Барионная симметрия и роль нейтрона во Вселенной.

Русанов А.А. учитель физики, г. Балашов

Введение

Барионная асимметрия Вселенной — одно из самых загадочных явлений в современной космологии. Она проявляется в наблюдаемом преобладании вещества над антивеществом в видимой части Вселенной. Этот феномен не находит объяснения ни в Стандартной модели физики элементарных частиц, ни в общей теории относительности. Асимметрия между веществом и антивеществом тесно связана с нарушением CP-симметрии (зарядово-пространственной симметрии), что остается одной из ключевых нерешенных проблем современной физики. Известно, что Вселенная расширяется, что подтверждается наблюдениями, соответствующими закону Хаббла. Согласно теории Большого взрыва, Вселенная возникла из сверхплотного состояния, и её ускоренное расширение связывают с влиянием темной энергии. Однако природа темной энергии и её возможная связь с барионной асимметрией остаются не до конца изученными.

Гипотеза о роли фотонов и гравитонов

Для объяснения барионной асимметрии и ускоренного расширения Вселенной предлагается модель, согласно которой Вселенная состоит из фотонов и гравитонов, обладающих незначительными зарядами противоположных знаков, равных по модулю. При их взаимодействии образуются все известные частицы("античастицы" ,все будет зависеть от преобладания плюса((гравитонов) или минуса(фотонов),этим и отличается материя от антиматерии)). Основные положения гипотезы следующие:

1. Фундаментальные частицы: Все известные частицы могут быть выражены как комбинации фотонов и гравитонов. Это позволяет свести четыре фундаментальных взаимодействия (гравитационное, электромагнитное, слабое и сильное) к одному — электромагнитному. Такое упрощение может открыть новые пути для объединения квантовой механики и общей теории относительности.
2. Заряды фотонов и гравитонов: Фотон обладает отрицательным зарядом (q < 10⁻35e), а гравитон — положительным зарядом той же величины. Это предположение лежит в основе объяснения формирования нейтрино и других частиц. Такая малая величина заряда может быть связана с квантовыми флуктуациями на ранних этапах эволюции Вселенной.
3. Нейтрино как комбинации фотонов и гравитонов:
   Стерильное нейтрино: Один фотон + один гравитон, это единственная абсолютно нейтральная частица. Суммарный заряд равен нулю (диполь). Стерильные нейтрино могут рассматриваться как компоненты темной материи, что объясняет их слабое взаимодействие с обычным веществом.
   Отрицательно заряженное нейтрино: Два фотона + один гравитон.
   Положительно заряженное антинейтрино: Два гравитона + один фотон. Дальше при образовании частиц из фотонов и гравитонов(из стерильных нейтрино),полной нейтрализации уже не будет, хотя для нейтрализации система из определенного соотношения частиц будет стараться объединится в ДИПОЛЬ. Все эти образованные частицы, появились за секунду до большого взрыва.(Сингулярность и Большой Взрыв, Эпоха инфляции, Формирование элементарных частиц...)
4. Образование электронов и позитронов:
   Электроны, как и другие элементарные частицы, образовались в ранней Вселенной в процессе Большого взрыва. Примерно через 1 секунду после начала расширения Вселенной, когда температура упала до уровня около 10^10 Кельвинов, начали формироваться стабильные электроны и позитроны (их античастицы).
5. Гипотеза образования электронов и позитронов :они формируются в результате осцилляций со стерильными нейтрино(и заряженными нейтрино и антинейтрино):
   Электрон: Состоит из первичного ядра — электронного нейтрино (два фотона + один гравитон, заряд отрицательный). В результате осцилляций стерильных нейтрино на это ядро образуется электрон, причем число фотонов в электроне преобладает над числом гравитонов (приблизительно в два раза). Когда число стерильных нейтрино в электроне достигает насыщения,(стал стабильным) электрон больше не может поглотить стерильное нейтрино он ионизирует частицу, "разрывает" стерильный диполь на две части : гравитон поглощается, а фотон сбрасывается. Вокруг электрона постоянно существует облако из фотонов, которые нейтрализуются с окружающими гравитонами, и вновь образуются новые стерильные нейтрино.
   Позитрон образуется аналогичным образом , но только начальным ядром у него является заряженное антинейтрино(два гравитона +один фотон),в результате осцилляций он так же накручивает на себя стерильные нейтрино с той лишь только разницей, что у него будет избыток гравитонов, и при взаимодействии со стерильными нейтрино когда наступит насыщение( гравитоны поглощать уже не будет),он так же ионизирует стерильное , нейтрино, "разрывает диполь", поглощая фотон и сбрасывая гравитон. Вокруг позитрона всегда облако из гравитонов. Образование электрона и позитрона происходит в зеркальном отражении.

