Извините, если это базовый вопрос или в моих рассуждениях явно большая дыра, я не умен, посмотрел документальный фильм и немного погуглил, после чего решил спросить у людей с реальным опытом.
Я читал о Большом Взрыве, в результате которого образовалось много материи и антиматерии, и если все это сложить, должно получиться 0, как было раньше.
Исходя из этого рассуждения (материя и антиматерия уравновешиваются), можем ли мы сложить материю и антиматерию? 0 + (-x) + (+x) = 0, и если бы нам удалось разделить их (возможно, с помощью гравитации), могли бы мы получить дополнительную материю, но также и дополнительную антиматерию, которую можно выбросить в космос (или где-нибудь в другом месте, например на другой планете, где это не повлияет на нас), у нас может оказаться больше вещей на Земле, но меньше вещей в других местах.
Некоторые проблемы с тем, что я только что описал:
Возможно, мы не сможем откачать антиматерию и материю друг от друга (или вообще что-либо контролировать).
Я также слышал, что когда антиматерия и материя объединяются, она высвобождает энергию в виде света. Я чувствую, что это нарушает закон сохранения энергии. Если (-x) + (+x) = 0, я не вижу, откуда взялся свет, если только не выделяется какая-то отрицательная энергия, типа антисвета или чего-то в этом роде.
Кроме того, что-то связанное — ЦЕРН говорит, что существует какой-то дисбаланс материи и антиматерии.
Насколько правдоподобно то, что я только что описал? Пожалуйста, без ненависти и грубых комментариев, я ничего не смыслю в физике (я несовершеннолетний и почти ничего не знаю). Если то, что я описал, невозможно, не могли бы вы дать краткое объяснение (антиматерия — это обман и т. д.). Меня не беспокоит тот факт, что у нас пока нет технологии для этого; Мне было любопытно, возможно ли такое.
Если какие-либо из моих фактов или предположений неверны, пожалуйста, скажите мне.
Вы правы в том, что материю и антиматерию можно добавить во вселенную, но закон сохранения энергии все равно соблюдается. Например, при правильных обстоятельствах два фотона (пакеты света, а не вещества) могут быть объединены, чтобы произвести электрон и антиэлектрон («позитрон»). («Производство пар», если вы хотите исследовать это дальше.) Энергия исходных фотонов равна энергии электрона и позитрона. Электрон и позитрон могут рекомбинировать («Аннигиляция») и снова стать двумя фотонами. На самом деле это почти неизбежно, и частицы антиматерии нельзя долго удерживать, если только они не ловятся очень ловко.
Казалось бы разумным, что Большой взрыв произвел равное количество материи и антиматерии. Однако куда бы мы ни посмотрели во Вселенной, мы видим относительно большое изобилие материи и почти полное отсутствие антиматерии. Причина этой асимметрии неизвестна. Поздравляем, вы только что наткнулись на одну из величайших нерешенных проблем современной науки.
То, о чем вы думаете, во многом зависит от основной теории природы, называемой квантовой механикой , которая не очевидна интуитивно, а также от специальной теории относительности , которая также является открытием двадцатого века. Итак, чтобы действительно понять предмет, вы должны начать изучать физику.
С точки зрения непрофессионала:
масса равна весу объекта вокруг нас, так как объект взаимодействует с силой тяжести. Объекты могут приобретать кинетическую (движущуюся) энергию, равную где есть скорость объекта. В специальной теории относительности масса покоя объекта также равна энергии . Энергия массы стабильна и неизменна в повседневных реакциях, но к ней можно получить доступ в ядерных реакциях, например, в атомной бомбе.
На уровне мельчайших частиц, составляющих всю материю , от электронов до протонов и т. д., экспериментально было обнаружено, что определенные числа, называемые квантовыми числами, отличают частицы от античастиц: античастицы имеют точно такую же массу, что и частицы, но противоположные квантовые числа. Когда частица встречается с античастицей, сумма квантовых чисел равна нулю и вся энергия, включая энергию массы, высвобождается, и частицы исчезают, что называется аннигиляцией. Если кинетическая энергия достаточно низка, аннигиляция приводит только к фотонам, частицам, из которых состоит свет и которые являются их собственными античастицами и имеют нулевую массу. Если энергии высоки, как в ускорителях в ЦЕРН, результирующая энергия аннигиляции создает новые пары частица-античастица.
В ЦЕРН в течение многих лет изучали аннигиляцию протон-антипротон в двух встречных пучках, и результаты привели к нынешней теории стандартной модели физики элементарных частиц. Таким образом, да, с большими затратами можно отделить частицы от античастиц и, может быть, в космосе создать комок античастицы, но он будет устойчив лишь до тех пор, пока не будет соответствовать нормальной массе. То, что вы предлагаете, было бы возможно с огромными затратами и усилиями, но на самом деле не имело бы никакого полезного эффекта.
Дисбаланс материи и антиматерии — это наблюдаемый эффект того, что наша Вселенная состоит из материи. Вот почему для моделей Вселенной является проблемой объяснить, как исчезла антиматерия и существует только материя в целом, поскольку наша нынешняя теория частиц не предлагает достаточного объяснения. Основная теоретическая проблема, которую предстоит решить будущим физикам.