Antygwiazdy wysyłają w kierunku Ziemi antyhel?
Troje astronomów, poszukując źródeł atomów antyhelu, które zostały zarejestrowane przez Alpha Magnetic Spectrometer (AMS-02) znajdujący się na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, wpadło na ślad 14 gwiazd zbudowanych z antymaterii – antygwiazd.
Simon Dupourque, Luigi Tibaldo oraz Peter von Ballmoos z Uniwersytetu w Tuluzie znaleźli antygwiazdy w archiwalnych danych Fermi Gamma-ray Telescope. Koncepcja istnienia antygwiazd jest pomysłem kontrowersyjnym, jeśli jednak one istnieją to powinny być widoczne dzięki słabemu sygnałowi promieniowania gamma, który największą moc osiąga przy energii 70 MeV. Sygnał ten pochodzić ma z cząstek materii opadających na gwiazdę i przez nią anihilowanych.
Antyhel-4 uzyskano po raz pierwszy w 2011 roku podczas zderzeń cząstek w Relativistic Heavy Ion Collider w Brookhaven National Laboratory. Wówczas naukowcy doszli do wniosku, że jeśli pierwiastek ten zostanie wykryty w przestrzeni kosmicznej, będzie to oznaczało, że pochodzi on z fuzji we wnętrzu antygwiazd.
W 2018 roku AMS-02 wykrył w promieniowaniu kosmicznym 8 atomów antyhelu: sześć atomów antyhelu-3 oraz dwa antyhelu-4. Wówczas jednak uznano, że atomy te powstały w wyniku oddziaływania promieniowania kosmicznego na materię międzygwiezdną, w wyniku czego powstała antymateria.
Jednak kolejne analizy zasiały wątpliwość co do pochodzenia antyhelu. Stwierdzono bowiem, że im więcej nukleonów w jądrze pierwiastka antymaterii, tym trudniej takiemu pierwiastkowi uformować się w wyniku oddziaływania promieniowania kosmicznego. Naukowcy obliczyli wówczas, że prawdopodobieństwo, by antyhel-3 powstał w wyniku oddziaływania promieni kosmicznych jest 50-krotnie mniejsze niż powstanie jąder zarejestrowanych przez AMS, a powstanie antyhelu-4 w wyniku oddziaływania promieniowania kosmicznego jest aż 105 mniejsze niż jąder, które zarejestrowano na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej.
Po tych badaniach naukowcy skupili się więc na poszukiwaniu źródła antyhelu, w tym w stronę mało wiarygodnie brzmiącego wyjaśnienia, mówiącego, że pierwiastek ten powstał w antygwiazdach.
Zgodnie z obowiązującymi teoriami, podczas Wielkiego Wybuchu powinno powstać tyle samo materii i antymaterii. Następnie powinno dojść do ich anihilacji i powstania wszechświata, który będzie pełen promieniowania, a pozbawiony będzie materii. Żyjemy jednak we wszechświecie zdominowanym przez materię, a to oznacza, że podczas Wielkiego Wybuchu musiało powstać więcej materii niż antymaterii. Problem ten wciąż stanowi nierozwiązaną zagadkę.
Większość naukowców od dekad twierdzi, że obecnie we wszechświecie antymateria niemal nie występuje, z wyjątkiem niewielkich ilości powstających w wyniku zderzeń materii, mówi Tibaldo. Jednak odkrycie antyhelu w przestrzeni kosmicznej może podważać to przekonanie. Może bowiem oznaczać, że istnieją antygwiazdy.
Wspomnianych 14 potencjalnych antygwiazd zostało zidentyfikowanych w katalogu obejmującym 5878 źródeł promieniowania gamma zarejestrowanych w ciągu 10 lat przez Fermi Gamma-ray Telescope. Na podstawie tych danych Dupourque, Tibaldo i von Ballmoos wyliczyli pewne cechy, które powinny mieć antygwiazdy obecne w Drodze Mlecznej.
