Dannelse af stof og antistof

---

Det er beregnet, at da Universet var en milliontedel af et sekund gammelt (10^-6 s), var det fyldt med højenergi fotoner med en temperatur på 20 billioner Kelvin (20 x 10¹² K). Densiteten af strålingen var desuden meget høj; mere end tusind gange så stor som densiteten af en atomkerne (se faktaboks om densitet af stråling nederst på siden). Hvis fotoner har høj nok energi, kan to omdannes til et partikelpar: En partikel af almindeligt stof og en partikel af antistof. Omvendt når stof og antistof mødes omdannes det til fotoner.

Universet på dette tidspunkt var altså fuld af energi, der fluktuerede mellem at være fotoner og partikler. Som Universet udvider sig falder temperaturen og energien af fotonerne. Da Universet var 10 milliontedele af et sekund gammelt var temperaturen faldet, så den gennemsnitlige energi af fotonerne var godt under energien det kræver at producere proton-antiproton par og neutron-antineutron par. Herefter kombinerede antipartiklerne med partikler og blev til fotoner igen. Man skulle synes at alle partikler skulle være omdannet til fotoner ved kontakt med deres antipartikler, men af grunde man ikke forstår, var der et lille overskud af almindeligt stof. For hver milliard partikler der blev tilintetgjort ved kontakt med deres antipartikler overlevede én uden en antipartikel til at destruere den. Derfor består Universet i dag af stof.

Da elektroner og positroner (antielektroner) vejer meget mindre end protoner og neutroner, kræver de tilsvarende mindre energi at danne. Produktionen af elektron-positron par fortsatte derfor til Universet havde udvidet sig nok til, at fotonerne ikke længere havde energi til at danne disse. Herefter blev de dannede positroner til fotoner igen på samme måde som det var tilfældet for antiprotoner og antineutroner. Også for elektronerne gælder det at én ud af en milliard overlevede.¹

[1] Foundations of Astronomy, Michael A. Seeds & Dana E. Backman, s. 397-398