Ok, se ho ragione, secondo la teoria del Big Bang, l’universo è iniziato come una palla di materia altamente concertata. Bene, da dove è venuta quella materia? Voglio dire, da dove è venuto il materiale per creare tutto nell’universo? È semplicemente apparsa o qualcosa del genere? (PER FAVORE rispondi! Questo mi preoccupa da ANNI!)

In principio, non c’era ancora materia. Tuttavia, c’era molta energia sotto forma di luce, che arriva in pacchetti discreti chiamati fotoni. Quando i fotoni hanno abbastanza energia, possono decadere spontaneamente in una particella e un’antiparticella. (Un’antiparticella è l’esatto opposto della particella corrispondente – per esempio, un protone ha carica +e, quindi un antiprotone ha carica -e). Questo è facilmente osservabile oggi, poiché i raggi gamma hanno abbastanza energia per creare coppie elettrone-antielettrone misurabili (l’antielettrone è solitamente chiamato positrone). Si scopre che il fotone è solo una di una classe di particelle, chiamate bosoni, che decadono in questo modo. Molti dei bosoni presenti subito dopo il big bang erano così energetici che potevano decadere in particelle molto più massicce come i protoni (ricorda, E=mc2, quindi per fare una particella con una grande massa m, hai bisogno di un bosone con un’alta energia E). La massa nell’universo proviene da tali decadimenti.

La prossima domanda da porsi è: dove è finita tutta l’antimateria? Per ogni particella creata in questo modo, c’è esattamente un’antiparticella. In questo caso, avrebbe dovuto esserci esattamente tanta antimateria quanta materia. Se questo fosse vero, quando l’universo si fosse un po’ raffreddato, ogni particella avrebbe trovato un’antiparticella e si sarebbe combinata per formare un bosone (questo processo è chiamato annichilazione delle particelle). In realtà, questo è stato il destino della maggior parte di queste coppie – qualcosa come 10 miliardi di particelle annichilite per ognuna che è sopravvissuta. La sopravvivenza anche di una frazione così piccola è stata sufficiente a formare tutta la materia del nostro universo. Ad un certo punto durante questo processo, deve essere successo qualcos’altro per causare la sopravvivenza di più particelle che antiparticelle (chiamiamo questa asimmetria particella-antiparticella).

Ci sono molte teorie che cercano di spiegare questa asimmetria. Darò una descrizione molto breve di una di esse, chiamata barogenesi elettrodebole. (Comprenderla richiede molte più informazioni di base di quelle che ho a disposizione). Protoni e neutroni sono particelle chiamate barioni, e la barogenesi significa la creazione di barioni. L’attuale comprensione della fisica delle particelle, chiamata modello standard, impone che al giorno d’oggi il numero di barioni sia quasi costante, con solo una piccola variazione dovuta al tunneling meccanico quantistico. Nel primo universo, tuttavia, la temperatura era molto più alta, così che questo tunneling era comune e un gran numero di barioni potrebbe essere stato creato. Electroweak si riferisce al periodo di tempo in questione, quando le forze elettromagnetiche e deboli si stavano disaccoppiando da un’unica forza in 2 forze separate (tra 10-12 e 10-6 secondi dopo il big bang – l’asimmetria probabilmente si sarebbe formata verso la fine). Un’ulteriore fonte di barioni è dovuta al fatto che i leptoni (un altro tipo di particelle, compresi gli elettroni) possono essere convertiti in barioni in questa epoca.

Questa pagina è stata aggiornata l’ultima volta il 27 giugno 2015.