¿Hay más protones o electrones en el universo?

La evidencia sugiere que los números son, hasta fluctuaciones locales y de corto plazo, muy, muy similares.

El protón, el electrón, el positrón, son aparentemente estables de forma aislada, no se han observado desintegraciones de estas partículas.

La fuerza electromagnética es muy fuerte y también tiene un alcance infinito, como la gravedad, por lo que, en general, la neutralidad de la carga eléctrica debe mantenerse en el universo.

No se conocen interacciones que violen la conservación de la carga.

La fuerza entre cargas es mucho mayor que la fuerza de gravedad, aproximadamente un factor de [matemática] 10 ^ {39} [/ matemática] mayor para las partículas elementales típicas.

Pero a gran escala, la gravedad parece ser la mayor fuerza. Domina la evolución del universo a escalas mucho más grandes que las galaxias.

Entonces el universo tiene que estar muy cerca para cargar neutral.

Pero ese requisito no limita por sí solo el número de protones versus el número de positrones. Ambas partículas tienen la misma carga. entonces los protones podrían descomponerse en positrones, conservando la carga eléctrica.

Pero toda la evidencia apunta al hecho de que los positrones son mucho más raros en el universo actual que los electrones, y que los protones son aproximadamente 9 veces más comunes que los neutrones.

Nunca se ha observado que los protones se descompongan, en absoluto.

Si los positrones y los electrones fueran mucho más comunes, ahora, que podrían ser, por pares, sin violar la conservación de la carga, entonces se vería su radiación de aniquilación.

Se cree que en el universo primitivo los positrones y electrones, que son más livianos que los protones, habrían sido dominantes sobre los protones y los neutrones y los antiprotones y los antineutrones.

Pero a medida que el universo se enfrió, los electrones y los positrones se aniquilaron. Esto sucedió dejando un pequeño residuo de protones y electrones, en lugar de antiprotones y positrones.

La carga neta se mantuvo en cero, porque la fuerza entre cargas era mucho mayor que la fuerza gravitacional entre las masas que portaban esas cargas.

Entonces, el verdadero misterio quizás sea por qué los protones y los electrones eran preferibles a los antiprotones y positrones.

La razón por la que esto sucedió sigue siendo un misterio: se supone que las pequeñas violaciones de una simetría llamada [matemáticas] BL [/ matemáticas] explican la preferencia de lo que se llama materia sobre la antimateria.

Como las cargas eléctricas opuestas se atraen entre sí, la carga neta es cero. La única forma de tener más de una carga que la otra es separarlas activamente con un aislante y mantenerlas allí con la misma cantidad de carga opuesta.

Pero la pregunta si la cantidad de protones es igual a la cantidad de electrones en el universo no es tan simple. Respondí en términos de cargas en lugar de partículas porque hay muchos tipos diferentes de partículas que pueden tener la misma carga. La distribución de la carga entre esos diferentes tipos no es necesariamente constante o incluso conocida.

El universo que podemos medir parece ser neutral a cargo. ¡Bueno para nosotros! Eso significa que las cargas positivas generales deben equilibrarse con cargas negativas. Pero hay varias partículas cargadas de base en el universo, además de solo protones y electrones. MC Physics sugeriría que, en general, hay más componentes de base de electrones que componentes de protones, llamados mono-cargas, por lo tanto, inclina el recuento que solicitó hacia los electrones.

Debería ser lo mismo, creo. De lo contrario, habría una repulsión neta.

Sí, sé sobre la energía oscura y la inflación, pero no creo que sea lo mismo que una simple repulsión electrostática.

Esperemos que algunos cosmólogos reales intervengan.

¡Buena pregunta!

More Interesting

Si se emite un rayo monocromático, ¿cuántos fotones se asocian con él?

¿Por qué los bosones tienen antipartículas?

¿Por qué fue tan difícil compilar el modelo estándar?

¿Cuál es la imagen más reciente pintada por los neutrinos sobre nuestro universo?

¿Cuál es el primer acelerador de partículas?

¿Se pudre una fruta cuando salen partículas negras como polvo después de cortarla?

5 años después de encontrar el bosón de Higgs en el LHC, todavía no encontramos supersimetría. ¿Cuál es el estado de ánimo de la comunidad física sobre SUSY, la desesperación o la emoción?

¿Qué sucede cuando un electrón se excita debido a la absorción de energía y luego se emite nuevamente cuando el electrón vuelve a una órbita más baja? ¿Cuál es el beneficio de hacer esto o por qué sucede esto?

¿Qué son los estados metaestables? En láser, ¿existen estados metaestables antes de excitar el electrón? En caso afirmativo, ¿podemos dirigir la excitación de un electrón al estado metaestable?

Soy un entusiasta de la física y quiero aprender muchas cosas en física. ¿Cuáles son algunos de los mejores campos con los que debo comenzar?

¿Cómo presentarías quark a alguien que sabe cosas básicas de física?

¿El objeto cargado atrae el objeto no cargado y por qué?

¿Cuál es una buena manera de aprender el modelo estándar de física de partículas?

¿Es posible cargar fotones eléctricamente?

¿Por qué los neutrones deben ralentizarse en las reacciones de fisión?