Naukowcy stwierdzają, że jeśli antygwiazdy utworzył się w dysku galaktyki obok zwyczajnych gwiazd, to powinna istnieć 1 antygwiazda na 400 000 zwykłych gwiazd. Jeśli jednak antygwiazdy są gwiazdami pierwotnymi i powstały we wczesnym wszechświecie w czasie, gdy Droga Mleczna dopiero się tworzyła, co oznacza, że znajdują się w najstarszych regionach naszej galaktyki – w galaktycznym halo – to mogą stanowić nawet 20% wszystkich gwiazd.
Jeśli przyjmiemy, że antymateria została uwięziona w antygwiazdach, to mamy tutaj prawdopodobne wyjaśnienie, dlaczego nie doszło do anihilacji. Szczególnie, jeśli antygwiazdy istnieją w regionach, gdzie zwykła materia występuje rzadko, w takich jak galaktyczne halo, mówi von Ballmoos.
Oczywiście trzeba też przyjąć, że zarejestrowanych 14 kandydatów na antygwiazdy to coś zupełnie innego. Dlatego też Dupourque, Tibaldo i von Ballmoos sugerują, że następnym krokiem badań może być sprawdzenie, czy tych 14 źródeł emituje też sygnały w innych zakresach, które mogłyby świadczyć o tym, że są to np. aktywne jądra galaktyk czy pulsary.
Autorzy badań opublikowali ich wyniki na łamach Physical Review D.
Komentarze (19)
Jarek Duda, 7 maja 2021, 11:51
Gdyby istniały gwiazdy z antymaterii, próżnia jest wypełniona szczególnie wodorem - obserwowalibyśmy bardzo silne charakterystyczne promieniowanie z anihilacji w granicy między takimi hipotetycznymi obszarami: 511keV z elektronów, ~1GeV z protonów etc. ... nic takiego nie widać.
Są źródła tysiące razy silniejsze niż potrafimy wytłumaczyć jak https://en.wikipedia.org/wiki/Ultraluminous_X-ray_source, pewnie zdarzy się im czasem wyprodukować antycząstki.
Sławko, 7 maja 2021, 12:13
Zapewne dochodziłoby też do zderzeń antygwiazd ze zwykłymi gwiazdami, a to generowałoby chyba największe wybuchy w całym Wszechświecie. Istnienie antygwiazd wskazywałoby też na to, że antymateria miałaby grawitację taką jak zwykła materia, a mnie się wydaje, że powinna oddziaływać antygrawitacyjnie, czyli wykrzywiać czasoprzestrzeń "w drugą stronę" niż zwykła materia. Sądzę więc, że antymateria rozciąga naszą przestrzeń znajdując się na obrzeżach Wszechświata, dlatego tak mało jest jej wokół nas. Tłumaczyłoby to też, dlaczego rozszerzanie się Wszechświata przyspiesza.
thikim, 7 maja 2021, 21:20
Co artykuł to coraz odważniejsi naukowcy piszą
Na szczęście ten artykuł po kilku miesiącach trafi do czarnej dziury internetu.
Wybacz - nie masz zielonego pojęcia co to jest antymateria. Nawet tych autorów z artykułu bijesz odwagą pisząc coś takiego publicznie.
Aczkolwiek na pocieszenie - nikt tego nie sprawdził bezpośrednio. W tym roku ma być jednak eksperyment który to zweryfikuje.
Jakby jakimś cudem zdarzyło się to co mówisz: to byłoby to największe odkrycie od 100 lat.
