Kas Suur Pauk võis olla kiire antiaine muutumine aineks?

 (22)
Kui aine ja antiaine tõukuksid teinetesest, võiks kiire üleminek ühest teiseks ülimassiivses mustas augus välja näha nagu Suur Pauk
Kui aine ja antiaine tõukuksid teinetesest, võiks kiire üleminek ühest teiseks ülimassiivses mustas augus välja näha nagu Suur PaukNASA

Oletame, et ühel hetkel lakkab Universum laienemast ning hakkab iseendasse kokku vajuma, nagu Suure Paugu puhul juhtus, muutudes lõpuks ülimassiivseks mustaks auguks. Musta augu ekstreemne mass tekitab ülitugeva gravitatsioonivälja. Läbi nn. Schwingeri mehhanismi gravitatsioonilise versiooni, muundub see gravitatsiooniväli näivad osake-antiosake paarid ümbritsevast vaakumist reaalseteks osake-antiosake paarideks.

Kui must auk koosneb ainest (antiainest), võib see vägivaldselt tagasi tõrjuda miljardeid antiosakesi (osakesi) kosmosesse sekundi murdosa jooksul, luues Suurele Paugule sarnase väljapaiskumise sündmuse.

Füüsik Dragan Slavkov Hajdukovic rõhutab, et tal pole aimugi, kas 13,7 miljardit aastat tagasi toimus see stsenaarium või mitte. Kuid hiljutises Astrophysics and Space Science ajakirjas avaldatud artiklis kirjeldas ta mehhanismi, mis võib muundada aine antiaineks või vastupidi, mille tulemusena tekib tsükiline universum, milles eksisteerivad edukalt aine ja antiaine. Selle strenaariumi kohaselt tekib aine poolt domineeritud Universumi ja kokkukukkumisel antiaine poolt domineeritud universum ning tsükkel jätkub määramatult, kirjutab Physorg.com Fyysika.ee vahendusel.

Tsükliline Universum

Tsükilise Universumi idee pole uus. Nagu Hajdukovic oma artiklis märgib, märkas 1922. aastal kosmoloog Alexander Friedmann, et Einsteini üldrelatiivsusteooria sobib kokku tsüklilise Universumi raamistikuga. Samas on kõigis järgnevates väljapakutud Universumi mudelites tsüklid aine poolt domineeritud. Hajdukovic selgitab, et ta ei paku välja uut tsüklilist mudelit Universumile, vaid mehhanismi, mis võib põhimõtteliselt lubada aine poolt domineeritud Universumi üleminekut antiaine-vallatud Universumile ning vastupidi.

Alustamiseks peab mehhanism võimaldama osake-antiosake paaride teket kvantvaakumist. Kuigi kvantvaakum on osakestest või millestki must täielikult tühi, eksisteerivad seal lühiealised näivad osake-antiosake paarid, mis hetkega tekivad ja kaovad eksisteerimast, nagu lubab määramatuse printsiip. Selgitamaks, kuidas need näivad osake-antiosake paarid muutuvad reaalseteks, pöördub Hajdukovic Scwingeri mehhanismi poole, mille kohaselt võib kriitilisest väärtusest tugevam elektriväli luua kvantvaakumist elektron-positron paare. Ta pakub välja, et Schwingeri mehhanismi gravitatsioonilises versioonis looks gravitatsioon nii laenguga kui neutraalseid osake-antiosake paare näivatest osakestest.

Mehhanism tugineb ka hüpoteesile, et aine ja antiane tõukuvad. See tõukumine võib olla põhjustatud gravitatsioonist (nagu antigravitatsiooni idee) või olla mittegravitatsioonilist päritolu. Siin kujutab Hajdukovic ette eksisteerivat aine-antiaine tõukumist, mis on märkimisväärne vaid lähiulatuses; täpsemalt musta augu sündmuste horisondis või väiksemas alas kui Schwarzschild’I radius. Kohe kui Schwingeri mehhanism on loonud osake-antiosake paarid, sunniks tõukejõud musta auku vägivaldselt tõrjuma vastandliku osakeste tüübi. Tulemusena muutuks pea kõik aine antiaineks (või vastupidi) väga lühikese aja jooksul, mis sõltub musta augu suurusest.

Arvutuste kaudu näitab Hajdukovic, et aine kogus, mida saab muundada antiaineks (või vastupidi) ühe sekundi jooksul, võib olla kuni 10 astmes 128 kg, mis on mitu suurusjärku suurem kui Universumi kogumass, mis on umbes 10 astmes 53 kg. Kui see osutuks tõeks, tähendaks see võimalust muuta kogu Universumi aine antiaineks murdosa Plancki aja jooksul.

