Antymateria stanowi w pewnym sensie przeciwieństwo materii. Uważa się, że Wielki Wybuch powinien był wytworzyć równe ilości materii i antymaterii. Dlaczego więc Wszechświat składa się dziś prawie wyłącznie z materii?
Teoria Wielkiego Wybuchu zakłada, że w momencie tego wydarzenia z energii miały powstać równe ilości materii i antymaterii1. Materia jest nam bardzo dobrze znana – są to cząstki elementarne o określonym ładunku (lub braku ładunku) i innych właściwościach fizycznych. Należą do niej kwarki, które w określonych kombinacjach tworzą protony, neutrony i inne cząsteczki, oraz leptony, do których należą m.in. elektrony i neutrina.
Czym jest antymateria?
Antymateria jest bardzo podobna do materii, ale – jak wskazuje przedrostek anty – stanowi jej przeciwieństwo (a przynajmniej w pewnym sensie). Pod względem masy cząsteczki antymaterii są takie same jak cząsteczki materii. Jednak od tych drugich antymateria odróżnia się właściwościami odwrotnymi do właściwości materii. Na przykład odpowiednikiem protonu w antymaterii jest antyproton (złożony z 2 antykwarków górnych i 1 dolnego). W przeciwieństwie do protonu, który ma ładunek +1, antyproton posiada ładunek -1. Podobnie jest w przypadku elektronu i pozytonu (antyelektronu), których ładunek to odpowiednio -1 i +1.
Odwrotny ładunek, a także inne odwrotne cechy cząsteczek antymaterii sprawiają, że stanowią one swego rodzaju przeciwieństwo cząsteczek materii. Gdy więc cząstka spotyka na swojej drodze antycząstkę, dochodzi do anihilacji (unicestwienia) ich obu, a zamiast nich powstają inne cząstki. Np. gdy zderzają się elektron i pozyton o niskiej energii, obie cząstki podlegają anihilacji, a na ich miejscu powstają dwa fotony gamma. W zależności od energii tych cząstek anihilacja elektronu i pozytonu może skutkować powstaniem różnej gamy innych cząstek (także bozonu Higgsa). I tak anihilacji podlegają również inne pary cząstka-antycząstka (np. proton i antyproton).
Problem asymetrii barionowej
Co więcej, dochodzi również do procesu odwrotnego, kiedy to z dwóch wysokoenergetycznych fotonów powstają pary cząstka-antycząstka. Eksperymenty naukowe dowodzą, że w ten sposób może dochodzić do powstawania materii z energii2. Jest to tzw. bariogeneza. Świeccy naukowcy wierzą, że krótko po Wielkim Wybuchu, kiedy cały powstały Wszechświat wypełniały wysokoenergetyczne fotony, te zderzały się i tworzyły materię i antymaterię. A zatem w teorii Wielkiego Wybuchu z pierwotnych fotonów powinny były powstać równe ilości materii i antymaterii.
Problem polega na tym, że wcale tak nie jest. Nasz Wszechświat złożony jest praktycznie całkowicie z materii. Współczesne teorie mówią, że po Wielkim Wybuchu, gdy prawie cała materia i antymateria anihilowały, pozostał niewielki odsetek materii. Ta pozostała materia jest wszystkim tym, co dzisiaj widzimy i z czego składa się nasz Wszechświat. Skąd jednak ten nadmiar materii, który nie anihilował na krótko po Wielkim Wybuchu? Naukowcy nazywają to problemem asymetrii barionowej3.
Antymateria w cieniu materii
Według teorii Wielkiego Wybuchu powinniśmy mieć zatem równe ilości materii i antymaterii – a właściwie nie powinno być żadnej materii, skoro ta i tak by anihilowała razem z antymaterią (wtedy też życie nie mogłoby istnieć). Tymczasem we Wszechświecie mamy praktycznie tylko materię i bardzo nieliczne cząstki naturalnej antymaterii.
Naukowcy przebadali proporcje protonów i antyprotonów w pierwotnym promieniowaniu kosmicznym w zakresie energii od 4 GeV do 50 GeV. Okazuje się, że antyprotony stanowią mniej niż 0,01% promieniowania, przy założeniu, że antycząsteczki są produktem wtórnym zderzeń promieniowania pierwotnego z cząsteczkami gazu międzygwiezdnego4. Innymi słowy, cały obserwowalny Wszechświat jest praktycznie zbudowany z materii.
Problem dla ewolucjonistów, ale nie dla kreacjonistów
Skąd taka rozbieżność między ilościami materii i antymaterii? Jest to prawdziwa zagadka dla świeckich astronomów, którzy wierzą, że nasz Wszechświat powstał w sposób całkowicie naturalny. Naukowcy proponowali różne rozwiązania problemu asymetrii barionowej i brakującej antymaterii. Wśród propozycji można znaleźć m.in. postulat istnienia regionów Wszechświata, gdzie zamiast materii dominuje antymateria5, a nawet całego lustrzanego anty-Wszechświata. Jednak żaden z pomysłów nie okazał się przekonujący. Problem asymetrii barionowej wciąż stanowi tajemnicę dla świeckich naukowców.
Nie jest to natomiast tajemnicą dla naukowców wierzących w biblijne stworzenie. Gdyby teoria Wielkiego Wybuchu była prawdziwa i gdyby powstały z niego równe ilości materii i antymaterii, które następnie anihilowałyby, to po prostu nie moglibyśmy istnieć! Fakt, że cały Wszechświat złożony jest niemal wyłącznie z materii (i gdzie okazjonalna antymateria jest jedynie produktem ubocznym niektórych procesów fizycznych) wprost świadczy o tym, że nie powstał on przez przypadek – ktoś musiał go zaprojektować tak, aby istniała materia i abyśmy również my istnieli. Problem asymetrii barionowej stanowi bardzo poważny dowód na istnienie Boga Stwórcy, który sam zaprojektował nasz w pełni materialny Wszechświat.
Przypisy
- Hebert J., Big Bang Scientists: Universe Shouldn’t Exist, Institute for Creation Research, 09.11.2017, https://www.icr.org/article/big-bang-scientists-universe-shouldnt/
- Lisle J., The Big Bang: God’s Chosen Method of Creation?, Answers in Genesis, 20.11.2007, https://answersingenesis.org/big-bang/the-big-bang/
- Hebert J., op. cit.
- Beach A.S. et al., Measurement of the Cosmic-Ray Antiproton to Proton Abundance Ratio between 4 and 50 GeV, arXiv, 05.11.2001, https://arxiv.org/pdf/astro-ph/0111094.pdf
- Oard M.J., Missing Antimatter Challenges the ’Big Bang’ Theory, Answers in Genesis, 01.12.1998, https://answersingenesis.org/big-bang/missing-antimatter-challenges-the-big-bang-theory/