To przecież przeczy nawet temu co sam wymyśliłeś odnośnie antymaterii. Jakby z zewnątrz odpychała to by ściskała...
cyjanobakteria, 7 maja 2021, 22:47
Też się nad tym zastanawiałem. Nie chce mi się dokładnie czytać, ale nawet międzygalaktyczna próżnia nie jest pusta, nie wspominając o międzygwiezdnej. Musiałoby dochodzić non stop do anihilacji, aczkolwiek ciężko mi oszacować jak silne to byłoby promieniowanie. Podane prawdopodobieństwa nie wydają się nadzwyczajnie niemożliwe szczególnie w skali kosmosu, gdzie nawet nieprawdopodobne zdarzenia mają miejsce regularnie.
ex nihilo, 8 maja 2021, 07:29
Bardziej pdp byłoby przechwycenie do układu podwójnego, ale w takim przypadku układ gwiazda/antygwiazda by się różnił od zwykłego praktycznie tylko obszarem silniejszego promieniowania gamma pomiędzy nimi. Podobnie zresztą np. antyplaneta by mogła śmigać po orbicie wokół gwiazdy (albo odwrotnie) i nic szczególnego by się nie działo.
Jarek Duda, 8 maja 2021, 08:23
Raczej mówimy o hipotezie że zdarzyło się to w okolicy Wielkiego Wybuchu, np. żeby uniknąć łamania liczby barionowej (choć to wymagałoby pół na pół) - przez te kilkanaście miliardów lat raczej m.in. (anty)wodór zdyfundowałby w takie obszary i zanihilował co się da.
Zakładając że jeszcze zostały samotne gwiazdy z antymaterii, tam dalej byłoby sporo anihilacji przy powierzchni - powinna świecić przynajmniej 511keV ... ale też z protonów gdy spadałby na taką gwiązdę.
Astronomowie widzą trochę promieniowania 511 keV, ale raczej jest dość rozproszone, np. z https://www.aanda.org/articles/aa/abs/2005/38/aa2063-04/aa2063-04.html
W każdym razie na uniknięcie łamania liczby barionowej jest to zdecydowanie za mało, czyli:
- jednak może być łamana podczas bariogenezy ... czy np. hipotetycznego promieniowania Hawkinga przetwarzającego bariony w promieniowanie bezmasowe (kiedy jeszcze?),
- albo np. Wielki Wybuch jednak był Wielkim Odbiciem - z taką samą liczbą barionową przed.
Jajcenty, 8 maja 2021, 10:01
Podobno taki wychwyt grawitacyjny jest skrajnie nieprawdopodobny.
Ale gwiazda stale wieje? Spodziewałbym się twardych, przenikliwych, spektakularnych zórz na planecie, Przynajmniej dopóki planeta się nie skończy
No to automatycznie powstaje pytanie o VFBB - Bardzo Pierwszy Wielki Wybuch.
Skoro nikt nie sprawdził, to skąd taka pewność i bezpardonowa krytyka? Rozumiem potrzebę symetrii - antygrawitacyjna antymateria jest bardziej kompletna. Mnie brakuje 'prawdziwego' procesu anihilacji, w którym energia znika. Tak, łamana jest zasada zachowania energii. I tak jest połamana samym faktem istnienia Wszechświata. Skoro istnieje proces, w którym powstają Wszechświaty, to dla przyzwoitości powinien istnieć proces znikania.
Jarek Duda, 8 maja 2021, 10:26
Można sobie wyobrazić też scenariusz z pojedynczym Wielkim Odbiciem - np. wcześniej zapadł się do niego oryginalnie nieskończony Wszechświat, obecny symetrycznie też się rozszerza do nieskończoności.
Ale osobiście bardzo nie lubię pychy takich ekstrapolacji - po prostu nie wiemy, na ten moment to jest raczej wróżenie z fusów ... co wiemy ze sporą weryfikacją to np. symetria CPT - sugerująca że Wielki Wybuch miał wcześniej symetrycznego bliźniaka.
cyjanobakteria, 8 maja 2021, 12:46
Masz jakieś źródło do poczytania? Pytam z ciekawości, bo bardzo dużo układów to układy podwójne albo wielokrotne, ale nie słyszałem o tym. Czytałem za to sporo o destabilizacji orbit planet w takich systemach.
