¿Cómo sabemos que las galaxias distantes no están hechas de antimateria?

La mejor estimación sería que no hay una cantidad significativa de antimateria en el universo, al menos no lo suficiente como para hacer una estrella o galaxia antimateria. Poco después del Big Bang, se cree que habría habido una mezcla exactamente igual de materia y antimateria a una temperatura y presión muy altas. Si hubiera una simetría completa entre la materia y la antimateria, a medida que el universo se expandiera y enfriara, toda la materia y la antimateria se habrían aniquilado entre sí y estaríamos en un universo con solo fotones y quizás unos pocos electrones y positrones en cantidades iguales.

Para haber creado la materia que actualmente observamos en nuestro universo, hay tres condiciones que deben cumplirse, las llamadas condiciones de Sakharov. Básicamente, la física de partículas y las condiciones del Big Bang deben tener:

  1. violación del número bariónico
  2. Infracción de C y CP (Infracción de simetría de carga y paridad de carga)
  3. interacciones fuera del equilibrio térmico

El modelo estándar actual de física de partículas tiene una pequeña violación observada de C y CP y se predice que habrá una pequeña violación del número de bariones (que no se ha observado). Sin embargo, el tamaño de estos efectos observados y teorizados no es lo suficientemente grande como para explicar el contenido de materia observada en nuestro universo: el modelo estándar solo predeciría una cantidad muy pequeña de materia en nuestro universo. Esta es una de las razones por las cuales los físicos saben que debe haber una teoría “más allá del modelo estándar” y es un área de investigación activa en el LHC y teóricamente.

Entonces, aunque no entendemos el mecanismo exacto que resultó en el exceso de materia que vemos en el universo, debe haber sucedido muy pronto después del Big Bang y el período inflacionario del universo. Una vez que hay un exceso de materia, toda la antimateria se habría aniquilado con parte de la materia, dejando la cantidad relativamente pequeña de materia que es lo que ahora constituye todas las estrellas, galaxias y nubes de gas de nuestro universo.

Las estrellas y galaxias de la materia y la antimateria se verían igual desde un telescopio, la única forma en que se detectaría la antimateria sería en los límites entre la materia y la antimateria, donde productos de aniquilación muy enérgicos, como fotones y mesones, con los mesones en descomposición en fotones, neutrinos y electrones / positrones. Entonces, aunque no es probable que haya estrellas o galaxias antimateria, es una buena idea buscar regiones donde se puedan detectar este tipo de productos de aniquilación energética. Por ejemplo, la NASA está en busca de galaxias antimateria con su experimento AMS en la ISS. Según el sitio web:

Por ejemplo, un antiguo misterio en cosmología es el caso de la antimateria desaparecida. Según los mejores modelos de los físicos, el Big Bang debería haber producido tanta antimateria como materia. Entonces, ¿a dónde se fue toda la antimateria? No puede estar cerca, porque si lo fuera, veríamos brillantes emisiones de rayos X donde la antimateria entrara en contacto con la materia y se aniquilara.

Una explicación podría ser que algunas galaxias distantes están hechas completamente de antimateria en lugar de materia. Dado que la antimateria no se ve diferente a la materia ordinaria, los astrónomos no podrían saber si una galaxia distante está hecha de materia o antimateria con solo mirarla. Sin embargo, AMS encontraría una fuerte evidencia de galaxias antimateria si detectara incluso un solo núcleo de anti-helio o un elemento antimateria más pesado.

Las colisiones entre rayos cósmicos cerca de la Tierra pueden producir partículas de antimateria, pero las probabilidades de que estas colisiones produzcan un núcleo anti-helio intacto son tan pequeñas que encontrar un solo núcleo anti-helio sugeriría fuertemente que el núcleo se había desplazado a la Tierra desde una región distante del universo dominado por la antimateria.

Hay antipartículas como positrones y antiprotones en los rayos cósmicos que se han detectado golpeando la Tierra, pero todo esto puede explicarse por mecanismos que crean cantidades iguales de materia y antimateria.

