Kann es Planeten, Sterne und Galaxien aus dunkler Materie oder Antimaterie geben?

Wir wissen, dass das Universum im Vergleich zu normaler Materie mehr dunkle und Anti-Materie enthält. Kann es dunkle Materiegalaxien oder Antimateriegalaxien geben?

Nun, Galaxien bestehen größtenteils aus dunkler Materie und Baryonen hätten ohne sie nicht kondensieren können, also in diesem Sinne, ja.
Wie kamen Sie auf die Idee, dass das Universum mehr Antimaterie als normale Materie hat? Antimaterie ist vergleichsweise selten.
Theoretisch könnte es da draußen Antimaterie-Galaxien geben – sie würden wegen des Abstands zwischen den Galaxien nicht mit normaler Materie vernichten – sie würden einfach nicht in Kontakt kommen. Gemäß der Modell-G-Theorie von Paul LaViolette ist Antimaterie jedoch sehr selten und instabil, da normale Protonen eine lange Lebensdauer haben, bevor sie zerfallen, während Antiprotonen eine sehr kurze Lebensdauer haben.

Antworten (3)

Galaxien aus dunkler Materie sind möglich, aber sehr spekulativ. Auf theoretischer Ebene sind sie schwer zu bilden, weil Dunkle Materie nur gravitativ wechselwirkt (siehe Antwort von Anders Sandberg), was es schwierig macht, Energie zu verlieren und zu gebundenen Strukturen zu werden. Auf einer Beobachtungsebene wären sie schwer zu erkennen. Gravitationslinsen können etwas bewirken, aber da man die Galaxie nicht wirklich sehen kann, ist es auch schwer zu sagen, wo sich die dunkle Galaxie befindet – wenn es überhaupt eine gibt.

Trotzdem haben die Leute die Idee studiert , also ist es nicht unmöglich.

Antimaterie-Galaxien : In gewisser Weise ist die Vorstellung, dass es hier draußen Antimaterie-Galaxien gibt, verlockend. Erstens kann es das Problem der Baryonen-Asymmetrie auf einen Schlag lösen. Es ist auch so, dass ein Antimateriestern leuchten würde. Aus großer Entfernung wäre er auch praktisch nicht von einem "normalen" Stern zu unterscheiden.

Es gibt jedoch starke Gründe zu der Annahme, dass es keine Antimaterie-Galaxien gibt. Das liegt daran, dass Antimaterie mit normaler Materie vernichtet wird, was experimentelle Signaturen hinterlässt. Wenn irgendein Teil der Erde aus Antimaterie bestünde, würde er sofort blitzschnell verschwinden, sodass wir sicher sein können, dass die Erde hauptsächlich aus Materie besteht. Wenn die Sonne aus Antimaterie bestehen würde, würden wir ähnlich schnell vernichtet werden (dank des Antimaterie-Sonnenwinds, der von der Anti-Sonne ausstrahlt), sodass wir sicher sein können, dass die Sonne auch größtenteils aus Materie besteht. Ähnliche Argumente lassen uns den Schluss zu, dass die Milchstraße fast vollständig aus Materie besteht, die Lokale Gruppe fast vollständig aus Materie besteht usw. bis hin zu den größten Strukturen am Himmel .

Wenn Antimaterie-Galaxien existieren, befinden sie sich wahrscheinlich außerhalb unseres beobachtbaren Universums, und einige werden an diesem Punkt argumentieren, dass es keine Wissenschaft mehr ist.

Warum sollte das Argument "Wir würden schnell vernichtet werden" auch für Galaxien funktionieren? Ich verstehe, dass der Weltraum im Sonnensystem nicht leer genug ist und wenn es Antimaterie gäbe, würde es interagieren ... ähnlich für Dinge in unserer Galaxie. Aber Galaxien sind sehr weit voneinander entfernt, also warum sollte dieses Argument automatisch auch auf sie zutreffen, wenn eine Galaxie vollständig aus Materie und die andere vollständig aus Antimaterie besteht, mit Millionen von Lichtjahren zwischen ihnen. Und wenn das auch zu nah ist, was ist dann mit Galaxienhaufen?
@vsz überprüfen Sie den Link - "Die Dichte der Materie im intergalaktischen Raum ist mit etwa einem Atom pro Kubikmeter ziemlich gut etabliert. Unter der Annahme, dass dies eine typische Dichte in der Nähe einer Grenze ist, kann die Gammastrahlen-Leuchtkraft der Grenzwechselwirkungszone berechnet werden. Nein solche Zonen wurden entdeckt, aber 30 Jahre Forschung haben Grenzen gesetzt, wie weit sie entfernt sein könnten."
Wie groß ist der Massenstrom des Sonnenwindes, der auf die Erde trifft? Ich nehme an, man hätte messbare Gammastrahlung, wenn es Antimaterie wäre, aber ich bezweifle, dass es ausreicht, um uns zu "vernichten", geschweige denn "schnell".
Hmmm ... eine schnelle Schätzung ist 3E16 W von 1 kg / s, die auf die Erde treffen. Die Gesamteinstrahlung beträgt offenbar bereits 1,7E17 W. Also keine Vernichtung, sondern eine deutliche Veränderung des Energiehaushalts. Und es sollte in der Tat leicht erkennbar sein.
@Peter-ReinstateMonica Laut dem Wikipedia-Artikel über Sonnenwind ( en.wikipedia.org/wiki/Solar_wind#Acceleration ) verliert die Sonne aufgrund des Windes eine Million Tonnen pro Sekunde und strahlt alle ~ 150 Millionen Jahre eine Erdmasse aus. Das wird uns definitiv "schnell" vernichten (in der Astronomie sind 150 Millionen Jahre gar keine lange Zeit).
@Peter-ReinstateMonica Wenn Sie an den Zahlen interessiert sind, bin ich mir ziemlich sicher, dass es in diesem Buch ( amazon.com/Story-Antimatter-Matters-Vanished-Twin-ebook/dp/… ) einen Abschnitt darüber gibt, irgendwo in Kapitel 5 ( ?). Leider habe ich keinen Zugriff mehr auf das Buch, daher kann ich die entsprechenden Zitate nicht abrufen.