Oj tam, oj tam. Na anty-planecie mogą panować anty-prawa anty-fizyki, psy mogą szczekać d*pami, a jak ktoś biegnie to najpierw będzie słychać, a potem dopiero widać, oraz będą miały miejsce inne fenomeny
Na anty-uniwersytetach mogą natomiast wykładać na przykład anty-logikę, a 2+2 to będzie 5 dla nawet bardzo małych wartości 2 
Inna rzecz o której zapomniałem napisać wcześniej. Takie anty gwiazdy powstałyby z obłoków antymaterii, która musiałby anihilować z wodorem w przestrzeni kosmicznej. Tak jak ma to miejsce w przypadku zwykłych obłoków gazu, które po zderzeniu tworzą bow shock, rozgrzewają się, emitują promieniowanie i dają się w ten sposób zaobserwować, podobnie jak bullet cluster, który oczywiście jest zjawiskiem na znacznie większą skalę. Czy nie jest tak?
Qion, 8 maja 2021, 15:10
W większości fizycy są zgodni co do tego w jaki sposób pole grawitacyjne oddziałuje na antymaterię, tzn. wg przewidywań teoretycznych materia z antymaterią powinny się przyciągać. Istnieje znacznie więcej argumentów na ich przyciąganie. Gdyby siła ich oddziaływania grawitacyjnego miała przeciwny zwrot, to dochodziłoby do złamania zasady zachowania energii. Zostało to opisane w pracy:
The arguments against "antigravity" and the gravitational acceleration of antimatter | Zenodo
Eksperymenty prowadzone w CERN mają na celu głównie potwierdzenie panującego obecnie paradygmatu i mają na celu zbadanie czy siła oddziaływania grawitacyjnego nie jest przypadkiem słabsza w przypadku antymaterii:
https://newatlas.com/cern-antimatter-gravity-experiments/57090/
Jajcenty, 8 maja 2021, 15:23
Niestety, ja tylko popularnonaukowe uproszczenia. Podobno bardzo wąski jest przedział warunków brzegowych. Nie wydaje mi się żeby to było aż tak trudne. Wzajemne relacje prędkości i masy nie powinny być aż tak wąskie, najwyżej orbita będzie wydłużona. No chyba, że chodzi o przypadek: jak powinien lecieć Apofis żeby zaparkował na geostacjonarnej.
Jeśli tak, to sugerowałoby istnienie składnika 'anty'. Stąd prosta droga do podróży międzygalaktycznych. Taki żarcik
Sławko, 8 maja 2021, 23:47
Wybaczam, bo ty też nie masz o tym pojęcia.
Napisałem, "wydaje mi się". To nie jest twierdzenie i oznacza, że biorę pod uwagę, że mogę się mylić. Czytaj ze zrozumieniem.
A tego to ja nie rozumiem. Co by ci ściskała? Nawet nie chcę myśleć, co ona może ci ściskać. Rozluźnij fantazję. Nie odpycha z zewnątrz, tylko odpycha się od siebie, więc nic ci nie ściśnie, chyba że, (bez obrazy) umysł. Jeśli chcesz to porównywać np. do zasady na jakiej działa implozja w bombie atomowej, to jest to kompletnie nietrafione. Nie mieszaj ze sobą fizyki klasycznej z relatywistyczną. Grawitacja czasoprzestrzeń ściska, antygrawitacja ją rozciąga.
Tak skrajnie mało prawdopodobne że, ... w detektorach fal grawitacyjnych co trochę je obserwujemy, a to tylko zderzenia czarnych dziur i gwiazd neutronowych, bo czułość urządzenia jest zbyt mała, aby obserwować zderzenia mniej masywnych gwiazd.
