Gibt es Modelle/Simulationen von antigravitativen Antimaterie-Galaxien?

Kurze Antwort : Das hängt von Ihrer Definition von Klangtheorie ab . Beispielsweise ist es möglich, begutachtete Arbeiten zu finden, die solche Möglichkeiten in Betracht ziehen.

Die Idee, dass Antimaterie durch Gravitation von gewöhnlicher Materie abgestoßen werden kann, ist definitiv nicht die populärste. Trotzdem versuchen einige Leute, es im astrophysikalischen Kontext anzuwenden. Werfen wir einen Blick auf die Werke von M. Villata:

Villata, M. "CPT-Symmetrie und Antimaterie-Schwerkraft in der allgemeinen Relativitätstheorie." EPL ( Europhysics Letters ) 94.2 (2011): 20001. arxiv:1103.4937 .

Dieser versucht herauszufinden, „warum“ wir eine solche Abstoßung erwarten können. Nachfolgende Arbeiten entwickeln das kosmologische Modell, das sich aus einer solchen Abstoßung ergibt. Das neuste ist:

Villata, M. "Über die Natur der dunklen Energie: das Gitteruniversum." Astrophysik und Weltraumwissenschaft (2013): 1-9. arxiv:1302.3515 .

Aus der Zusammenfassung davon:

... Hier gehen wir von den jüngsten theoretischen Ergebnissen aus, die aus der Erweiterung der Allgemeinen Relativitätstheorie auf Antimaterie durch CPT-Symmetrie stammen. Diese Theorie sagt eine gegenseitige gravitative Abstoßung zwischen Materie und Antimaterie voraus. Unsere Grundannahme ist, dass das Universum gleiche Mengen an Materie und Antimaterie enthält, wobei sich Antimaterie möglicherweise in kosmischen Hohlräumen befindet, wie in früheren Arbeiten diskutiert. Aus diesem Szenario entwickeln wir ein einfaches kosmologisches Modell, aus dessen Gleichungen wir die ersten Ergebnisse ableiten. Während die Existenz der schwer fassbaren dunklen Energie vollständig durch Gravitationsabstoßung ersetzt wird, ist das Vorhandensein dunkler Materie nicht ausgeschlossen, aber nicht unbedingt erforderlich, da die meisten der damit verbundenen Phänomene auch abstoßenden Gravitationseffekten zugeschrieben werden können. Bei einer Materieenergiedichte im Bereich von ∼5 % (baryonische Materie allein, und ebenso viel Antimaterie) auf ∼25 % der sogenannten kritischen Dichte, schwankt das gegenwärtige Alter des Universums zwischen etwa 13 und 15 Gyr. Der SN Ia-Test wird erfolgreich bestanden, mit Residuen, die mit denen des ΛCDM-Modells im beobachteten Rotverschiebungsbereich vergleichbar sind, aber mit einer klaren Vorhersage für schwächere SNe bei höheren z.

Zur Kritik dieses Ansatzes aus theoretischer Sicht siehe:

Cross, Daniel J. "Antwort auf" CPT-Symmetrie und Antimaterie-Schwerkraft in der allgemeinen Relativitätstheorie". arXiv:1108.5117 .

die besagt, dass

... Diese Abstoßung oder Antigravitation wird durch Anwendung des CPT-Theorems auf die allgemeine Relativitätstheorie abgeleitet. Wir zeigen, dass dieser Vorschlag aus zwei Gründen nicht funktionieren kann: 1) er sagt das Verhalten von Photonen falsch voraus und 2) die CPT-Transformation selbst wird nicht konsistent angewendet.

Noch eine Widerlegung:

Cabbolet, Marcoen JTF. "Kommentar zu einem Artikel von M. Villata über Antigravitation." Astrophysik und Weltraumwissenschaft 337.1 (2012): 5-7. arxiv:1108.4543

Für experimentelle Einschränkungen einer solchen Antimaterie-Hypothese siehe

Ting, Yuan-Sen. "Experimentelle Einschränkungen für Antigravitation und Antimaterie im Zusammenhang mit dunkler Energie." arXiv:1310.6089 .