Como dice GMW, el argumento habitual en contra de que haya galaxias antimateria en el universo observable es que si hubiera más de una pareja, entonces habría una buena posibilidad de que una de ellas colisionara con una galaxia de materia regular. Ese sería un evento increíblemente brillante y violentamente explosivo. Como no vemos ninguno de estos, creemos que probablemente no haya galaxias antimateria. Para una buena aproximación, esa es la única manera de distinguir una galaxia antimateria de una normal. Otras características (espectros de emisión, interacciones gravitacionales, tipos y comportamientos de estrellas, etc.) serían casi indistinguibles para dicha galaxia.

Más allá del límite de lo que podemos observar, es difícil estar seguro. Entonces, aparte de las cantidades microscópicas hechas en el CERN, probablemente la mayor parte de la antimateria en el universo solo existe por un tiempo muy corto, después de que se crea un par de partículas-antipartículas y antes de que se destruya.

Sinceramente espero que no hayas estado leyendo ángeles y demonios.

La antimateria no es tan especial como dicen que es. Por ejemplo, un átomo de antihidrógeno será totalmente similar al hidrógeno, salvo que se reviertan las cargas.
Si miraba desde lejos (usando un telescopio), lo más probable es que no detecte ninguna diferencia. sin embargo, la mayoría de la antimateria en el universo está en cantidades muy pequeñas, existe una cantidad natural en el cinturón de Van Allens de la Tierra. Las estructuras a gran escala, como las estrellas o las galaxias, son poco probables.
Por qué la materia es más que la antimateria sigue siendo un misterio (Ver: Baryogenesis).
También en la materia límite y las colisiones de antimateria producirían explosiones de rayos gamma de alta energía, que podríamos detectar. Entonces la respuesta corta es: NO

¿De dónde sacaste ese entendimiento? ¿Quién te dijo eso?

La mayoría de los modelos cosmológicos predicen que se creó una cantidad igual de materia y antimateria en el universo. Si hubiera galaxias antimateria, ¡seguramente las veríamos!

El problema es que, por lo que podemos ver, el antihidrógeno y otros anti-átomos deberían emitir los mismos espectros de luz cuando los positrones excitados saltan por debajo de un nivel de energía. Por lo tanto, la luz que detectamos emitida por otras galaxias puede provenir de galaxias antimateria.

Pero, ¿por qué no vemos la radiación causada por la materia y la antimateria aniquilando? Bueno, probablemente veamos algo de esto si hay galaxias antimateria; hay tantos datos que no se han analizado sobre el cosmos. Además, las galaxias están muy separadas.

El grupo con el que estoy trabajando ahora es un pequeño subconjunto de físicos que desean realizar un experimento que pruebe si la antimateria obedece a la gravedad de la misma manera que lo hace la materia. Si la antimateria y la materia se repelen, eso podría explicar gran parte de nuestros problemas cosmológicos con nuestro universo actual (materia oscura, energía oscura …). No afirman tener razón, solo que el experimento es importante.

Es concebible solo si la antimateria repele la materia normal, que extrañamente aún se desconoce (que yo sepa). Esto crearía un amortiguador entre los dos tipos de galaxias, vacío de cualquier materia normal o antimateria, por lo tanto, no hay evidencia de rayos gamma por aniquilación entre partículas combinadas. Si no se repelen, entonces se encontrarían todo el tiempo, y tendríamos mucha evidencia de eso por los rayos gamma producidos. Ergo, galaxias antimateria ya sea 1. No existe o 2. Se repelen entre sí o 3. Algún otro mecanismo los mantiene separados. La gran cantidad de neutrinos y antineutrinos (que no se combinan ni se aniquilan entre sí) también podría proporcionar ese amortiguador repulsivo / atractivo (y algunos han especulado que comprenden la materia oscura del universo). Así que realmente, no lo sabemos, que yo sepa, aunque no soy físico, así que podría estar lleno de basura.

