Okej, om jag har rätt så började universum enligt Big Bang-teorin som en mycket koncentrerad materieboll. Varifrån kom denna materia då? Jag menar, varifrån kom materialet för att skapa allt i universum? Uppstod den bara eller något sådant? (Var snäll och svara! Detta har stört mig i åratal!)

I början fanns det ännu ingen materia. Däremot fanns det mycket energi i form av ljus, som kommer i diskreta paket som kallas fotoner. När fotoner har tillräckligt med energi kan de spontant sönderfalla till en partikel och en antipartikel. (En antipartikel är den exakta motsatsen till motsvarande partikel – till exempel har en proton laddning +e, så en antiproton har laddning -e). Detta är lätt att observera idag, eftersom gammastrålar har tillräckligt med energi för att skapa mätbara elektron-antielektronpar (antielektronen brukar kallas positron). Det visar sig att fotonen bara är en av en klass av partiklar, kallade bosoner, som sönderfaller på detta sätt. Många av de bosoner som fanns strax efter big bang var så energirika att de kunde sönderfalla till mycket mer massiva partiklar som t.ex. protoner (kom ihåg att E=mc2, så för att skapa en partikel med en stor massa m behöver man en boson med en hög energi E). Massan i universum kom från sådana sönderfall.

Nästa fråga att ställa är: vart tog all antimateria vägen? För varje partikel som skapas på detta sätt finns det exakt en antipartikel. I det här fallet borde det ha funnits exakt lika mycket antimateria som det finns materia. Om detta vore sant skulle varje partikel, när universum hade svalnat något, ha hittat en antipartikel och kombinerats för att bilda en boson (denna process kallas annihilation av partiklarna). Detta var faktiskt ödet för de flesta av dessa par – ungefär 10 miljarder partiklar förintas för varje partikel som överlevde. Överlevnaden av även en sådan liten del var tillräcklig för att bilda all materia i vårt universum. Någon gång under denna process måste något annat ha hänt för att fler partiklar än antipartiklar skulle överleva (vi kallar detta för partikel-antipartikelasymmetrin).

Det finns många teorier som försöker förklara denna asymmetri. Jag ska ge en mycket kortfattad beskrivning av en av dem, som kallas elektrosvag baryogenes. (För att förstå den krävs mycket mer bakgrundsinformation än vad jag har utrymme för). Protoner och neutroner är partiklar som kallas baryoner, och baryogenes innebär skapandet av baryoner. Den nuvarande förståelsen av partikelfysiken, kallad standardmodellen, dikterar att antalet baryoner numera är nästan konstant, med endast en liten variation på grund av kvantmekanisk tunnling. I det tidiga universum var dock temperaturen mycket högre, så att denna tunnling var vanlig och ett stort antal baryoner kunde ha skapats. Electroweak hänvisar till tidsperioden i fråga, då den elektromagnetiska och den svaga kraften höll på att frikopplas från en enda kraft till två separata krafter (mellan 10-12 och 10-6 sekunder efter big bang – asymmetrin skulle förmodligen ha bildats mot slutet). En ytterligare källa till baryoner beror på att leptoner (en annan typ av partikel, inklusive elektroner) kan omvandlas till baryoner vid denna epok.

Denna sida uppdaterades senast den 27 juni 2015.