Seine Zusammenfassung:

In einem Artikel von Villata (2011) wurde die Möglichkeit einer abstoßenden gravitativen Wechselwirkung zwischen Antimaterie und gewöhnlicher Materie diskutiert. Der Autor argumentierte, dass diese Antigravitation unter der Annahme der CPT-Symmetrie als Vorhersage der Allgemeinen Relativitätstheorie angesehen werden kann. Strenge experimentelle Einschränkungen wurden gegen einen solchen Vorschlag aufgestellt. Die Messung der Freifallbeschleunigungen verschiedener Kerne durch die Eot-Wash-Gruppe und die Suche nach einer Verletzung des Äquivalenzprinzips durch die Gravitationsaufspaltung in der Kaonphysik ergeben durchweg Nullergebnisse zu jedem Unterschied zwischen dem Gravitationsverhalten von Antimaterie und gewöhnlicher Materie. Die ursprünglichen Argumente gegen die Antigravitation wurden von Nieto & Goldman (1991) in Frage gestellt. Angesichts neuer Experimente sowie theoretischer Entwicklungen in den letzten 20 Jahren, Einige Bedenken von Nieto & Goldman wurden berücksichtigt. Während eine genaue Messung der Beschleunigung des freien Falls von Antiwasserstoff dieses Problem schließlich beseitigen wird, ist der Zweck dieses kurzen Briefes zu argumentieren, dass die Substitution von dunkler Energie durch Antigravitation durch Antimaterie, wie von Villata vorgeschlagen, höchst unwahrscheinlich ist .

Astrophysiker haben sich mit Elektron-Positron-Vernichtungen im Kosmos beschäftigt

Das Universum betrachtet durch INTEGRAL: die erste vollständige Karte des Himmels bei der Elektron-Positron-Vernichtungsenergie (Credits J. Knödlseder - CESR - September 2005).

Wenn es Regionen am Himmel gab, in denen sich Antimaterie ansammelte, sollte die Grenzfläche zwischen Materie und Antimateriebereichen mit Elektron-Positron und anderer Vernichtung leuchten. Antiproton-Proton wurden in Betracht gezogen. Die Vernichtung von Antiprotonen in der Galaxie wurde auch bei der Erklärung des Gammaspektrums der Galaxie berücksichtigt.

Im Raum zwischen Galaxienhaufen, wenn einer von ihnen aus Antimaterie bestünde, wäre die Grenzfläche eine diffuse Quelle von Gammas aus Elektron-Positron- und Antiproton-Vernichtung$\pi_0$(1/3 der Teilchen, in denen Antiprotonen protonen vernichten).

Ich weiß nicht, ob ein bestimmtes Experiment danach gesucht hat, aber wir hätten sicherlich von etwas so Aufregendem gehört, wenn es gesehen worden wäre.

Es gibt starke Einschränkungen für antigravitierende Antimaterie, da sie im Prinzip zur Schaffung eines Perpetuum Mobile verwendet werden könnte.

1) Energie verbrauchen$E$um ein Teilchen/Antiteilchen-Paar in der Höhe zu erzeugen$h_{i}$

2) Heben Sie das Teilchen/Antiteilchen-Paar auf eine Höhe$h_{f}$. Dies erfordert keine Arbeit, da das Antiteilchen im Potential nach oben und das Teilchen nach unten gedrückt wird und die Kräfte gleich sind, da es sich um ein Teilchen/Antiteilchen-Paar handelt.

3) Vernichte das Teilchen/Antiteilchen-Paar und erhalte die Energie$E$der Rücken.

4) lenke die Resultante$N$Photonen nach unten zum Startpunkt. Während der Fahrt nach unten werden sie um einen Faktor blauverschoben$\sqrt{\frac{h_{i}\left(c^{2}h_{f}-2GM\right)}{h_{f}\left(c^{2}h_{i}-2GM\right)}}$

5) Jetzt haben Sie Photonen, die haben$N\hbar f_{0}\left(\sqrt{\frac{h_{i}\left(c^{2}h_{f}-2GM\right)}{h_{f}\left(c^{2}h_{i}-2GM\right)}}-1\right)$mehr Energie als zu Beginn, und Sie können den Rest verwenden, um den Zyklus neu zu starten.