Учёные из Саутгемптонского университета и Индийского технологического института в Канпуре предложили новую гипотезу, объясняющую, почему после Большого взрыва во Вселенной сохранилась материя. По их мнению, ключевую роль в этом мог сыграть гипотетический тяжёлый нейтрино – частица, которую физики долгое время считали незначительной. Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review Letters.
Согласно стандартной космологической модели, в первые мгновения существования Вселенной вещество и антивещество возникли почти в равных количествах. При контакте частица и античастица аннигилируют, высвобождая энергию. Если бы их объёмы были абсолютно равны, они бы полностью уничтожили друг друга, и во Вселенной не осталось бы материала для формирования звёзд, планет и жизни.
Новая теория предполагает, что баланс нарушила ранее игнорируемая частица – так называемый «разобщённый» тяжёлый нейтрино. Этот гипотетический аналог обычного нейтрино очень слабо взаимодействует с другой материей. Однако, как показали расчёты, он мог обладать необычно долгим временем жизни.
По мере остывания Вселенной после Большого взрыва эта частица распадалась так медленно, что на короткое время её плотность энергии стала доминирующей. Этот период, как утверждают авторы, изменил условия, при которых другие элементарные частицы взаимодействовали со своими античастицами при участии бозона Хиггса. По словам одного из авторов, доктора Ришава Рошана, это сместило температуру, которая «работает как переключатель», определяя итоговый дисбаланс в пользу материи.
Эта гипотеза может быть проверена в будущем. Кратковременное доминирование тяжёлого нейтрино должно было повлиять на характер расширения ранней Вселенной. По словам соавтора исследования, доктора Судипты Шоу, такие изменения могли оставить отчётливые следы в реликтовых гравитационных волнах – колебаниях ткани пространства-времени, возникших в первые мгновения после Большого взрыва. Обнаружение этих специфических сигнатур стало бы косвенным подтверждением теории.
