Kde je energie z anihilace částic po velkém třesku?

28. 05. 2019

Kde je energie z anihilace částic po velkém třesku?

Dobrý den, mám dva dotazy:

  1. Po velkém třesku, vznikla jedna miliarda částic a jedna miliarda-1 antičástic, které spolu anihilovaly, a náš vesmír je tvořen tou 1 miliardtinou částic. Při té anihilaci částic a antičástic muselo vzniknout nepředstavitelné množství energie. Doslova miliardkrát víc, než kdyby se veškerá nynější hmota ve vesmíru změnila na energii. Kde je ta energie vzniklá po anihilaci hmoty a antihmoty? Vždyť je to miliardkrát víc, než kdyby se dnešní hmota změnila na energii.
  2. Kdyby se budoucím vědcům podařilo změnit energii na hmotu, bude to hmota, nebo antihmota?
S pozdravem Vladislav N.


Ahoj Vladislave,

děkuji za otázku do poradny, budu se snažit co nejlépe odpovědět, ale na úrovni učiva střední školy, na astrofyziku nejsem odborník.

To, co popisuješ na začátku je opravdu velmi zajímavé, protože částic a antičástic by mělo vznikat stejné množství. To souvisí se symetriemi ve fyzikálních zákonech. Fyzikální jevy v našem světě by měly být symetrické (dopadnout stejně), pokud je zrcadlově obrátíme (P symetrie), pokud je budeme provádět s obráceným nábojem (C symetrie) a také, pokud budou probíhat „obráceně v čase“ (T symetrie). Žádná z uvedených symetrií samotná v mikrosvětě nefunguje, ale všechny 3 dohromady (zdá se) platí. Toto popisujeme tzv. CPT symetrií. Avšak CP symetrie (jen symetrie náboje a polohy) v mikrosvětě dokonale neplatí a tudíž vzniklo při velkém třesku více částic, než antičástic.

Teď k tvojí otázce – asi je dobré si uvědomit, že hmota a energie je vlastně to samé, jen v jiné formě. Přirovnal bych to k penězům – můžeme mít peníze v eurech, nebo korunách. Jen je mezi nimi přepočet (kurz eura ke koruně). Eurové bankovky vypadají jinak, než české. Tak nějak je to s energií a hmotností – jen v tomto případě je přepočet konstantní, nezávislý na čemkoliv a roven c2 – kvadrátu rychlosti světla. A pak je odpověď na tvojí otázku jednoduchá – energie ani hmota po velkém třesku nikam nezmizela, jen se různě přeměnila (po anihilaci částic a antičástic) na to, co kolem sebe vidíme – tedy hmotu a na tzv. reliktní záření – tedy energii.

Problém je jen v tom, že energie reliktního záření je velmi rozředěná do okolního vesmíru. Ten se totiž rozpíná a tak je množství energie na určitý objem stále menší.

A k druhé otázce – měnit energii na hmotu již umíme a vždy to vypadá stejně – vytvoříme částici a antičástici. Je to příklad zmiňované T symetrie – jestliže spojíme částici a její antičástici (např. elektron a pozitron), uvolní se gama záření. Kdybychom celý jev natáčeli a pustili pozpátku, tak bychom viděli, jak z energie (gama záření) vznikly částice. A stejně (zjednodušeně řečeno) to funguje i při experimentech, kdy z energie dokážeme „vyrobit“ pár částice a její antičástice. Dnes už jsme tak daleko, že jsme schopni „vyrobit“ dokonce jednoduché anti-atomy.

Na úplný závěr doplním, že označení částice a antičástice je založeno na tom, že je pro nás lepší říkat, že vše kolem nás se skládá z části a opak nazvat antičástice. Pokud bychom to obrátili, tak by jsme mohli klidně říkat, že žijeme v antivesmíru, jsme složeni z antičástic a náš antivesmír by existoval jen díky tomu, že na miliardu antičástic bylo o jednu částici víc.

Mgr. Jaroslav Koreš, Ph.D., Střední průmyslová škola strojní a elektrotechnická  Dukelská 13, České Budějovice

2

Autor

Jaroslav Koreš

Zadání dotazu

Máte nějaký dotaz?

Pokud se chcete na něco zeptat, napište e-mail s předmětem "Fyzikální poradna" na emailovou adresu

poradna@svetenergie.cz
Skupina ČEZ

Kontaktní informace

Máte-li k obsahu portálu jakékoliv náměty, postřehy či připomínky – prosím kontaktujte nás. Budeme vděční i za připomínky k nekorektnímu zobrazení stránek, či případnému upozornění na chybu. Děkujeme.


email:info@svetenergie.cz

Kontaktní formulář

KONTROLNÍ KÓD

kontrolní kód Opište prosím do políčka formuláře
text z obrázku

Portál Svět energie provozuje společnost ČEZ. Vyrobil Simopt, s.r.o., Copyright © 2016, Všechna práva vyhrazena

detail