Nikt się nade mną nie znęca. Co najwyżej niektórzy sami się ośmieszają udając mądrych. O antymaterii wciąż wiemy tyle co nic, dopóki nie zostanie potwierdzone, jak antymateria oddziałuje grawitacyjnie. A jeżeli antymateria ma taką samą grawitację jak zwykła materia, to obawiam się, że z napędu warp będą nici. Chyba, że macie inne pomysły na rozciąganie czasoprzestrzeni.
ex nihilo, 9 maja 2021, 05:33
Doświadczenia z grawitacją antymaterii są robione nie po to, żeby potwierdzić, a po to, żeby ostatecznie wykluczyć możliwość odstępstwa od OTW w przypadku antymaterii - jakiegokolwiek odstępstwa, nawet na siódmym miejscu po przecinku. Materia i antymateria mają ten sam znak energii, czyli co do zasady powinny w taki sam sposób działać grawitacyjnie. Natomiast jakieś minimalne nawet różnice w oddziaływaniu grawitacyjnym być może by mogły wyjaśnić deficyt "anty" w naszym świecie i wprowadzić też odpowiednie poprawki do OTW. I po to głównie te doświadczenia są robione. Chodzi też o weryfikację niektórych niestandardowych hipotez dotyczących grawitacji. Poza tym w ogóle nie wiadomo, czy i jak grawitacja działa w mikroskali. Pdp że "zwykła" antymateria działa antygrawitacyjnie jest skrajnie małe. Do tego byłaby potrzebna antyenergia.
peceed, 9 maja 2021, 06:21
Jeśli istnieją antygwiazdy, to muszą pojawić się ciekawe przypadki w których materia spotyka się z antymaterią.
1) Obłoki gwiazdowe. Muszą pojawić się ślady spotkań takich obłoków przynajmniej w odległej przeszłości.
2) Zderzenia gwiazd i antygwiazd neutronowych.
3) Spotkania o dużej intensywności w dyskach akreacyjnych.
4) Gwiazdy emitują wiatr "słoneczny" który zderza się z materią międzygalaktyczną. Słońce traci więcej materii w postaci wiatru niż w reakcjach jądrowych o mniejszej wydajności, co oznacza że prawie każda gwiazda powinna być otoczona przez halo anihilującej materii o znacznie większej intensywności
5) Co z antysupernowymi? Powinny być widoczne i powinny zostawiać charakterystyczne halo.
Badania nad antyatomami wodoru już wykluczyły taką możliwość.
Ta "teoria" umożliwiłaby niestabilne zachowania czasoprzestrzeni w skali makro, przez zamianę ekstremalnych gwiazd (anty)neutronowych w czarne dziury.
Antymateria zapada się do czarnych dziur, nie do białych dziur, zatem moglibyśmy sterować wielkimi konfiguracjami czasoprzestrzennymi za pomocą zmiany mikroskopijnych elementów wrzucanych do tych gwiazd.
l_smolinski, 10 maja 2021, 13:30
Antymateria różni się tylko ładunkiem.
No i nigdy takiego nie znajdziesz. Energia nie znika. Energia się znosi i wydaje się, że znika.
Mogę się założy o moją roczną pensję, że wyniki wykażą, że nie jest słabsza.
Wydaje mi się, że masz dziwną genezę grawitacji i oraz definicję czym ona jest.
Daj spokój z OTW. Cała ta teoryjka jest do zaorania. Wszystko poszło się rypać po doświadczeniach Casamira i Sagnaca. Napierdzielanka dotycząca OTW trwa na całego. Fanatycy nie przyjmują prostych argumentów:
https://groups.google.com/g/sci.physics.relativity
Wersja skrócona:
1. Jednoczesność nie istnieje.
2. Nie ma czegoś takiego jak układ inercjalny.
3. Transformata Lorentza jest z czapy.
4. Nie możność wykrycia wektora absolutnego przemieszczenia uniemożliwia stosowanie OTW w praktyce.
No inne tam takie
thikim, 18 maja 2021, 21:11
A to prawda. Żeby się nad kimś znęcić intelektualnie ten ktoś musi wykazać chociaż minimum procesów myślowych.
