Научные идеи А.Д. Сахарова сегодня

Если принять "горячую" теорию происхождения Веселенной, что, как говорилось, было доказано открытием в 1965 году "самого любимого" (А.Д. Сахаров) реликтового излучения, то в первые мгновения после "Большого взрыва" в условиях сверхвысокой температуры рождающиеся парами барионы и антибарионы были представлены в равных количествах. При понижении температуры, обусловленном расширением Вселенной, частицы и античастицы неизбежно аннигилируют, превращаясь в электромагнитное излучение. Именно это, первоначально очень горячее, а на сегодня охладившееся до примерно 3 градусов по Кельвину, реликтовое излучение заполняет равномерно всю Вселенную. Зная её объём, нетрудно подсчитать число фотонов в этом излучении — 10⁸⁷, а значит, столько было пар частица-античастица в первые мгновения, непосредственно перед аннигиляцией. В то же время число барионов в звёздах и галактиках составляет одну миллиардную часть указанного числа первичных пар. Откуда же возник этот "мусор", это ничтожное превышение материи над антиматерией вместо полной их аннигиляции, благодаря чему, среди прочего, появилась возможность возникновения жизни и наших с вами размышлений о тайнах мироздания?

В своей работе Сахаров сформулировал три условия, необходимых для возникновения при аннигиляции первоначально барионно-антибарионно симметричного горячего "бульона" указанного ничтожного "барионного осадка".

1)          Объяснение стало возможным после открытия С. Окубо эффекта нарушения комбинированной чётности (CP-чётности) в процессах рассеяния элементарных частиц. (Численные значения характеристик рассеяния некоторых частиц на 0,6% отличаются от характеристик пространственно (P) отражённого рассеяния их античастиц). На экземпляре своей работы, подаренном в 1967 году Е.Л. Фейнбергу, Сахаров написал стих собственного сочинения: "Из эффекта С. Окубо / при большой температуре / для Вселенной сшита шуба / по её косой фигуре".

2)          Остаточная барионная асимметрия при аннигиляции возможна только при нарушении симметрии при обращении времени, т.е. в динамических условиях сильной нестационарности, что имеет место по причине стремительного расширения Вселенной после "Большого взрыва".

3)          Для возникновения барионной асимметрии Вселенной необходимо предположить, что фундаментальная частица — протон нестабилен, имеет определённое время полураспада. Эта смелая гипотеза Сахарова, воспринятая коллегами как чистое безумие, как уже говорилось, естественно вошла в теоретическую физику в 1979 году в рамках Теории великого объединения. И тогда создатели этой теории вспомнили, что ведь Сахаров говорил об этом ещё 12 лет назад! Такое признание стало важным спасительным фактором в начале 1980 года, первые месяцы после ссылки, когда газеты клеймили Сахарова и писали, что он "выродился как учёный".[40] Распад протона предсказывается и в теориях суперсимметрии.

Но если, следуя Сахарову и указанным теориям, признать, что протон — этот основной "кирпичик мироздания" нестабилен, то почему же "мироздание" не распалось вместе с ним? Ответ прост, но и совершенно нетривиален. По оценкам, проведённым Сахаровым в работе 1967 года, для возникновения на начальной стадии существования Вселенной её наблюдаемой барионной асимметрии достаточно предположить, что протон нестабилен со временем жизни примерно 10⁵⁰ лет (в десять тысяч миллиард-миллиард-миллиард-миллиардов раз больше возраста Вселенной, порядок которого 10 миллиардов лет). В первоначальных моделях Теории великого объединения рассчитанный возраст протона был меньше и составлял "только" 10³⁰ лет. Ясно, что в любом варианте для нас такой протон практически вечен.