit la unele forțe fundamentale – un fenomen cunoscut drept „încălcarea simetriei CP”.
Raymond Volkas, fizician teoretician la Universitatea din Melbourne, explică faptul că, deși principiile generale ale acestei teorii sunt cunoscute, detaliile rămân un mister. „Există multe posibilități pe masă! Provocarea este să le distingem experimental.”, a spus el.
În final, misterul asimetriei materie-antimaterie este mai mult decât o curiozitate a fizicii cuantice. Este chiar povestea existenței noastre. Fiecare atom din corpul nostru, fiecare stea și galaxie pe care o observăm, reprezintă o anomalie statistică, un rest norocos dintr-o anihilare cosmică de proporții inimaginabile. Nu suntem doar spectatori ai Universului; suntem dovada vie că, uneori, o imperfecțiune minusculă la începutul timpului poate da naștere la tot ceea ce cunoaștem și iubim.