Роль нейтронов и протонов

Нейтроны и протоны также рассматриваются как составные частицы, образованные из стерильных нейтрино( и заряженных антинейтрино и нейтрино),

• Кварки: Формируются из стерильных нейтрино-диполей с добавлением фотонов и гравитонов, что делает их заряженными. Заряд кварков не скомпенсирован. Формирование кварков происходит не на первом этапе, а только после образования стерильных нейтрино и заряженных нейтрино. Это соответствует Планковской эпохе (0 - 10⁻⁴³ секунд), самому раннему этапу, о котором мы можем говорить в рамках современных физических теорий. Время до 10⁻⁴³ секунд называется планковским временем, и на этом этапе все четыре фундаментальных взаимодействия (гравитация, сильное, слабое и электромагнитное) были объединены в одно. В дальнейшем электромагнитное взаимодействие играет основную роль, объединяя все четыре взаимодействия в единое.
• Протон: Более стабилен, так как число нейтрино и антинейтрино в нем сбалансировано. Протон является фундаментальной частицей, обеспечивающей стабильность вещества.
• Нейтрон: Состоит из трех кварков, образованных из стерильных нейтрино. Нейтрон неустойчив в свободном состоянии и распадается на протон, электрон и антинейтрино, что может быть объяснено дисбалансом между фотонами и гравитонами в его структуре.

Механизм гравитации и электромагнитного взаимодействия

Гравитационное взаимодействие объясняется обменом стерильными нейтрино (фотонами и гравитонами), что приводит к притяжению нейтральных тел. Электромагнитное взаимодействие также происходит через обмен фотонами и гравитонами, но в случае заряженных частиц может наблюдаться как притяжение, так и отталкивание.

Модель пульсирующей Вселенной

1. Исходное состояние: момент максимального сжатия

Вселенная находится в состоянии, напоминающем сингулярность, но не точечную. Это состояние можно сравнить с атомом водорода, где:

• Центр (ядро): массивная черная дыра, обладающая огромной гравитационной силой.
• Облако вокруг ядра: плотное скопление фотонов, находящихся в равновесии с гравитационным полем черной дыры.
• В этом состоянии гравитоны и фотоны существуют в виде свободных частиц, но их взаимодействие минимально из-за крайне высокой плотности и энергии. Общий "заряд" Вселенной:
• Qtotal=N−N+=0.
• Любое отклонение от нейтральности (например, избыток фотонов или гравитонов) приводит к динамическим процессам, восстанавливающим баланс.

2. "Взрыв" и начало расширения

• При достижении критической плотности энергии и давления в системе происходит "взрыв". Этот процесс можно описать как фазовый переход, при котором:
• Гравитоны, ранее связанные гравитационным полем черной дыры, начинают разлетаться во всех направлениях.
• Фотоны, освобожденные от гравитационного давления, начинают активно взаимодействовать с гравитонами.
• В результате этого взаимодействия образуются диполи — стерильные нейтрино, состоящие из фотона с отрицательным зарядом и гравитона с положительным зарядом. Эти диполи становятся основными "строительными блоками" для дальнейшего формирования материи.

