Imediat dupa Big Bang ar fi urmat o perioada de expansiune extrem de rapida a Universului – denumita inflatia cosmica, dar si o tranzitie de faza care ar fi generat unde gravitationale care ar putea fi masurate in urmatorii ani si ne-ar ajuta sa intelegem cum de materia a supravietuit antimateriei, dezlegand si o parte din misterele neutrinilor.

Cum de materia a supravietuit antimateriei formand galaxii, stele, planete si…oameni? Intrebarea este una dintre cele mai importante si un raspuns clar inca nu a fost dat de oamenii de stiinta. Imediat dupa Big Bang numarul de particule si cel al antiparticulelor (antimaterie) era la fel de mare – ceea ce ar insemna ca materia si antimateria s-ar fi anihilat, lasand in urma radiatie. Noi nu am exista! Nimic din ceea ce vedem in Univers nu ar putea exista. Si totusi, Universul pe care-l vedem contine miliarde de galaxii formate din materie in timp ce antimateria a disparut!

De multi ani cercetatorii cauta sa dezlege aceasta enigma a existentei noastre: pana la ora actuala s-a demonstrat cum ca anumite particule si antiparticule, precum kaonii, au legi diferite – ceea ce ar putea oarecum explica de ce a disparut anitmateria: a „murit”. Insa diferenta masurata este mult mai mica decat cea necesara explicatiei cantitatii de materie din Univers.

Un grup de cercetatori, condus de Graham White de la TRIUMF, Canada, a publicat recent un articol in Physical Review Letters, in care cauta sa dezlege aceasta enigma si sa gaseasca posibile semnale pe care le-am putea masura pentru a confirma teoria pe care o propun.

In articolul publicat cercetatorii sustin ca in primele clipe ale Universului ar fi avut loc asa-numita expansiune extrem de rapida numita inflatie. In aceasta perioada extrem de scurta de timp (mult sub o secunda) Universul s-ar fi „umflat” de multe miliarde de miliarde de ori – practic cu o expansiune mult mai mare decat viteza luminii (ceea ce nu contrazice teoria lui Einstein care are de-a face cu miscarea in spatiu si nu cu ceea ce se intampla cu spatiul insusi).

White si colegii sustin ca Universul a trecut printr-o tranzitie de faza, precum apa care se transfoma din apa in gheata, sau in vapori, sau cea care transforma anumite materiale in superconductori cand temperatura scade sub o valoare critica. Aceast proces ar fi dat nastere unor defecte cosmice in structura spatiului si a timpului a Universului, ceea ce a avut drept consecinta formarea unor asa-numite corzi (string) cosmice. Pe masura ce Universul evolua aceste corzi dadeau nastere unor unde gravitationale, deformari ale structurii spatio-temporale ale Universului, care de atunci continua sa se propage in Univers. Acelasi proces ar explica si anumite mistere ale neutrinilor, prin posibila existenta a unui al patrulea tip de neutrini (neutrinii sterili) care nu au fost descoperiti pana la ora actuala.

Daca intr-adevar aceste unde gravitationale primordiale exista se spera ca vor fi descoperite in viitor, de antene gravitationale foarte sensibile precum Laser Interferometer Space Antenna, care va fi situata in spatiu, lansarea fiind prevazuta pentru 2034.

Intre timp continua studiul neutrinilor, care ar putea da la randul lui o serie de rezultate si informatii extrem de utile pentru a intelege daca mecanismult propus de cercetatori, denumit seesaw, ar putea explica de ce neutrinii au mase atat de mici si care ar fi acestea; in prezent se stie doar ca neutrinii, de trei tipuri diferite, au masa – insa nimeni pana in prezent nu a fost in stare sa o masoare, in ciuda unor eforturi deosebite.

Undele gravitationale primordiale, cele generate de corzile cosmice, se suprapun cu undele generate de stele de neutroni si gauri negre, insa au totusi caracteristici diferite ceea ce face ca sa fie posibil de identificat.

Studiul undelor gravitationale si al neutrinilor ar putea dezlega misterul exstentei noastre si a Universului, prin intelegerea proceselor care au avut loc imediat dupa Big Bang si care ar fi distrus antimateria lasand in urma materia din care suntem facuti.

Articol scris de Cătălina Oana Curceanu, prim cercetător în domeniul fizicii particulelor elementare şi al fizicii nucleare, Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Roma, Italia) şi colaborator al Scientia.ro