Ciemna materia kontra antymateria
Ciemna materia i antymateria to dwie najmniej rozumiane formy materii. Ciemna materia jest formą materii, której nie można zaobserwować za pomocą widma elektromagnetycznego, a jedynie za pomocą oddziaływań grawitacyjnych. Antymateria jest formą materii, która jest „negatywem” lub „przeciwieństwem” materii. Obie te koncepcje odgrywają bardzo ważną rolę w dziedzinach takich jak astronomia, astrofizyka, fizyka cząstek elementarnych, kosmologia, a nawet wytwarzanie energii. Bardzo ważne jest bardzo dobre zrozumienie tych pojęć, aby osiągnąć sukces w takich dziedzinach. W tym artykule omówimy, czym jest ciemna materia i antymateria, ich podobieństwa, definicje ciemnej materii i antymaterii, a na koniec różnica między ciemną materią a antymaterią.
Co to jest ciemna materia?
W kosmologii i astronomii ciemna materia oznacza każdą formę materii niewykrywalną przez teleskopy optyczne lub radiowe. Teleskopy widzą emitowane, odbite lub rozproszone światło lub inne formy fal elektromagnetycznych. Jeśli niektóre formy materii nie emitują, nie rozpraszają ani nie odbijają światła i innych fal elektromagnetycznych, te formy materii są klasyfikowane jako ciemna materia. Na razie tylko dzięki efektom grawitacyjnym można przewidzieć obecność ciemnej materii. Istnieje kilka grawitacyjnych metod wykrywania i szacowania ilości ciemnej materii w układzie. Jedną z metod jest wykorzystanie soczewkowania grawitacyjnego promieniowania tła ciemnej materii do oszacowania ilości obecnej ciemnej materii. W przypadku galaktyk i gromad galaktyk rotacje galaktyk, przyciąganie i zderzenia mogą być wykorzystane do określenia ilości obecnej ciemnej materii. Zgodnie z obserwacjami opartymi na dużych strukturach obserwowalnego Wszechświata, opartymi na równaniach Friedmanna i metryce FLRW, oszacowano, że ciemna materia stanowi około 23 procent całkowitej masy – gęstości energii obserwowalnego Wszechświata, podczas gdy zwykła materia ma udział tylko w przybliżeniu 4.6 procent dla masy – gęstości energii obserwowalnego wszechświata. Ilość ciemnej materii we wszechświecie odgrywa główną rolę w decydowaniu o tempie ekspansji, a tym samym o przyszłości wszechświata.
Co to jest antymateria?
Aby zrozumieć antymaterię, należy najpierw zrozumieć, czym są antycząstki. Większość znanych nam cząstek ma antycząstki. Antycząstka to cząstka o dokładnie tej samej masie, ale o przeciwnym ładunku. Jednak ładunek nie jest jedyną różnicą między cząstkami a antycząstkami. Jeśli cząsteczka i antycząstka zetkną się, ulegną anihilacji, aby wytworzyć energię. Aby doszło do anihilacji, zarówno cząsteczka, jak i antycząstka muszą znajdować się w odpowiednich stanach kwantowych. Antymateria to materia złożona z antycząstek. Na przykład atom antywodoru może być utworzony przez połączenie antyprotonu i antyelektronu (znanego również jako pozyton).
Jaka jest różnica między ciemną materią a antymaterią?
• Ciemna materia nie oddziałuje z widmem elektromagnetycznym; dlatego nie można go wykryć żadną metodą wykrywania fal elektromagnetycznych (np. teleskopy, odbiorniki radiowe itp.). Antymaterię można wykryć za pomocą widma elektromagnetycznego.
• Antymateria anihiluje po zderzeniu z normalną materią, ale ciemna materia nie wykazuje takiego zachowania.
• Natura antymaterii jest nieco lepiej poznana niż natura ciemnej materii.
