重子相变
显而易见，对称性概念在粒子理论中起了重要作用。例如，就电荷而言，描述电磁作用的方程是对称的。如果将所有正电荷变为负电荷，或者将负变为正，描述电磁力的麦克斯韦方程仍然正确。换句话说，将负电荷分配给电子，正电荷给质子的选择是任意的，可以反过来分配而理论上不会有什么差别。这种对称性被解释成电荷守恒定律：电荷既不能产生也不能消失。据此，我们的宇宙不应该带电：正电荷与负电荷同样多，所以净电荷为零。这看上去是符合事实的。
物理定律也似乎无法区分物质和反物质。但我们知道普通物质比反物质普遍。特别是我们知道重子（质子和中子）的数目超过反重子。重子带有特殊的“荷”，称作重子数B。宇宙有一定净重子数。像净电荷一样，我们应该认为重子数守恒。如果B现在不为零，我们自然会得出结论：过去它从来就不为零。产生这种非对称性的问题，即重子相变的问题，使研究大爆炸理论的科学家困惑了相当长的时间。
俄国物理学家安德烈·萨哈罗夫（Andrei Sakharov）1967年首次计算出净重子非对称性的条件，指出重子数不必守恒。他解释说，物理定律是重子对称的，宇宙早期没有净重子数，但当它冷却后重子逐渐多于反重子的情况出现了。他的工作有令人惊异的预见性，因为所有这些工作都是远在任何统一的粒子物理理论建立之前即已完成的。他提出一个模型：早期宇宙中每十亿个反重子有十亿零一个重子。当重子和反重子碰撞，它们消失在电磁辐射中。在萨哈罗夫的模型中，大多数重子都会遇到反重子，并在碰撞后消失，最终我们的宇宙中每存留一个重子就有数十亿个光子。在我们的宇宙中，情况也确实如此。宇宙微波背景辐射中每含有一个重子就会有数十亿光子。这种解释是粒子物理学和宇宙学交叉的很好例子，但其影响力还不够。在接下来的一章，我将讨论宇宙膨胀的思想，根据该思想，亚原子物理被认为影响整个宇宙几何。
