Die Geschichte des Universums

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Die jetzt herrschenden hohen Energien im Universum sind für irdische Experimente unerreichbar. Unser gegenwärtiges theoretisches Verständnis der Teilchenphysik rechtfertigt aber folgende Annahmen:

Zu diesem Zeipunkt sind die elektroschwache Kraft und die starke Kraft gleich groß. Die Gravitationskraft ist für die Prozesse der Erzeugung und Vernichtung von Elementarteilchen unbedeutend. Es existieren alle bekannten, aber möglicherweise auch weitere, bisher nicht entdeckte, Elementarteichen, die mit Erweiterungen des bisherigen Standardmodells einhergehen.

Etwa zu diesem Zeitpunkt muß noch etwas Wichtiges passiert sein: die anfängliche Symmetrie zwischen Materie und Antimaterie muß aufgehoben worden sein. Aus astronomischen Beobachtungen und der Analyse der Zusammensetzung der kosmischen Strahlung sind wir sicher, daß das für uns sichtbare Universum ausschließ aus Materie besteht. Es muß also irgendwann ein (sehr geringer) Überschuß an Materie entstanden sein, dessen Größenordnung wir sogar abschätzen können: Auf ein Proton oder Neutron im Universum kommen 10⁹ Photonen, die wir als das Resultat der Vernichtungsstrahlung der Antimaterie mit der Materie interpretieren können. Die Verletzung der Materie-Antimaterie-Symmetrie ist also extrem klein. Die wichtigsten Bedingungen dafür kennen wir:

• Die Teilchen-Antiteilchen-Symmetrie (CP-Symmetrie) muß verletzt sein. Dies wurde in Experimenten bereits beobachtet.
• Es muß zusätzlich eine Wechselwirkung geben, die die Baryonenzahl nicht erhält. Solche Wechselwirkungen wurden bisher nicht beobachtet; ein wichtiger Hinweis wäre etwa der Nachweis des Zerfalls von Protonen, nach dem gegenwärtig viele Experimente suchen - bisher ohne Erfolg.