Tymczasem Ty jak mantrę powtarzasz że wiemy o antymaterii tyle co nic. I po tym co piszesz to się zgodzę w tej części że Ty nic o niej nie wiesz.
Antymaterię znamy doświadczalnie od niemal 100 lat. Ułożyliśmy już cały gmach wiedzy dotyczący fizyki kwantowej w który antymateria znakomicie się wpasowuje. Włącznie z naszą najlepszą jak do tej pory teorią czyli Modelem Standardowym, sprawdzonym pod wieloma innymi względami z największą dokładnością z jaką kiedykolwiek ludzkość cokolwiek sprawdziła.
I przychodzi taki Sławko i pisze: wiemy tyle co nic bo mi się wydaje że jest tak a tak - całkowicie przeciwnie do ugruntowanej wiedzy.
Tak towarzyszu, wiecie tyle co nic.
Co do sprawdzenia grawitacji antymaterii - nie sprawdziliśmy tego ponieważ jest to technicznie niesamowicie trudne i nikt przy zdrowych zmysłach (sam siebie z tego grona wyrzucasz) nie spodziewa się innego wyniku jak tylko zgodnego z obecną wiedzą.
Przemyśl czy takimi twierdzeniami jakie tu rzuciłeś chcesz się dalej ośmieszać.
Jajcenty, 18 maja 2021, 21:50
Rozumiem. Koń jak jest każdy widzi. Nie sprawdziliśmy, ale wiemy. Bo, przecież, gołym okiem widać. Obawiam się, że to tak nie działa. Obrazek albo się nie zdarzyło.
l_smolinski, 19 maja 2021, 07:19
Model standardowy nie jest w stanie zaproponować, genezy dla czarnej materii i energii. Jak coś nie jest koherentne to jest do d... Ogólnie opowieści z mchu i paproci.
Sławko, 20 maja 2021, 02:55
I przychodzi taki thikim i twierdzi, że "wie jak jest", chociaż tego nie sprawdził i nie ma na to dowodów, i kto tu się ośmiesza? Model Standardowy jest tylko modelem i w wielu aspektach także się nie sprawdza, nie jest to model kompletny, a skoro jesteś taki poważny "naukowiec", to powinieneś to wiedzieć. To znaczy tylko tyle, że jeszcze wielu rzeczy nie wiemy, a dopóki nie wiemy, to jest to pole do przypuszczeń, a nawet fantazjowania i nie widzę w tym nic złego. Nie wiem też, czy zauważyłeś, ale ja nigdzie nie twierdzę, że antymateria oddziałuje antygrawitacyjnie. Ja tylko powiedziałem, że mam nadzieję, że tak jest. Ty natomiast Modelem kreujesz rzeczywistość i to jest dopiero śmieszne. Wyluzuj. Otwórz umysł. Niejeden model, który się sprawdzał, rozsypał się jak domek z kart po nowych odkryciach. Czy tak będzie z Modelem Standardowym, nie wiem. Póki co trzyma się mocno, ale... mechanika klasyczna także sprawdzała się przez całe wieki, aż tu nagle ... pojawiła się mechanika kwantowa. Skąd wiesz, czy gdzieś w grawitacji nie kryje się kolejna? Ale jak "nie wystawisz nosa" spoza Modelu Standardowego, to się tego nie dowiesz.
Czekam z niecierpliwością, kiedy potwierdzony zostanie sposób oddziaływania grawitacyjnego antymaterii. Ale niezależnie od wyniku, będę się cieszył. Albo potwierdzi to moje przypuszczenia, albo obali. Jak obali, będę miał kłopot bo rozsypie się mój "obraz" Świata, ale z drugiej strony będę miał zabawę w tym, że będę musiał go sobie "zbudować" na nowo (o ile tego dożyję).