2. Барионная асимметрия Вселенной
Сахаров:
«В своей следующей космологической работе (Нарушение CP-инвариантности, C-асимметрия и барионная асимметрия вселенной // Письма в ЖЭТФ. 1967. Т. 5. № 1. С. 32–35) я исходил из многозначительного факта – во Вселенной имеется так называемая “барионная асимметрия” (т. е. есть, насколько мы можем видеть, только барионы и нет антибарионов). При этом, что особенно требует объяснения, барионов сейчас гораздо меньше, чем фотонов реликтового излучения, – примерно одна стомиллионная или даже миллиардная доля.
На тех стадиях (при температуре более 10 триллионов градусов), когда энергия фотонов превосходила энергию, требуемую для образования пары барион + антибарион, барионы и антибарионы должны были присутствовать, причем в количествах, равных количеству фотонов в том же объеме (с точностью до постоянного численного множителя порядка единицы). В результате (числа условные, для иллюстрации):
Сейчас:
Фотонов Барионов Антибарионов
100 000 000 1 0
На горячей стадии добавляется 100 000 000 пар барионов и антибарионов:
Фотонов Барионов Антибарионов
100 000 000 100 000 001 100 000 000
Трудно представить себе, чтобы приведенные в последней строчке числа были “заданными природой” начальными условиями. Они в таком качестве “режут глаз”, “такого не может быть”. Именно это обстоятельство (как видит читатель, из области интуиции, а не дедукции) и было исходным стимулом для многих работ по барионной асимметрии, в том числе и моей».
БА:
Сахаров делает естественное и красивое предположение, что изначально числа барионов и антибарионов были равны, а тот факт, что после их аннигиляции (когда при расширении Вселенной ее температура опустилась ниже указанных десяти триллионов градусов) остался небольшой, в одной стомиллионной доле, «мусор» тяжелого барионного (протон-нейтронного) вещества наблюдаемой Вселенной, объясняется чисто динамически за счет выполнения трех «сахаровских» условий, ставших классическими:
1) должно нарушаться термодинамическое равновесие, что справедливо в сильно нестационарных условиях бурного расширения Вселенной;
2) должны различаться вероятности образования частиц и античастиц (на научном языке это называется нарушение С– и CP-симметрий); такое нарушение впервые было обнаружено на опыте в 1964 г.;
3) фундаментальный «кирпичик мироздания» протон должен быть нестабилен, то есть со временем должен распадаться.
