¿Por qué el Big Bang necesitaba producir cantidades iguales de materia y antimateria? [duplicar]

He intentado encontrar una respuesta para esto, pero no pude encontrar una. ¿Cuál es el problema de que la materia se cree con poca o ninguna antimateria?

Voté a favor de dejar abierta, porque el duplicado propuesto responde la pregunta solo para los expertos que entienden la imagen completa y términos como "bariogénesis" o "tiempo de Planck", y la respuesta no es directa. Parece deseable una respuesta más directa y orientada a los legos.

Respuestas (2)

La interconversión de materia y energía se describe mediante la teoría cuántica de campos. Si te interesa la pregunta ¿ Qué evita que la masa se convierta en energía? es sobre este tema.

La teoría del campo cuántico particular que describe nuestro universo se llama Modelo Estándar , y hay tres simetrías importantes que se aplican al modelo estándar: simetría de carga , simetría de paridad y simetría de tiempo .

Resulta que ni la simetría de carga ni la simetría de paridad se cumplen por sí solas, pero la combinación de simetría de carga y paridad, la simetría CP, casi se cumple (pero no del todo). La materia y la antimateria están relacionadas por la simetría CP, por lo que cualquier proceso simétrico CP debe crear cantidades iguales de materia y antimateria; crear diferentes cantidades de materia y antimateria violaría la simetría CP.

Entonces, si la simetría CP fuera una simetría exacta, no habría materia en el universo. Los procesos que crean la materia tendrían que crear cantidades iguales de materia y antimateria, y estas se aniquilarían para dejar un universo que contuviera solo fotones.

Sin embargo, resulta que en el Modelo Estándar CP la simetría es casi, pero no del todo, una simetría exacta , por lo que puede haber procesos que crean diferentes cantidades de materia y antimateria y, por lo tanto, dan como resultado una creación neta de materia. Sin embargo, estos procesos crean muy poca materia para explicar toda la materia que vemos a nuestro alrededor. Debe haber habido algún otro proceso que actualmente no entendemos que creó la materia que vemos hoy.

Esto no responde a la pregunta del OP, por lo que el universo no siempre pudo haber tenido una asimetría, desde el Big Bang.

Crear sólo materia sin antimateria violaría varias leyes de conservación . Principalmente la conservación de la carga eléctrica y la conservación de la carga de color . Si creas muchos electrones sin antielectrones (positrones), creas mucha carga eléctrica negativa de la nada. Eso no está permitido por las leyes de conservación. Del mismo modo, no puede crear una gran cantidad de carga de color sin anticarga de color al crear quarks.

Todo el tema es más complicado y deberías fijarte, por ejemplo, en la simetría CPT .

Esto no responde a la pregunta del OP, por lo que el universo no siempre pudo haber tenido una asimetría, desde el Big Bang.