Tumšā matērija pret antimateriālu
Tumšā matērija un antimatērija ir divi matērijas veidi, kas ir vismazāk saprotami. Tumšā viela ir matērijas forma, kas nav novērojama caur elektromagnētisko spektru, bet ir novērojama tikai caur gravitācijas mijiedarbību. Antimatērija ir matērijas forma, kas ir matērijas “negatīvā” vai “pretēja”. Abiem šiem jēdzieniem ir ļoti svarīga loma tādās jomās kā astronomija, astrofizika, daļiņu fizika, kosmoloģija un pat enerģijas ražošana. Ir ļoti svarīgi ļoti labi saprast šos jēdzienus, lai šādās jomās gūtu izcilību. Šajā rakstā mēs apspriedīsim, kas ir tumšā viela un antimatērija, to līdzības, tumšās vielas un antimatērijas definīcijas un, visbeidzot, atšķirība starp tumšo vielu un antimateriālu.
Kas ir tumšā matērija?
Kosmoloģijā un astronomijā tumšā matērija ir jebkura veida matērija, kas nav nosakāma ar optisko vai radioteleskopu palīdzību. Tas, ko redz teleskopi, ir izstarotā, atstarotā vai izkliedētā gaisma vai cita veida elektromagnētiskie viļņi. Ja dažas matērijas formas neizstaro, neizkliedē vai neatstaro gaismu un citus elektromagnētiskos viļņus, šīs matērijas formas tiek klasificētas kā tumšā matērija. Pagaidām tumšās vielas klātbūtni var paredzēt tikai gravitācijas ietekmes dēļ. Ir vairākas gravitācijas metodes, lai noteiktu un novērtētu tumšās vielas daudzumu sistēmā. Viena no metodēm ir izmantot tumšās vielas fona starojuma gravitācijas lēcu, lai novērtētu esošās tumšās vielas daudzumu. Galaktikām un galaktiku kopām var izmantot galaktikas rotācijas, atrakcijas un sadursmes, lai noteiktu klātesošās tumšās vielas daudzumu. Saskaņā ar novērojumiem, kas balstīti uz lielām novērojamā Visuma struktūrām, kuru pamatā ir Frīdmana vienādojumi un FLRW metrika, ir aprēķināts, ka tumšā matērija veido aptuveni 23 procentus no novērojamā Visuma kopējās masas – enerģijas blīvuma, bet parastā viela tikai aptuveni. 4.6 procenti novērojamā Visuma masai – enerģijas blīvumam. Tumšās matērijas daudzumam Visumā ir liela nozīme, izlemjot par izplešanās ātrumu un līdz ar to arī Visuma nākotni.
Kas ir antimateriāls?
Lai saprastu antimateriālu, vispirms ir jāsaprot, kas ir antidaļiņas. Lielākajai daļai mums zināmo daļiņu ir antidaļiņas. Antidaļiņa ir daļiņa ar tieši tādu pašu masu, bet pretēju lādiņu. Tomēr lādiņš nav vienīgā atšķirība starp daļiņām un antidaļiņām. Ja daļiņa un antidaļiņa saskaras, tās iznīcinās, radot enerģiju. Lai notiktu iznīcināšana, gan daļiņai, gan antidaļiņai jābūt atbilstošos kvantu stāvokļos. Antimateriāls ir viela, kas sastāv no antidaļiņām. Piemēram, antiūdeņraža atomu var izveidot, apvienojot antiprotonu un antielektronu (pazīstams arī kā pozitrons).
Kāda ir atšķirība starp tumšo matēriju un antimateriālu?
• Tumšā viela neiedarbojas ar elektromagnētisko spektru; tāpēc to nevar noteikt ar elektromagnētisko viļņu noteikšanas metodi (piemēram, teleskopiem, radio uztvērējiem utt.). Antimateriālu var noteikt, izmantojot elektromagnētisko spektru.
• Antimateriāls iznīcina, saskaroties ar parasto vielu, bet tumšā viela neuzrāda šādu darbību.
• Antimatērijas būtība ir nedaudz labāk izprotama nekā tumšās matērijas būtība.
