Космология

Космос – 19. Инфляционная эпоха

Проходила в период с 10

до 10

секунд от Большого Взрыва. Началось образование материи, что привело к тому, что Вселенная экспоненциально увеличивала свой радиус на много порядков. Образование материи описывается также как фазовый переход. Произошла первичная квантовая флуктуация, то есть вещество образовывалось неоднородным, что и привело к тому, что Вселенная имеет крупномасштабную структуру – галактики, скопления галактик и так далее (сейчас составлена довольно подробная трехмерная карта Вселенной).

Возникли кварки и глюоны, то есть, собственно, сильное взаимодействие, и немедленно начали объединяться в адроны (бариогенезис).

Во время бариогенезиса возникла барионная асимметрия Вселенной – наблюдающаяся асимметрия между материей и антиматерией, в результате которой после совместной аннигиляции материи и антиматерии осталось какое-то количество материи, из которой теперь все и состоит. Если бы не антиматерия, то там было бы вещества еще на десятки таких же Вселенных, в принципе.

К концу периода мир, по сути, уже похож на наш – есть три взаимодействия и элементарные частицы, и есть даже какая-то неоднородность (флюктуация), но он все еще значительно плотнее самой плотной звезды. В этом ужасно плотном состоянии мир состоит из своего рода жидкости из кварков, антикварков и глюонов.

Температура в начале периода 10

K.

За данный период линейные размеры Вселенной увеличились, по крайней мере, в 10

раза (может и больше), и, значит, объем вселенной увеличился в 10

раз.

Космос – 20. Сильное взаимодействие

Связывает кварки в адроны (из которых наиболее известны протоны с нейтронами), а также связывает ядерные частицы внутри ядра. Так как протоны одинаково заряжены, без сильного взаимодействия они бы разлетелись из-за электромагнитного отталкивания.

Формула его:

U = -k (exp (-r/r0)/r),

где k – константа сильного взаимодействия, принимается обычно за 1,

r – расстояние между частицами, которые взаимодействуют,

r0 – 10

м.

Радиус ядра прямо зависит от этой r0 и числа нуклонов в ядре (А):

R=r0 * A

.

Из этих соотношений определяют энергию, скорость и массу переносчиков этого взаимодействия (глюоны).

Сильно взаимодействуют все адроны, в том числе всякие экзотические тяжелые частицы, которых наоткрывали в пятидесятые годы (всякие там "омега-гипероны").