היקום קיים משום שחומר ואנטי-חומר אינם חברים טובים. אבל האם יש סיבה מדעית לכך שהיקום קיים? במילים אחרות, מהו המדע של הסיבה שבגללה יש משהו בכלל, במקום סתם כלום?
התשובה לשאלה קשורה לניגודים. מדענים טוענים שהיקום קיים משום שהוא התחיל מחוסר איזון קל בין החומר לאנטי-חומר. חלקיקי חומר – כלומר, כל האלקטרונים, הפרוטונים והנייטרונים באטומים ובמולקולות של חומר רגיל – שונים מחלקיקי אנטי-חומר, שנושאים את המטען החשמלי ההפוך אך דומים במובנים רבים. חומר ואנטי-חומר אינם מסתדרים. כאשר החלקיקים שלהם מתנגשים, הם משמידים זה את זה בפרץ עז של קרני גמא. למרבה המזל, אנטי-חומר הוא כיום נדיר ביותר. למרות שלאנטי-חומר היה תפקיד יסודי בהיווצרות היקום, העובדה שכיום יש כל כך מעט ממנו היא אחת התעלומות הגדולות בקוסמולוגיה.
אנטי-חומר נחזה על ידי הפיזיקאי האנגלי פול דיראק לפני כמעט 100 שנה כחלק מעבודתו החלוצית על מכניקת הקוונטים, והוא אושר בניסוי מאז שנות ה-30. כיום, מדענים יכולים ליצור אנטי-חומר במאיצי חלקיקים כמו מאיץ החלקיקים הגדול. אבל דיראק ניבא שיהיו כמויות שוות של חומר ואנטי-חומר, לדברי פסקואלה די בארי, פרופסור לפיזיקה ואסטרונומיה באוניברסיטת סאות'המפטון בבריטניה. לכן, העובדה שיש כיום כל כך מעט אנטי-חומר וכל כך הרבה חומר, כולל כל הכוכבים בכל הגלקסיות ביקום, למרות שמדענים הציעו פעם שייתכנו "אנטי-גלקסיות" של "אנטי-כוכבים" – היא בעיה מדעית גדולה. לדברי דיראק, המונחים "חומר" ו"אנטי-חומר" הם כמעט שרירותיים. "חומר" מתייחס לחלקיקים רגילים ו"אנטי-חומר" מתייחס לאנטי-חלקיקים – אבל זה היה יכול להיות הפוך. אם הם לא היו מושמדים ברובם, חלקיקי אנטי-חומר היו עשויים ליצור יקום של אנטי-אטומים ואנטי-מולקולות ובסופו של דבר, כל מה ששלט נקרא חומר, והיפוכו נקרא אנטי-חומר.
באמצעות תצפיות ממאיצי חלקיקים, עקבות של דעיכה של אנטי-חומר בספקטרום אסטרונומי וגלי כבידה, פיזיקאים מנסים להבין טוב יותר מדוע קיים פער גדול בלתי מוסבר כזה ביקום שהוליד את כל מה שהוא מכיל. ריימונד וולקס, פיזיקאי חלקיקים תיאורטי באוניברסיטת מלבורן, הוסיף כי סיבה לאסימטריה הוצגה בשנת 1967 על ידי הפיזיקאי הסובייטי אנדריי סחרוב (שׁביקר את המערכת הסובייטית, נידון ל"גלות" בשל התנגדות פוליטית בשנת 1980; הוא שוחרר ממאסר בשנת 1986 ומת בשנת 1989). סחרוב הציע שהאסימטריה קיימת משום שחלקיקי חומר ואנטי-חומר לא היו הפכים גמורים אלא הגיבו בצורה שונה לכוחות בסיסיים מסוימים בנסיבות מסוימות – תופעה המכונה "שבירת סימטריית C ו-CP". מדובר בתופעה הנראית לעין של הפרת CP שנתפסת יותר ויותר כמפתח להבנה עמוקה יותר של התנהגות החלקיקים היסודיים ושל מקור היקום במפץ הגדול.
המחקרים בתחום נמשכים: פיזיקאים משתמשים בתצפיות של דעיכת אנטי-חומר, ספקטרום אסטרונומי, גלי כבידה ומאיצי חלקיקים כדי לפענח את הפער העצום בין החומר לאנטי-חומר. המאיץ הגדול ב-CERN מאפשר כיום לחקור את תופעת האנטי-חומר בצורה מדויקת. ניסויים מראים שבחלקיקים מסוימים, ההבדלים בין חומר לאנטי-חומר קטנים אך משמעותיים, והם עשויים להסביר את הבלעדיות של החומר ביקום. בנוסף, מדענים חוקרים קשר אפשרי בין האסימטריה לבין תופעות מסתוריות כמו חומר אפל, אותו רכיב בלתי נראב שמרכיב את רוב היקום אך אינו מתקשרים עם אור. כל תגלית בתחום עשויה לשנות את ההבנה שלנו לגבי מבנה היקום, המקור שלו ואף עתידו.
היקום קיים בזכות הפער הזעיר בין חומר לאנטי-חומר, תופעה שמדענים חוקרים בעשורים האחרונים. כל גילוי חדש בתחום מקרב אותנו להבנה עמוקה יותר של מקור היקום ושל החוקים שמעצבים את המציאות. אם גם אתם סקרנים לראות את הגבול בין תיאוריה לניסוי, להבין את מעמקי חלקיקי היסוד ולהתבונן ביקום מנקודת מבט חדשה ומרתקת, עקבו אחרי ההתפתחויות האחרונות, קראו ספרי פיזיקה פופולרית, שתפו ושמרו את הכתבה. העתיד מחכה למי שמוכן לשאול את השאלות הגדולות.
