Если материя и антиматерия отталкиваются, откуда мы знаем, что другие галактики не состоят из антиматерии? [дубликат]

В статье Википедии об антиматерии говорится следующее:

Существует множество предположений о том, почему наблюдаемая Вселенная почти полностью состоит из обычного вещества, а не из более равномерной смеси вещества и антивещества.

И по антиводороду :

Например, ожидается, что возбужденные атомы антиводорода будут светиться тем же цветом, что и обычный водород. Атомы антиводорода должны гравитационно притягиваться к другому веществу или антивеществу с силой той же величины, что и обычные атомы водорода. Это было бы неверно, если бы антивещество имело отрицательную гравитационную массу, что считается крайне маловероятным, хотя еще не опровергнуто эмпирически (см. гравитационное взаимодействие антивещества).

Если бы антивещество имело отрицательную массу и, как правило, отталкивало материю в больших количествах, на которые не действуют другие силы, мы могли бы иметь обширные «карманы» из антиматерии и материи, мирно сосуществующих и отталкивающих друг друга. На самом деле, если антиматерия выглядит того же «цвета», что и материя, и все, на что мы должны смотреть в глубоком космосе, — это по большей части свет, тогда у нас могут быть «антигалактики», которые выглядят так же, как обычные галактики. Кажется, эта идея рассматривалась, как отмечает Википедия :

Антиматерия может существовать в относительно больших количествах в далеких галактиках из-за космической инфляции в первобытное время Вселенной. Ожидается, что галактики из антиматерии, если они существуют, будут иметь тот же химический состав и спектры поглощения и излучения, что и галактики из нормальной материи, а их астрономические объекты будут идентичными с точки зрения наблюдений, что затрудняет их различение. НАСА пытается определить, существуют ли такие галактики, ища рентгеновские и гамма-сигналы событий аннигиляции в сталкивающихся сверхскоплениях.

Как бы мы узнали в таком случае, что некоторые из галактик, которые мы видим, не являются «антигалактиками»?

Основываясь на том, что я знаю, с антигравитацией не сходится вот что:

На свет действует гравитация. Если гравитация антиматерии отрицательна, то либо (1) свет заботится только о величине гравитации и притягивается к антиматерии, либо (2) свет отталкивается антиматерией.

  1. Было бы странно, если бы свет «действовал» как «материя» в том смысле, что он притягивается к материи, а также как «антиматерия» в том, что притягивается к «антиматерии». А привлекает В. Б привлекает С. А не привлекает С. Это странно.

  2. Похоже, это может быть связано с темной материей.

См. также аргументы в статье Википедии об областях Вселенной, где преобладает антивещество .

Другой вопрос касается галактик антиматерии, но не рассматривает возможность антиматерии иметь отрицательную массу.

Есть (2) положительные ответы на этот вопрос (который предполагает следующее: звезда, состоящая из водорода из антиматерии, слилась бы с антигелием аналогично нашему Солнцу, и она излучала бы свет и излучение на тех же длинах волн, что и любая звезда из обычной материи и вызвала бы такие же гравитационные силы ):

Первый положительный ответ:

«…Но если во Вселенной есть области материи и антиматерии, мы ожидаем увидеть ОГРОМНОЕ количество радиации от аннигиляции на краях этих областей…»

Этот аргумент предполагает, что области антиматерии и материи будут достаточно близки или связаны друг с другом, так что аннигиляция будет видимой. Если мы предположим, что области антиматерии и материи гравитационно притягиваются друг к другу, как предполагает вопрос, тогда этот ответ имеет смысл. Мой вопрос предполагает обратное - что антиматерия гравитационно отталкивает материю и наоборот. Следовательно, между антиматерией и материей могут не существовать тонкие нити межгалактической среды, соединяющие гравитационно связанные нити (более того, они были аннигилированы, создав настоящую пустоту или, по крайней мере, ее видимое появление).

Вот что говорит второй положительный ответ:

.... В случае звезды, состоящей из антиматерии, у вас будет всплеск эмиссии электронных антинейтрино, и это приведет к другому сигналу обнаружения в детекторах на Земле....

Этот ответ допускает, что «контрольный признак исходит от нейтрино сверхновых, хотя в настоящее время мы можем обнаружить такие нейтрино только из ближайших галактик». Отсутствие эмиссии антинейтрино (сегодняшние измерения) означало бы только, что «ближайшие галактики» не являются антиматерией. А как насчет галактик, которые мы можем видеть, но которые не находятся поблизости? Этот ответ не касается тех.

