Velikášské závěry nové práce CERNu paradoxně stojí a padají na něčem extrémně malém – měření magnetického momentu specifické částice antihmoty známé jako antiproton. Ten vědci poprvé změřili s přesností na devět desetinných míst a dosáhli tak 350x přesnější úrovně než u dosavadních měření. U jiných částic se podařila hodnota magnetického momentu s podobnou přesností změřit již dříve, antiproton však této míře přesnosti dosud vzdoroval. 

Hlavní pointou nového měření je ale skutečnost, že při srovnání antiprotonu s protonem vychází u obou co do vlastností stále stejná hodnota, pouze s opačným znaménkem.

"Takže v tomto nebylo pozorováno žádné narušení symetrie. Kdyby symetrie nějak narušená byla, tedy kdyby se antihmota a hmota v něčem chovaly jinak, nikoliv stejně nebo přesně opačně, tak by musel potenciálně existovat nějaký mechanismus, který by nadbytek hmoty (během Velkého třesku) mohl vysvětlovat." říká částicový fyzik Tomáš Komárek, který působí i v CERNu.

Jak souvisí symetrie částic s Velkým třeskem?

Jak možná víte, interakce hmoty a antihmoty vede k výbušné anihilaci obou částic. Ve sci-fi se touto energií pohánějí kosmické lodě, ve reálném světě způsobuje jen bolehlavy teoretických fyziků. Dnešní platný model fyziky totiž operuje s tím, že podobná symetrie by se musela projevit i během Velkého třesku. Mělo by při něm totiž díky symetrii částic vzniknout stejné množství částic a antičástic, tedy hmoty a antihmoty.

Pokud se tak ale stalo, obě poloviny by se musely také okamžitě anihilovat. Jelikož ale kolem sebe vesmír a hmotu v něm pozorujeme, je jasné, že se všechna hmota takto nezničila. Zjevně se v minulosti kosmu stalo cosi jinak.

Právě odtud pohází i často citovaná hyperbola jednoho z vědců o tom, že bychom neměli vůbec existovat. "Všechna naše pozorování nacházejí úplnou symetrii hmoty a antihmoty, a proto by vesmír neměl vlastně existovat," uvedl v tiskové zprávě vedoucí výzkumník CERNu Christian Smorra, hned však dodal: "Asymetrie musí někde existovat, ale prostě nechápeme, kde je rozdíl. Kde je zdroj přerušení symetrie?"

Spíše než pozastavení se nad existencí kosmu tak zjištění značí, že naše chápání Velkého třesku bude třeba ještě dopilovat a hledat dále. To ovšem nebránilo většině médií studii reportovat poněkud "šokantně". 

Asymetrie Velkého třesku

Nové měření by bylo rovněž možné brát jako důkaz toho, že je naše chápání počátku vesmíru neúplné – to však přizná každý vědec, který se tak může nazývat.

Velký třesk, podobně jako černé díry, v sobě totiž nezbytně kombinuje jak teorii gravitace a všeobecnou kosmologii velkých kosmických objektů (planety, hvězdy, galaxie), tak i částicovou fyziku zabývající se naopak těmi nejmenšími objekty. Fyzici si už století lámou hlavu nad tím, jak obě teorie propojit, a prozatím jsou výsledkem pouze komplikované hypotézy, jako je teorie superstrun.

Jenže právě podle té má realita jedenáct dimenzí namísto námi chápaných tří (plus času). Tedy to, co mělo vést ke zjednodušení chápání kosmu, dělá spíš pravý opak.

U gravitačních vln se také čekalo na potvrzení

Tak ovšem věda zkrátka mnohdy pracuje – vysvětlení jednoho jevu jenom otevírá celou paletu nových otázek. Příkladem je třeba pozorování rotace galaxií, které z relativně nenápadné skutečnosti, že galaxie obíhají jako jedna masa hmoty, nikoliv různou rychlostí jako planety ve sluneční soustavě, vedla k postulování existence temné hmoty.

Nejde o to, že by vědci s podobnými teoriemi přicházeli z lenosti – pozorování zkrátka neumíme vysvětlit jinak. Mnohé domněnky z čistě teoretické fyziky pak na potvrzení mohou čekat i století. Stačí si vzpomenout na loňskou detekci gravitačních vln předpovězených Einsteinem v roce 1916.

Také vloni se tak kvůli dlouhému čekání na potvrzení ozvala řada skeptiků. Po pozorování spojení neutronových hvězd nejen skrze gravitační vlny, ale i světlo a další záření, však o jejich existenci už nikdo nepochybuje.

O problému (a)symetrie během Velkého třesku se navíc ví již delší dobu. Aktuální měření antiprotonu je tak spíše potvrzením toho, že víme, že něco nevíme. Nynější hypotézy, které by jednou mohly vést k teoriím i experimentům, například předpokládají, že na anihilaci hmoty a antihmoty po Velkém třesku skutečně došlo – i proto v kosmu "převládá prázdno".

Malá část hmoty, odpovídající zhruba jedné částici na miliardu jiných, se však v chaosu prvotního Velkého třesku zřejmě srážce s antičásticí vyhnula. Mohlo se tak stát například i kvůli některým bizarním kvantovým jevům, kdy se část částic umí proměnit v antičástice nebo disponuje nějakou relativní podružnou asymetrickou vlastností. Symetrie anihilace by tím již byla mírně porušena. Výsledek pak vidíme všude kolem sebe – co přežilo, je hmotou, která tvoří všechny známé planety, hvězdy a galaxie.

Nakonec se tedy i ohledně chybějící antihmoty a asymetrie opakuje to, čím si věda již mnohokrát prošla. Namísto toho, aby nedokonalosti v našem chápání vesmíru brali vědci s pokorou, jej však i tentokrát vnímají spíše opačně – jako výzvu k rozlousknutí.