Электрическая нейтральность Вселенной: свидетельства и теории

Это было подтверждено с высокой степенью точности, поскольку требуется лишь крошечный дисбаланс заряда, чтобы сокрушить гравитацию и разорвать галактику (или скопление галактик в большем масштабе). Заряженных частиц больше, чем просто электронов и протонов, но поскольку они составляют почти все заряженные частицы во Вселенной, равенство зарядов эквивалентно равенству электронов и протонов.

Относительно того, почему существует закон сохранения заряда: мы предполагаем, что был совершенный закон сохранения заряда, даже несмотря на всю сумасшедшую физику высоких энергий, которая произошла сразу после Большого взрыва. Почему так? Если бы ее не было, вы могли бы генерировать вечную энергию, позволив протону упасть в глубокую потенциальную яму с отрицательным зарядом, превратив его в отрицательно заряженную частицу, позволив ему улететь, преобразовав его обратно и т. д. Требуемая/высвобождаемая энергия преобразование частицы не зависело бы от электрического потенциала, поскольку преобразование было бы локальным процессом, который ничего не знает о глобальной структуре установленного вами электростатического потенциала.

Однако как насчет начального распределения заряда? Оказывается, в ранней Вселенной было время инфляции, во время которой Вселенная расширялась без разбавления супа из массы/энергии; расширение уменьшило бы любой дисбаланс заряда.

Примечание: единственный способ создания/уничтожения энергии — это расширение Вселенной. Однако энергия всегда будет сохраняться в замкнутой системе постоянного размера , даже если Вселенная будет расширяться.

Есть еще одна концептуальная проблема, связанная с ненулевой средней плотностью заряда. Если закон Гаусса для дивергенции электрического поля все еще действует, электрическое поле не может быть однородным:$\mathrm{div} \vec{E}=\rho/\epsilon_0$.

Все еще возможно иметь сферически симметричное решение$\vec{E}=\vec{r}\rho/\epsilon_0$, т.е. электрическое поле должно линейно возрастать с расстоянием до начала координат. Но тогда Вселенная должна была бы иметь центр, которого, насколько нам известно, у нее нет.

Принимая это давным-давно, вероятно, было бы равное количество для двух полярностей. Как только одна галактика когда-либо заимствовала электроны у другой, она могла покрыть ими протозвезду, тем самым создав отрицательное электрическое поле в центре этого хозяина. Это поле будет отталкивать электроны от атомов там и нейтрализовать голые протоны, чтобы они могли сгруппироваться. Последующее слияние будет лишено паритета, происходящего при слиянии в плазме. Следовательно, позитрон может быть потерян для преобразованной энергии, и может начаться устойчивое отрицательное смещение.