Aquí hay otra posibilidad, pero es bastante descabellada. Existe un pensamiento general en la comunidad de la física de que la materia avanza en el tiempo y la antimateria retrocede en el tiempo, algo con lo que me he encontrado en muchos libros de física de audiencia general (de Hawking y otros). Si, durante el Big Bang, el universo se expandió en la dimensión del tiempo (piense en una capa expansiva), entonces la masa de un lado del universo estaría viajando en la dirección opuesta a la masa en el lado opuesto del universo; un lado en relación con el otro parecería ser antimateria, relativamente retrocediendo en el tiempo. Por lo tanto, el lado “opuesto” del universo (en la dimensión del tiempo) podría parecer hecho de antimateria, que sería completamente invisible para nosotros, más allá de nuestro cono de luz de visibilidad. Si volaras una nave espacial hacia el lado de la antimateria, cambiarías tu vector de tal manera que volarías en la misma dirección a la misma velocidad que el resto de la materia local, por lo que podrías decir, sería una vez más te parece normal. Esta es una teoría mía favorita, pero no soy un físico.

Las antipartículas existen en abundancia, en la misma cantidad que las partículas normales. No estoy de acuerdo con la teoría actual de que nuestro universo es el resultado de una anomalía, que establece que para 10 ^ 9 partículas de materia y antimateria que se aniquilaron entre sí, quedó una partícula normal (esto con cada partícula de nuestro universo). Este sería un proceso asombrosamente ineficiente. La naturaleza nunca funciona innecesariamente y siempre sigue el camino más fácil.
La Ley de la pereza cósmica, como se le llama.

Para mí, y de acuerdo con la simetría espejo, debe existir un universo gemelo paralelo de antimateria, que estaría relacionado con el nuestro por medio de la simetría CPT. La distancia entre ambos universos sería 2λp (longitud de Planck). Una λp en cada universo.

Las fórmulas utilizadas para obtener λp y mp (masa de Planck) siempre tienen un término cuadrado, lo que significa que podemos obtener dos raíces, una positiva (+) y una negativa (-). El positivo es materia regular en su universo, y el término negativo, antimateria en nuestro universo paralelo.


Entre ambos, existe una suposición teórica que establece que las antipartículas de nuestro universo van a nuestro universo gemelo, y viceversa. Este intercambio de “desperdicio” de ambos universos se realiza mediante agujeros negros, que actúan como puentes hacia nuestro universo gemelo. La enorme cantidad de agujeros negros que existen (10 ^ 16 ~ 10 ^ 18) no significa que haya muchos universos paralelos, solo se conectan a diferentes secciones del mismo. No hay una singularidad en el centro de los agujeros negros, sino una puerta de enlace, del tamaño de la longitud de Planck. La información nunca se pierde.

En esa posición, existen estructuras complejas que forman antimateria, no en nuestro universo (solo unas pocas antipartículas), sino en nuestro universo gemelo paralelo de antimateria.

Que yo sepa, no. Si una galaxia antimateria existiera por sí misma alejada de los átomos de hidrógeno y helio que se dispersan a través del espacio, emitiría una luz indistinguible de la luz de las galaxias de materia ordinaria. Pero como todo el espacio contiene hidrógeno y helio en pequeñas cantidades, esperaríamos encontrar una capa límite donde colisionaran con anti-hidrógeno y anti-helio y se aniquilaran entre sí con una enorme liberación de energía y radiación. Como no observamos eso, es razonable suponer que todas las galaxias actuales en el universo observable están hechas de materia y no de antimateria.

Si.

Cuando la materia / antimateria se encuentra, terminas con rayos gamma. Detectamos los rayos gamma y podemos obtener límites en la cantidad de antimateria en el universo.