Wahrscheinlich nicht. Dunkle Materie sollte eigentlich "transparente Materie" genannt werden, da sie nicht mit Licht wechselwirkt. Dies hat eine wichtige Konsequenz: Dunkle Materie – was auch immer sie ist – kann nur schwer Energie durch Strahlung verlieren. Aus diesem Grund kann normale Materie Wolken bilden, die sich zu dichten Regionen zusammenballen, die wiederum zu Galaxien und Sternen werden: Energie wird abgestrahlt. Soweit wir wissen, kann Dunkle Materie dies jedoch nicht, sondern bildet stattdessen große diffuse "Halos", die Galaxien umgeben.

Antimaterie ist völlig anders als Dunkle Materie. Aus irgendeinem Grund (wichtiges Forschungsthema) gibt es im Universum viel mehr normale Materie als Antimaterie, und wahrscheinlich hat die gesamte ursprüngliche Antimaterie in den frühen Epochen mit der Materie reagiert. Daher wird es nicht genug davon geben, um Antiplaneten, Sterne oder Galaxien zu bilden.

Gilt diese Einschränkung für kondensierte Antimaterie nur für das sichtbare Universum oder gibt es einen Grund zu der Annahme, dass die Bevorzugung von Materie gegenüber Antimaterie irgendwie grundlegend ist?
@SoronelHaetir So wie ich die Dinge verstehe, würden wir erwarten, dass Strahlung von der Grenze zwischen materiereichen und antimateriereichen Regionen kommt, falls eine der letzteren existiert, und das Vorhandensein dieser Strahlung, selbst außerhalb des beobachtbaren Universums, hätte Auswirkungen gehabt wie sich das Universum auf eine Weise entwickelt hat, die wir nicht sehen.
Genau genommen wissen wir nur, dass der Bereich, den wir innerhalb des Universums beobachten können, einen Überfluss an normaler Materie im Vergleich zu Antimaterie aufweist, nicht dass das gesamte Universum dies tut, weil wir nicht wissen, ob das beobachtbare Universum das gesamte Universum oder ein kleiner Teil ist davon.
@Austin Wir wissen, dass das gesamte Universum größer ist als das beobachtbare Universum, aber wir wissen nicht, um wie viel. Es ist (wahrscheinlich) mindestens 150× größer, und es gibt gute Gründe zu der Annahme, dass es tatsächlich unendlich ist, obwohl wir das (natürlich) niemals durch direkte Messung überprüfen können. Weitere Einzelheiten finden Sie unter astronomy.stackexchange.com/a/31795/16685 .
@AustinHemmelgarn wäre eine Angelegenheit - Antimaterie-Segregation bei etwas größer als obs Un theoretisch möglich wäre, ohne das kosmologische Prinzip zu beeinträchtigen? Ich bin versucht, ja zu sagen, zumindest ab dem Punkt, an dem die Segregation stattfindet.

Gravitationslinsen-Beobachtungen deuten darauf hin, dass sich auf beiden Seiten des Kugelhaufens eine große Masse dunkler Materie befindet , was tatsächlich einer der wichtigsten Beweise dafür ist, dass dunkle Materie tatsächlich existiert. Diese dunkle Materie hat im Wesentlichen den Großteil der normalen Materie in den Galaxien „zurückgelassen“, mit denen sie zusammen war, als zwei Galaxienhaufen kollidierten und sich der größte Teil der normalen Materie in ihnen in der Mitte verhedderte. Diese Klumpen aus dunkler Materie mit wenig normaler Materie könnten, wenn Sie so wollen, wahrscheinlich (in einem nicht-technischen Sinne) als Galaxien aus dunkler Materie betrachtet werden. Sie sind nicht zu 100 % dunkle Materie, da die meisten Sterne der Galaxien auch mit ihnen gingen, aber sie sind, zumindest so wie ich es verstehe, eher dunkle Materie als nicht.

Dies ist nicht das einzige derartige Objekt; eine ähnliche Kollision zwischen Galaxienhaufen erzeugte das Objekt MACS J0025.4-1222 , das ebenfalls aus mehreren Galaxien besteht, die aus Staub und Gas bestehen, die von ihrer dunklen Materie befreit sind, mit einem Haufen dunkler Materie und Sternen auf beiden Seiten.

Kann es Planeten, Sterne und Galaxien aus dunkler Materie oder Antimaterie geben?
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