-Затем из фотонов и гравитонов появляются другие комбинации частиц, еще не кварки, :
Один фотон + два гравитона — заряженное антинейтрино с положительным зарядом.
Один гравитон + два фотона — заряженное нейтрино с отрицательным зарядом.
Из этих "троек" начинают образовываться кварки и антикварки. Поскольку протон тяжелее электрона в 1836 раз, это означает, что каждый кварк состоит из четного числа таких "троек" — 612 штук. Затем из двух кварков и одного антикварка начинают образовываться протоны, а далее — по известному сценарию.В первый момент после взрыва появились стерильные нейтрино, затем заряженные нейтрино, и только потом — кварки и протоны.

3. Осцилляции и формирование материи

• Начинается процесс осцилляций между стерильными нейтрино, фотонами и гравитонами. Этот процесс можно разделить на несколько этапов:

1. Доминирование фотонов: Поскольку фотонов больше, чем гравитонов, их энергия преобладает, что приводит к формированию элементарных частиц — электронов, позитронов, протонов и нейтронов...
2. Формирование атомов: Из элементарных частиц начинают формироваться атомы, в первую очередь водород, как самый простой и распространенный элемент.
3. Расширение Вселенной: По мере формирования вещества Вселенная продолжает расширяться, при этом фотоны и гравитоны распределяются неравномерно.

4. Формирование водорода и антиматерии на краю Вселенной

На периферии Вселенной, куда долетают гравитоны, их концентрация становится выше, чем фотонов. Это приводит к следующим процессам:

1. Образование стерильных нейтрино: Гравитоны начинают доминировать, что приводит к формированию антинейтрино (состоящих из двух гравитонов и одного фотона),и нейтрино (состоит из двух фотонов и одного гравитона).Стерильные нейтрино не изменяются(фотон+гравитон) .
2. Формирование антиматерии: Из антинейтрино и нейтрино, начинают формироваться позитроны, электроны и антипротоны, которые затем объединяются в антиводород.
3. Накопление антиматерии: На краю Вселенной начинает скапливаться антиматерия, что создает зеркальное отражение обычной материи в центре.

5. Начало сжатия Вселенной

• Когда количество антинейтронов и антиматерии достигает критического уровня, гравитационное влияние антиматерии начинает преобладать. Это приводит к началу процесса сжатия:

1. Доминирование гравитонов: Приводит к образованию" антиматерии" материя и антиматерия начинают притягиваться, что приводит к замедлению расширения и последующему сжатию.
2. Ускорение сжатия: По мере сжатия концентрации гравитонов в центре увеличивается, по мере сброса фотонов.

6. Финальная стадия сжатия

Сжатие продолжается до тех пор, пока Вселенная не возвращается в исходное состояние:

1. Формирование черной дыры: В центре Вселенной образуется массивная черная дыра, которая полностью состоит из гравитонов.
2. Облако фотонов: Вокруг черной дыры формируется плотное облако фотонов, находящихся в равновесии с гравитационным полем.
3. Завершение цикла: Вселенная возвращается в состояние, аналогичное начальному, и цикл начинается заново.

Схема цикла

1. Расширение:

• H (водород) → антинейтрон → антивещество.

1. Сжатие:

• антивещество → анти-H (антиводород) → нейтрон → H (водород).

Ключевые моменты модели

• Роль стерильных нейтрино: Они выступают как связующее звено между фотонами и гравитонами, объясняя наличие темной материи.
• Баланс фотонов и гравитонов: Определяет эволюцию Вселенной — избыток фотонов приводит к расширению, избыток гравитонов — к сжатию.
• Цикличность: Вселенная проходит через бесконечные циклы расширения и сжатия, что делает модель самосогласованной.

Заключение

Предложенная гипотеза объединяет идеи о роли фотонов, гравитонов и стерильного нейтрино в формировании вещества и "антивещества". Она предлагает механизм барионной асимметрии и объясняет ускоренное расширение Вселенной через взаимодействие вещества и антивещества. Модель также позволяет рассмотреть возможные причины наблюдаемого ускоренного расширения Вселенной, связывая его с динамикой гравитонов и фотонов. Вселенная симметрична!