Este documento da algunos detalles

Página en stanford.edu

Gran pregunta No lo sabemos La gente ha estado pensando en esto durante mucho tiempo: ¿Cómo sabes lo que no sabes? Se pueden aplicar las Reglas de la razón de Newton:

Regla I: No debemos admitir más causas de cosas naturales que las que son verdaderas y suficientes para explicar sus apariencias. Para este propósito, los filósofos dicen que la naturaleza no hace nada en vano, y más es en vano cuando menos servirá; La naturaleza se complace con la simplicidad y no afecta la pompa de causas superfluas.
Regla II
Por lo tanto, a los mismos efectos naturales debemos, en la medida de lo posible, asignar las mismas causas. En cuanto a la respiración en un hombre y una bestia; el descenso de piedras en Europa y en América; la luz de nuestro fuego culinario y del sol; El reflejo de la luz en la tierra y en los planetas. (Está bien, así que Isaac estaba equivocado en eso).
Regla III
Las cualidades de los cuerpos, que no admiten ni la intención ni la remisión de grados, y que se encuentra que pertenecen a todos los cuerpos al alcance de nuestros experimentos, deben considerarse las cualidades universales de todos los cuerpos.

Pero todas estas reglas parecen implicar que es mejor ignorar la idea hasta que haya algún indicio de que podrían estar hechas de antimateria, hologramas de cristal o lo que sea. La Navaja de Occam dice lo mismo: entre las hipótesis en competencia, se debe seleccionar la que tenga menos suposiciones.

Las galaxias antimateria estarían formadas por elementos antimateria, tales como anti hidrógeno, anti helio, etc. Los fotones irradiados de esos antielementos son los mismos que los correspondientes átomos que conocemos. Las anti galaxias se verían igual. Es decir, un universo hecho completamente de antimateria se vería igual que un universo de materia.

Entonces, para ver una diferencia, debe haber una interacción de las anti galaxias con la materia regular. La antimateria que vuela desde la anti galaxia tendría que viajar a través del espacio, encontrar materia regular y aniquilarse. Observaríamos los fotones de esa interacción y sabríamos que la antimateria está presente.

El espectrómetro magnético alfa es un experimento en la Estación Espacial Internacional que busca antimateria, entre otras cosas. Podía observar directamente un átomo anti helio que viajaba desde una galaxia distante.

Porque vemos una distribución continua de materia entre galaxias. El hecho de que las imágenes que ve desde el Hubble se vean vacías entre las galaxias no significa que no haya materia allí. De hecho, podemos detectar este llamado “gas intergaláctico” a través de la espectroscopía de línea de absorción de quásares distantes. Entonces sabemos que está allí, incluso si no brilla.

Lo que significa: si hay materia en todas partes, entonces cualquier galaxia antimateria estaría interactuando con estas cosas todo el tiempo. Como se ha mencionado, esto daría como resultado la emisión de fotones energéticos que se habrían visto muy obviamente. Lo más probable es que la galaxia antimateria simplemente se hubiera aniquilado hace mucho tiempo, abrumada por toda la materia a su alrededor.

Las galaxias distantes pueden estar hechas de antimateria. Sin embargo, si este es el caso, no debe haber materia en las galaxias, o de lo contrario, la materia y la antimateria se aniquilarían entre sí liberando energía. La materia y la antimateria tratan la luz de la misma manera. Por lo tanto, a partir de las observaciones de galaxias distantes, no es posible saber si la galaxia está hecha de materia o antimateria.

Debido a que puede haber grandes regiones de vacío completo entre las galaxias (conocido como espacio intergaláctico), es posible que las galaxias hechas de antimateria existan independientemente, al igual que las galaxias con materia. La antimateria de tales galaxias podría simplemente no entrar en contacto con la materia, y la galaxia podría continuar existiendo durante mucho tiempo.

Si dicha galaxia hecha de antimateria entra en contacto con la materia, se liberarían rayos gamma. Por lo tanto, la detección de rayos gamma podría ser una forma de identificar si una galaxia está hecha de antimateria. Además, todo un grupo de galaxias podría estar hecho de antimateria. Todas las galaxias en este grupo podrían ser galaxias antimateria. Podría ser el caso de que no hay galaxias antimateria en el Supercúmulo de Virgo. El Virgo SC es una pequeña parte del universo observable, por lo tanto, no debería ser raro que las galaxias antimateria no existan en él.

