重子生成问题：反物质发生了什么

虽然一个由虚无组成的宇宙可能会有一个更简单的理论，但它显然不是我们的宇宙，因为我们所观察到的宇宙是由物质组成的。问题是为什么我们能看到的几乎所有东西都是由物质构成的，那些反物质去哪儿了？这是物理学中最大的谜题之一，为了找到可能的线索，我们必须求助于量子力学。

我们必须解决的第一件事是事物如何从无到有的问题。这个问题是在量子力学之前提出的，但现在我们有了量子力学，它为我们提供了一个可行的解决方案。

这些无法直接测量的虚拟粒子，我们知道它们在那里，因为我们可以检测它们的整体效应。空的空间有能量，它可以施加一种力，这可以从卡西米尔效应中看出。这种效应是由一组平行金属板的内部和外部之间的压力差引起的，而压力差是由内部与外部量子涨落的差异造成的。因此，当我们将空间的真空视为虚无时，我们必须记住它确实存在某种东西。而这种东西是由于量子力学定律，特别是海森堡不确定性原理。

但是当从真空中创造物质时，它也会产生等量的反物质。反物质就像物质一样，只是带有相反的电荷。例如，电子的反物质等价物是正电子，它就像电子一样，只是带正电荷而不是负电荷。同样，还有反中微子和反夸克。当物质和反物质碰撞时，它们会相互湮灭产生巨大的能量。一个简单的费曼图可以用来表示该过程，我们也可以将该图颠倒过来：能量变成物质和反物质。

在138亿年前，当宇宙诞生时，人们认为它是物质-反物质对称的，这意味着两者的数量相等。但在它存在的第一秒内，宇宙中几乎所有的反物质都消失了。所以宇宙要么优先创造物质，要么优先破坏反物质，但是什么原因造成的呢？

C对称性代表电荷共轭对称性，它只是意味着物理定律应该同样适用于反物质。但是如果C对称性被破坏，物理定律在粒子和反粒子上就会表现得彼此相反。事实证明，弱力会破坏C对称性，如果你把一个左旋的中微子应用C变换使其成为一个反中微子，它不起作用。因为中微子总是左旋，而反中微子总是右旋。为了把中微子变成反中微子，还必须改变它的自旋方向，这需要所谓的CP变换。CP对称性是C对称性和P对称性的组合，P代表空间宇称，同样弱力也可以违反CP对称性。但遗憾的是，没有足够的违反CP的相互作用来解释我们在宇宙中看到的物质和反物质数量的差异。

所以萨哈罗夫的第一个条件满足，第二个条件部分满足，第三个条件不满足，问题还是没有得到解决。问题仍然是，什么导致了物质-反物质不对称。

其他想法

另一个想法是，也许物质和反物质分离得太快而无法湮灭彼此，并且在宇宙遥远的宇宙中可能存在镜像反物质星系。但如果是这种情况，我们预计会在物质和反物质的边界区域看到一些以高能伽马射线形式出现的巨大烟花，但我们没有观察到这种现象。