バリオン数生成
物理の理論に対する課題は、どのようにして反物質よりも物質が多くなったのか、そしてこの非対称性の大きさを説明することである。重要な数量詞は非対称性パラメータであり、次の簡単な式で表される。
η = n B − n B ̄ n γ {\displaystyle \eta ={\frac {n_{B}-n_{\bar {B}}}{n_{\gamma }}}} .
この量はバリオンと反バリオン(それぞれnBとnB)の全体的な数密度の差と、宇宙背景放射光子の数密度nγとの関係を表している。
ビッグバン模型によると、物質はおよそ3000ケルビンの温度(平均運動エネルギーは3000 K / (10.08×10 K/eV) = 0.3 eVに相当)で宇宙背景放射(CBR)から分離される。分離後、CBR光子の総数は一定である。したがって、時空間の膨張により光子密度は減少する。立方センチメートルあたりの平衡温度Tでの光子密度は次式で与えられる。
n γ = 1 π 2 ( k B T ħ c ) 3 ∫ 0 ∞ x 2 e x − 1 d  x = 2 ζ ( 3 ) π 2 ( k B T ħ c ) 3 ≈ 20.