CERN hat kürzlich erklärt, dass Antimaterie von Materie abgestoßen werden kann, ähnlich wie der gegenteilige Effekt der Schwerkraft. Ist es also möglich, dass Antimaterie tatsächlich an die Ränder des Universums abgestoßen wird, um eine Art äußere Hülle zu schaffen, etwas, das die Expansion des Universums ins Nichts ermöglicht.
Wenn es eine Materie-Antimaterie-Grenze gäbe, würden wir Gammastrahlung von den Vernichtungsereignissen an den Grenzen beobachten. Wir beobachten solche Strahlungsereignisse nicht.
Da dies erneut auftauchte, sollte klargestellt werden, dass im Titel ein Missverständnis vorliegt:
Könnte die äußere Struktur des Universums aus Antimaterie bestehen?
Es gibt keine äußere Struktur des Universums, wie der Fragesteller es sich vorstellt: Der Rand des Universums ist dort, wo sich jeder von uns befindet.
Die allgemeine Relativitätstheorie ist eine vierdimensionale Theorie mit drei Räumen und einer Zeit, und der Beginn des Universums geschah an jedem Punkt des heutigen Universums durch die Konstruktion des Urknallmodells, das alle Daten erfolgreich beschreibt.
Jede Antimaterie am Rand des Universums wäre also dort, wo wir uns jetzt befinden, durch die Vernichtungskanäle und die Strahlung nachweisbar. Beobachtungen und Messungen zeigen, dass es um uns herum wenig Antimaterie gibt, selbst wenn die Schuppen von Planeten bis zu Galaxien wachsen.
Es gibt 3 Hauptkategorien von Theorien bezüglich der Wechselwirkung von Antimaterie mit der Schwerkraft:
Ihre Frage scheint anzunehmen, dass Nr. 3 richtig ist. Die Konzepte Nr. 1 und Nr. 2 sind jedoch beliebter.
Theorie Nr. 3 impliziert, dass bei Antimaterie eine Kraft (Schwerkraft) von ihrer normalen Funktionsweise umgekehrt wird, während die anderen Kräfte (EM, stark und schwach) nicht umgekehrt werden. Warum sollte nur eine Kraft anders wirken? Diese Widersprüchlichkeit ist schwer zu akzeptieren. Um klarzustellen:
Ein Antimaterieteilchen kann die entgegengesetzte EM- Ladung haben wie ein entsprechendes Materieteilchen … aber die EM- Kraft selbst wirkt nicht entgegengesetzt. Es funktioniert gleich, egal ob wir von Materie oder Antimaterie sprechen: Was ich meine ist, dass sich gleiche Ladungen immer abstoßen und entgegengesetzte Ladungen immer anziehen. Dies gilt unabhängig davon, ob Sie ein Wasserstoffatom (Proton + Elektron) oder ein Antiwasserstoffatom (Antiproton + Positron) betrachten.
Wenn also in Antimaterie die EM-Kraft nicht umgekehrt wird, warum sollte dann jede andere Kraft (wie die Gravitationswechselwirkung) umgekehrt werden?
Und außerdem wissen wir auch, dass die starke Kernkraft mit Materie und Antimaterie auf die gleiche Weise wirkt. Andernfalls würden die 3 Antiquarks, aus denen das Antiproton besteht, nicht aneinander gebunden bleiben.
Allerdings ist es zu diesem Zeitpunkt einfach unbekannt, ob Antimaterie nach oben oder unten fallen würde. Da die Mengen, die wir produzieren können, so klein sind, ist es nicht einfach zu bestimmen, wie die Schwerkraft diese Partikel beeinflusst.
Dr. Jeffrey Hangst von der Universität Aarhus in Dänemark war der Wissenschaftler, der mit dem CERN zusammenarbeitete, um Antiwasserstoffpartikel einzufangen. Sie haben vielleicht seine jüngste Arbeit gelesen , in der sie Antiwasserstoff für 1000 Sekunden halten konnten .
Dr. Hangst hat ein weiteres Experiment entworfen, das experimentell bestimmen wird, ob Antimaterie in dem von Materie (Erde) erzeugten Gravitationsfeld nach oben oder unten fallen würde .
Leider befindet sich CERN mitten in einer Wartungs- und Upgrade-Phase und wird das Experiment erst 2015 durchführen können. Hier ist ein Radiointerview mit Dr. Hangst zu genau diesem Thema.
Hier ist eine andere Möglichkeit: Antimaterie zerfällt etwas schneller als Materie. Am Anfang hätten Teilchen und Energie, die von zerfallender Antimaterie ausgestoßen werden, unmittelbar vor der Vernichtung von Materie/Antimaterie einen Vorsprung in den „Raum“ gehabt und eine gleiche Menge an Materie zurückgelassen, die dann das bildete, was wir uns als Universum vorstellen . Zu dieser Zeit wären Materieteilchen relativ nahe beieinander gewesen, eine Kraft, die mit der Ausdehnung des Raums überwunden wird, was teilweise auf die Anziehungskraft von Antimaterie auf Materie zurückzuführen sein könnte. Im Laufe der Zeit, mit der Expansion des Universums und größeren Abständen zwischen Materieteilchen (wir müssten einen immer größer werdenden zentralen Bereich annehmen, in dem es keine Materie oder Antimaterie gibt), könnte dieser äußere Antimateriering eine immer größere Anziehungskraft auf die Materie ausüben. Ich denke an einen Haufen Magnete in einem zentralen Bereich, der von einem äußeren Ring aus Magneten umgeben ist. Diese inneren Magnete würden sich in einem Durcheinander von N/S-Polen sehr anziehen. Wenn eine Kraft bewirkt, dass sich die gesamte Vorrichtung ausdehnt und trennt, können schließlich die inneren Magnete und die äußeren Magnete in ihren gegenüberliegenden Polen stärker ausgerichtet werden und sich schneller und schneller aufeinander zu bewegen.
Prathyush
Michael
QMechaniker
Peterh
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