Связано: physics.stackexchange.com/q/1165/2451 и ссылки в нем.
Связанный: физика.stackexchange.com/q/ 230786
Этот ответ имеет отношение к обнаружению антивещества physics.stackexchange.com/questions/143224/…
Комментарии не для расширенного обсуждения; этот разговор был перемещен в чат .
Я также внес некоторые существенные изменения в вопрос, чтобы улучшить ясность. @WordsLikeJared, пожалуйста, проверьте и убедитесь, что вы все еще считаете вопрос приемлемым. На самом деле, я думаю, что некоторые более радикальные изменения помогли бы сделать вопрос еще более ясным, но я не хотел заходить слишком далеко без вашего одобрения. Если вы хотите, я могу внести дополнительное редактирование, чтобы вырезать части, которые я считаю ненужными (например, большинство цитат), и я верю, что это улучшит вопрос.
@DavidZ Я думаю, что цитаты служили (2) целям для меня - (1) я не был знаком со многими из этих слов и понятий, чтобы люди могли видеть, откуда я беру информацию (2), чтобы люди знали, где искать в ссылке на мою упомянутую идею (я не уверен, что общего). При этом, если вы считаете, что этот вопрос можно отредактировать, чтобы он был более ясным, и вы думаете, что это не сделает вопрос менее подходящим для этого сайта, я приветствую ваши изменения - я уверен, что вы лучше меня знаете, что такое подходит, а что нет, и какой контент будет более значимым для более широкой аудитории.
@DavidZ Я прямо не сказал - я думал, что ваши правки до сих пор были в порядке.
@WordsLikeJared Я вижу ценность кавычек, и если они помогают вашему пониманию, их можно включить. Я думал, что существует оптимальный баланс между предоставлением достаточного количества информации, чтобы объяснить себя, и тем, чтобы не писать слишком много, чтобы люди не упускали из виду главное при чтении. Прямо сейчас я думаю, что пост длиннее оптимального, и было бы легче понять, если бы он был короче. (Я, конечно, не стал бы редактировать его так, чтобы он хуже подходил для сайта!)
Поскольку вопрос закрыт, я просто добавлю в комментарий ответ на заголовок «Если материя и антиматерия отталкиваются, откуда мы знаем, что другие галактики не состоят из антиматерии». Нынешняя модель Вселенной основана на Общей теории относительности. В общей теории относительности инертная масса и гравитационная масса постулируются одним и тем же. Во всех наших экспериментах с частицами мы не видели отрицательной инерционной массы, так что принцип верен. Мы видели античастицы и генерировали антиводород, и в настоящее время проводятся тесты на то, падает ли антиводород под действием гравитации (земля — это материя).
alpha.web.cern.ch/node/248 . Нужно иметь в голове, что если, а это большое ЕСЛИ, античастицы обладают отталкивающей гравитационной массой, то основной постулат общей теории относительности, эквивалентность между гравитационной и инертной массами, будет фальсифицирован, так что это не малая скобка. . Потребуется новая или кардинальная модификация GR. Поскольку до сих пор все данные и наблюдения подтверждают ОТО, вероятность обнаружения отталкивания материи и антиматерии очень мала, имхо.
@annav Спасибо, что нашли время ответить! Вероятно, подавляющее большинство «данных и наблюдений» основано исключительно на материи, а не на антиматерии. Мы видели некоторые доказательства того, что антиматерия существует в несколько больших количествах «естественным образом», из того, что я видел за последние несколько часов — может быть, мы могли бы посмотреть на эти места в нашей галактике для подтверждения инертной массы == гравитационной массы или вместо меньших количеств, которые мы можем видеть.
@annav Между прочим, это различие между инерцией и гравитацией - то же самое, что и различие между влиянием гравитации и созданием гравитации? Если это так, то я думал о том, что эти две вещи не являются 1-к-1, но я не знал слов для выражения этой идеи (отчасти из-за этого, но также и для объяснения того, почему безмассовые вещи, такие как свет, могут подвергаться влиянию вещей с масса).
В лаборатории мы генерируем множество античастиц. Если бы их инерционная масса не была такой же, как масса соответствующих частиц, наша математика не работала бы, совсем другие эффекты проявлялись бы, например, в рассеянии протонов на антипортонах, где было проведено очень много экспериментов.
единственный экспериментально открытый вопрос состоит в том, является ли гравитационная масса античастицы такой же, как и ее инертная масса (т. е. положительна), и это то, что проверяет эксперимент Альфа. что касается инерционной и гравитационной массы, см. en.wikipedia.org/wiki/Mass#Inertial_vs._gravitational_mass .
@annav По сути, я задавался вопросом, есть ли вариант для положительного, отрицательного или нулевого значения, что означает индуцированную гравитацию, Дж , с точки зрения инерционной гравитации, я , является элементом множества Дж е { я , 0 , − я } - не что-то вроде Дж ∉ { я ⋅ р ∣ р е р } (по сравнению с ОТО, которая предполагает я знак равно Дж , это звучит как в этой нотации).
Ну, мой курс теории множеств был еще в 1960 году, и физика элементарных частиц не очень часто его использует, поэтому я не могу комментировать. Как я уже сказал, ОТО имеет в качестве аксиомы/постулата эквивалентность гравитационной массы/инерционной массы.

Ответы (1)

Межзвездное пространство — это отличный вакуум, но это не идеальный вакуум. Например, Земля постоянно бомбардируется протонами солнечного ветра , которые непрерывно устремляются наружу до наступления гелиопаузы , когда преобладает материя других звезд. Если бы поблизости находилась, скажем, звезда из антиматерии, то место, где ее звездный ветер античастиц встречался с ветром частиц Солнца, создавало бы слой аннигиляционного излучения материи и антиматерии, поперечник которого составлял бы световые годы.

Точно такой же аргумент применим и к галактикам. Межгалактическая среда пуста, но не полностью пуста, и граница между галактиками или группами галактик, в которых преобладает материя и антиматерия, будет производить источники гамма-излучения размером в сотни тысяч световых лет. Мы не наблюдаем таких структур.

Комментарии не для расширенного обсуждения; этот разговор был перемещен в чат .
Если материя и антиматерия отталкиваются, откуда мы знаем, что другие галактики не состоят из антиматерии? [дубликат]
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v