Titti-79, 15/05/2020 16:12:
Io avrei un paio di domande…
Uno: potrebbe esistere la materia senza l'antimateria…?
E due: dal momento che materia e antimateria non possono venire a contatto altrimenti annichilano entrambe… è per questo che non c'è traccia di antimateria in giro?
Potrebbe (parlando per assurdo) essere che l'antimateria di cui non c'è traccia abbia creato un universo parallelo e opposto a quello di materia?
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Titti.
Io ci provo a spiegartelo, ma non sarò responsabile di eventuali malditesta.
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Il processo fisico che supporta la "condensazione" dell'energia in materia nell'universo, supporta anche lo stesso processo per la formazione dell'antimateria. I due processi sono essenzialmente speculari e non esiste una ragione evidente per cui l'uno debba essere statisticamente favorito rispetto all'altro. Per questo uno dei grandi misteri della cosmologia moderna è cosa abbia portato a un universo osservabile in cui la materia domina e l'antimateria (quella naturalmente prodotta) sia sparita. Da vari decenni l'idea dominante fra i fisici è quella che, sebbene i due processi siano teoreticamente uguali, le leggi dell'universo osservabile abbiano per qualche ragione ignota un piccolo bias verso la formazione della materia, nell'ordine di un atomo extra ogni qualche centinaia di migliaia o milione di coppie atomo-antiatomo. Questo sarebbe stato sufficiente a produrre tutta la materia osservabile, ma dimostrarlo in modo sperimentale è più facile a dirsi che a farsi.
Inoltre la faccenda è... molto più complessa, per i fisici. Questo problema è solo una conseguenza circoscritta di un problema più vasto, quello delle violazioni del teorema della "simmetria CPT". L'idea fondamentale del teorema è che la nostra matematica non dovrebbe essere in grado di distinguere fra i fenomeni fisici che accadono nell'universo così come viene descritto nella nostra realtà e i fenomeni fisici che accadrebbero in un universo dove in cui tutti i parametri C, P e T fossero invertiti: in sostanza se invertissimo tutti i segni di carica delle particelle, invertissimo i loro vettori nello spazio e invertissimo la loro coordinata temporale, creando un anti-universo di antiparticelle con vettori invertiti, cariche invertite e direzione del tempo invertita, dovremmo ottenere una descrizione matematica dove tutto funziona in modo perfettamente uguale al nostro universo. Se così non fosse, avremmo un enorme problema teorico: la nostra fisica sarebbe incoerente con la natura del nostro universo. E' un po' come postulare che (+1) + (-1) sia sempre e necessariamente uguale a 0; se sperimentalmente ci accorgessimo che le due quantità non si sempre si annullano, evidentemente ci sarebbe un errore fondamentale nella nostra comprensione del concetto del numero 1.
Un tempo si pensava che per ottenere questa descrizione invertita bastasse invertire i parametri C e P, ma negli anni 50, con lo sbigottimento dei fisici teorici, si scoprirono alcune violazioni di questa simmetria: in essenza ci sono alcuni fenomeni subatomici legati alla forza nucleare debole che non rispettano una simmetria CP, in altre parole all'universo "importa" il fatto che questi fenomeni siano avvenuti verso destra o verso sinistra e non è possibile creare una versione equivalente invertendo i loro parametri C e P. Da allora si è capito che le violazioni CP sono essenziali per capire le "bizzarrie" nei comportamenti dell'energia e della materia subito dopo il Big Bang; il nostro modello della fisica può essere completato soltanto comprendendo per quale motivo in certi particolari fenomeni subatomici le leggi della fisica esigono queste particolari violazioni, mostrando una "predilezione" verso il fenomeno X piuttosto che verso l'antifenomeno X... e si sospetta che la formazione della materia a partire dall'energia dell'universo dopo il Big Bang sia stata influenzata da una di queste "predilezioni", ma siccome non possiamo esplorare direttamente i regimi di energia che esistevano poco dopo il Big Bang, dobbiamo lavorare al problema in modo indiretto e cercare di ottenere indizi studiando il comportamento di particelle più stabili (intendo "stabili" nel nostro universo attuale, dove la temperatura e densità media della materia non è più quella che c'era ai tempi in cui masse galattiche erano compresse in una capocchia di spillo...). Da qui l'esperimento sui neutrini indicato nell'articolo.
Titti-79, 15/05/2020 16:12:
Potrebbe (parlando per assurdo) essere che l'antimateria di cui non c'è traccia abbia creato un universo parallelo e opposto a quello di materia?
Titti.
L'idea è che l'antimateria si sia annichilita assieme a uguali quantità di materia. Nel frattempo però l'universo si stava espandendo, quindi a un certo punto si è arrivati a una situazione in cui la temperatura era scesa abbastanza da inibire la formazione di nuovi atomi di idrogeno e anti-idrogeno, quindi il processo si è arrestato; a quel punto la gravità ha tenuto assieme le masse che si erano formate e l'universo ha cominciato a prendere una forma più simile a quella che conosciamo, con "filamenti cosmici" di gas di idrogeno che gradualmente collassavano su sè stessi per formare stelle e quasar (gli antenati delle galassie), mentre qualsiasi traccia di antimateria spariva per sempre, cancellata dalla predominanza statistica della materia. Tieni presente che l'antimateria sente la gravità proprio come la materia, quindi anche se per caso ne fosse sopravvissuta un po' durante le fasi iniziali, non se ne sarebbe andata a spasso per conto suo. Sarebbe caduta nel pozzo gravitazionale delle varie protogalassie come tutto il resto, finendo per annichilirsi nel processo.
Non sono invece sicuro di capire cosa intendi per "universo parallelo". Puoi spiegarmi che cosa intendi con questa immagine? Stai pensando a un "settore" distante ma osservabile del nostro universo? O a qualcos'altro?
[Modificato da Rainboy 19/05/2020 01:30]