Las galaxias interactúan mucho entre sí. Si hubiera galaxias antimateria por ahí, algunas de ellas inevitablemente estarían interactuando con galaxias de materia y aniquilándose entre sí. Esa aniquilación tendría emisiones de rayos gamma muy distintivas que ya habríamos notado.

El espacio no es del todo un vacío. Si las regiones del espacio son antimateria, esperaríamos detectar mucha radiación en los límites de estas regiones, donde se mezclan la materia y la antimateria. Hasta la fecha, no existe tal detección. de hecho, la radiación de fondo es muy muy suave.

Tenemos fuertes indicios de que no hay grupos de antimateria dentro del universo visible (falta de radiación de aniquilación). Sin embargo, no podemos excluir que tales galaxias antimateria existan fuera de nuestro horizonte, lo que podría explicar el destino de la antimateria creada ciertamente en el Bing Bang. La física del universo

Las nubes de gas hechas de antimateria causarían un espectacular espectáculo de luces, pero esto nunca se ha visto. El universo más amplio es materia sólida, por razones que aún se deben explorar.

Recientemente se ha confirmado la detección de galaxias antimateria, rayos cósmicos y asteroides. Puedes buscarlo en línea.

Los científicos confirman la detección de las galaxias antimateria, rayos cósmicos y asteroides de Santilli

Ese telescopio antimateria es otra cosa.

Si hay un gran cuerpo de antimateria cerca, esperaríamos ver un resplandor de rayos gamma a medida que el gas intergaláctico lo aniquila. Como no vemos eso, esperamos que el universo sea principalmente materia.

No hemos observado ninguna estructura de antimateria, pero, de nuevo, nuestro universo observable (93 mil millones de años luz) es solo una mota. Deducimos que el universo observable es solo el 5% de todo el universo, pero podría ser menos. Eso significa que en algún lugar podría haber estructuras antimateria.

También podría preguntarse: “¿Por qué no hay cantidades iguales de antimateria y materia?”
La respuesta es que no lo sabemos. Una teoría para esta asimetría es la doble desintegración beta sin neutrinos.

More Interesting

¿Está fría la materia oscura?

¿Cómo sabemos (o estimamos) cuántas estrellas hay en el universo observable?

Si el espacio se expande y el espacio y el tiempo están interrelacionados como espacio-tiempo, ¿también se expande el tiempo? O posiblemente contratando?

¿La materia oscura es 'oscura'?

Si fueras astronauta y quedaras atrapado en un agujero negro, ¿morirías?

¿Podría el Big Bang provenir de una enorme estrella que alguna vez fue parte de un universo diferente?

Si una sola estrella puede doblar la luz, ¿no debería la luz orbitar alrededor del universo observable o incluso solo alrededor del universo observable parcial?

¿Hay galaxias que aún no hemos visto? Si es así, ¿cuántos?

Si la expansión espacial se está acelerando, ¿no debería eso significar que las galaxias lejanas están desapareciendo constantemente de nuestra vista para siempre?

¿Cómo sabemos que la expansión del universo se está acelerando?

¿Es posible que el Big Bang sea un evento que marca el surgimiento del espacio-tiempo y la energía de masa de otro estado primordial?

Si el universo era infinito, ¿por qué podemos afirmar que el universo es un sistema aislado?

¿Qué tipo de partícula es un neutrino? ¿Puede pasar sin obstáculos a través de una estrella nuclear o incluso la bola de cristal como el universo antes del Big Bang?

¿La existencia del fondo cosmológico de microondas prueba que un fotón nunca puede llegar al borde del espacio?

¿Por qué la expansión del universo reduce la energía acumulada irradiada por estrellas distantes?