La Igualdad del Número de Protones y Electrones

A medida que el universo primitivo se enfrió desde las etapas más tempranas del big bang caliente, el proceso de decaimiento de las partículas más pesadas produjo un gran número de protones. Esto sucedió bajo las restricciones de la conservación del número bariónico. En el universo actual, todo indica que el número de electrones es casi idéntico al número de protones, conformando un universo eléctricamente neutro. Si esto no fuera así, la fuerza electromagnética que es unas 1039 veces más fuerte que la fuerza gravitatoria, dominaría la estructura del universo. La evidencia sugiere que la gravedad es de hecho la fuerza dominante en la gran escala. Entonces, ¿cómo es que el número de electrones es igual al número de protones?.

En las primeras etapas del big bang, la energía disponible estaba muy por encima del umbral para la producción del par electrón-positrón, por lo que se presume que habría un estado de equilibrio, con un gran número de electrones y positrones en concentraciones esencialmente iguales. A medida que el universo primitivo se expandía y enfriaba, para que la energía disponible estuviera por debajo del umbral de producción de pares, los electrones y los positrones se habrían aniquilado mutuamente no dejando ninguno de ellos. Sin embargo, se observa un gran número de electrones en el universo actual y no positrones, excepto los producidos en la desintegración radiactiva y las interacciones nucleares. Así que tenía que haber alguna asimetría que nos dejó con una población remanente de electrones, y sólo el número correcto de ellos, para darnos un universo eléctricamente neutro donde la gravedad es dominante. Este problema clásico es a menudo llamado el problema de la materia-antimateria, y tenemos algunas sugerencias tentadoras sobre cómo se produjo la asimetría. En cualquier caso, el proceso de producir el mismo número de electrones y protones es uno de los procesos de ajuste fino en la construcción de nuestro universo.

El Equilibrio de las Fuerzas Fuerte y Electromagnética
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