Выбрать главу

Ние не разполагаме с директно доказателство дали материята в другите галактики е изградена от протони и неутрони, или от антипротони и антинеутрони, но вероятно е или едното, или другото: не може да има смес от двете в една галактика, защото в такъв случай пак бихме наблюдавали силно лъчение от анихилации. Ето защо се предполага всички галактики да са съставени от кварки, а не от антикварки; представата някои галактики да са от материя, а други от антиматерия изглежда неправдоподобна.

А защо кварките са много повече от антикварките? Защо не са поравно? Несъмнено имаме късмет, че броят им не е равен, защото иначе почти всички кварки и антикварки биха анихилирали още в ранната Вселена и биха оставили Вселена, изпълнена с лъчение, но едва ли с някакво вещество. Тогава вероятно нямаше да има галактики, звезди или планети, на които да се развие човешки живот. За щастие теориите на Великото обединение може би ни дават обяснение защо Вселената сега съдържа повече кварки, отколкото антикварки, даже и в началото броят им да е бил равен. Както видяхме, теориите на Великото обединение позволяват при високи енергии кварките да се превръщат в антикварки. Освен това те позволяват и обратните процеси — превръщане на антикварки в електрони и на електрони и антиелектрони в антикварки и кварки. Някога, в съвсем ранната Вселена, тя е била толкова гореща, че енергиите на частиците вероятно са били достатъчно високи за настъпването на тези превръщания. Но защо това е довело до повече кварки, отколкото антикварки? Причината е, че физичните закони не са съвсем същите за частиците и античастиците.

До 1956 г. се смяташе, че физичните закони се подчиняват на всяка от трите отделни симетрии, наречени C, P и T.

Симетрията C означава, че законите са едни и същи за частици и античастици. Симетрията P означава, че законите са едни и същи за всяка ситуация и нейното огледално изображение (огледалното изображение на една частица с дясно въртене е това на частица с ляво въртене). Симетрията T означава, че ако обърнем посоката на движение на всички частици и античастици, системата трябва да се върне в предишни състояния: с други думи, законите са еднакви както напред, така и назад във времето.

През 1956 г. двама американски физици — Дзун-Дао Ли и Чженин Янг, предположиха, че слабото взаимодействие фактически не се подчинява на P симетрията. С други думи, слабото взаимодействие би принудило Вселената да се развива различно от начина, но който би се развило нейното огледално изображение. Същата година тяхната колежка Цзин Сян Ву! доказа, че предсказанието им е правилно. Тя направи това, като ориентира ядрата на радиоактивни атоми в магнитно поле така, че всички те да се въртят в една и съща посока, и показа, че в една посока се освобождават повече електрони, отколкото в друга. Следващата година Ли и Янг получиха Нобелова награда за своята идея. Освен това беше установено, че слабото взаимодействие не се подчинява на P симетрията, т.е. поведението на вселена, съставена от античастици, ще бъде различно от това на нашата Вселена. Въпреки това, изглежда, слабото взаимодействие спазва комбинираната CP симетрия, т.е. Вселената би се развивала по същия начин, както огледалното си изображение, дори ако всяка частица бъде заместена от своята античастица! През 1964 г. обаче други двама американци — Дж. У. Кронин и Вал Фич, откриха, че CP симетрията не се спазва дори при разпадането на определени частици, наречени К-мезони.

Накрая през 1980 г. Кронин и Фич получиха Нобелова награда за труда си. (Много са наградите, раздадени за посочването на факта, че Вселената не е така проста, както си я представяме!)

Има една математическа теорема, която твърди, че всяка теория, която се подчинява на квантовата механика и на относителността, трябва винаги да съблюдава и комбинираната CPT симетрия. С други думи, поведението на Вселената би трябвало да е едно и също, дори да заменим частиците с античастици, да вземем огледално изображение и да обърнем посоката на времето. Но Кронин и Фич показаха, че ако заменим частиците с античастици и вземем огледално изображение, а не обърнем посоката на времето, поведението на Вселената не е същото. Ето защо, ако обърнем посоката на времето, физичните закони трябва да се променят; те не спазват T симетрията.