Seesugusel stsenaariumil oleks mitu järelmit. Esiteks hoiaks see ära Universumi kokkukukkumist singulaarsuseks, olles omandanud umbes 40 suurusjärku suurema minimaalsuruse kui Plancki pikkus, või saavutanud suurusjärgu kilomeetrites. See on Universumi suurus peale kosmoloogilist inflatsiooni, eeldades, et inflatsioon koos kõige sellele eelnevaga standardkosmoloogias (näiteks arvukalt faasimuutusi) ei esineks.

Stsenaarium pakub ka välja lihtsa selgituse aine-antiaine asümmeetriale: põhjus, miks meie tänapäevane Universum on domineeritud aine poolt, seisneb selles, et eelnevas Universumis valdas antiaine aine üle. Ka järgmine Universum saab taaskord olema antiaine poolt domineeritud.

Standardkosmoloogiast kaugemale

Olenemata, kas see stsenaarium on tõene või mitte, selgitab Hajdukovic, et on väga oluline uurida standardkosmoloogia mudelite alternatiive, arvestades selle piiranguid.

“Nähtavasti on meie parim käesolev füüsika (Einsteini üldrelatiivsus ja osakestefüüsika standardmudel) ebapiisav, selgitamaks rida vaadeldud fenomene astrofüüsikas ja kosmoloogias,” sõnas ta. “Lisaks tõestust leidnud füüsikale, eeldab kosmoloogia standardmudel esiteks salapärase tumeaine ja tumeda energia olemasolu, mis esindab enam kui 95% Universumi koostisest, ja teiseks kahe tundmatu mehhanismi olemasolu inflatsiooni ja aine-antiaine asümmeetria kindlustamiseks ürg-Universumis. Seega põhineb standardkosmoloogia rohkem hüpoteesidele kui tõestatud füüsikaseadustele. See on väga kahetsusväärne olukord.”

“Vastandina sellele on minu uurimustöö püüe mõista astrofüüsilisi ja kosmoloogilisi fenomene tõestatud füüsika raamistikus ilma teadmatute aine-energia vormideta ning inflatsiooni ja aine-antiaine asümmeetria põhjustavate mitteteadaolevate mehhanismide esilemanamiseta,” sõnas ta.

Käputäies teistes hiljutistes artiklites on Hajdukovic näidanud, et Universumi vaatlemine sel viisil võib olla tõepoolest võimalik. Näiteks saavutab ta oma artiklis pealkirjaga “Kas tumeaine on gravitatsioonilise polarisatsiooni poolt kvantvaakumist loodud illusion” (“Is dark matter an illusion created by the gravitational polarisation of the quantum vacuum“) rabava võrrandi, mis on vaatlustega kooskõlas ning ei hõlma tumeainet.

Ta lisas, et võib olla võimalik testida nende ideede üht põhilist koostisosa, jõudes jälile aine ja antiaine vahelise gravitatsioonilise tõukumise tõenditele. Kõige hiljutisem otsene katse on AEGIS’e eksperiment CERN’is, mis on kavandatud mõõtma antivesiniku gravitatsioonilist kiirenemist Maa gravitatsiooniväljas. Järgmine eksperiment võiks toimuda Jääkuubiku Ice Cube Neutrino Teleskoobi abil Lõunapoolusel, mis võiks jälgida antineutriinosid tulemas Linnutee keskmes ja Andromeda galaktikates asuvastest ülimassiivsetest mustadest aukudest.

Jälgi Forte uudiseid ka Twitteris!

Kasutad reklaamiblokeerijat.

Sisu mugavamaks tarbimiseks telli Delfi Kogupakett või reklaamivaba pakett.

Kogupakett
1€ / kuus*
Sisaldab 11 Eesti tippväljaande tasulist sisu, vähem bännerreklaame, saad jagada kuni 4 kasutajaga.
* Esimene kuu 1 €, edasi 9,99 €
Reklaamivaba pakett
2,99€ / kuus
Saad lugeda tasuta sisu ilma bännerreklaamideta. Ei sisalda tasulise sisu lugemisõigust.
 
Lisan erandi. Vaata AdBlock juhist siit ja AdBlock Plus juhist siit.
Mõistame, et käid meie juures uudiseid lugemas, mitte reklaame vaatamas.
Reklaamidest sõltub meie sissetulek ja see võimaldab meil pakkuda sulle soodsalt head ajakirjandust.