Πείτε τη λέξη «αντιύλη» και αμέσως οι άνθρωποι σκέφτονται την επιστημονική φαντασία - αντι-σύμπαντα, καύσιμα για τους κινητήρες στρέβλωσης της επιχείρησης και ούτω καθεξής. Το αντιύλη αποτελείται από στοιχειώδη σωματίδια, καθένα από τα οποία έχει την ίδια μάζα με τα αντίστοιχα υλικά τους - πρωτόνια, νετρόνια και ηλεκτρόνια - αλλά τα αντίθετα φορτία και μαγνητικές ιδιότητες. Όταν συγκρούονται σωματίδια ύλης και αντιύλης, εκμηδενίζονται και παράγουν ενέργεια σύμφωνα με τη διάσημη εξίσωση του Αϊνστάιν, E = mc2. Αλλά η αντιύλη δεν είναι κάτι που είναι διαθέσιμο σε κάθε γωνιακό φαρμακείο (και ούτε το πλουτώνιο, για να συνεχίσει με το θέμα της ταινίας) και δεν υπάρχουν πολλά από αυτά, έτσι φαίνεται. Όμως, σύμφωνα με τη θεωρία, δεν ήταν πάντα έτσι, και οι επιστήμονες χρησιμοποιούν το Παρατηρητήριο Ακτίνων Χ Chandra για να αναζητήσουν ενδείξεις αντιύλης που υπήρχαν στο πολύ πρώιμο σύμπαν. Και δεν είναι εύκολη δουλειά…
Σύμφωνα με το μοντέλο Big Bang, το Σύμπαν πλημμύρισε σωματίδια τόσο της ύλης όσο και της αντιύλης λίγο μετά το Big Bang. Το μεγαλύτερο μέρος αυτού του υλικού εξαφανίστηκε, αλλά επειδή υπήρχε ελαφρώς περισσότερη ύλη από το αντιύλη - λιγότερο από ένα μέρος ανά δισεκατομμύριο - μόνο η ύλη έμεινε πίσω, τουλάχιστον στο τοπικό Σύμπαν.
Πιστεύεται ότι παράγονται ίχνη αντιύλης από ισχυρά φαινόμενα, όπως σχετικιστικά πίδακες που τροφοδοτούνται από μαύρες τρύπες και πάλσαρ, αλλά δεν έχουν βρεθεί ακόμη στοιχεία για την αντιύλη που απομένει από το Βρεφικό Σύμπαν.
Πώς θα μπορούσε να επιβιώσει κάποιο αρχέγονο αντιύλη; Αμέσως μετά το Big Bang πιστεύεται ότι υπήρξε μια εξαιρετική περίοδος, που ονομάζεται πληθωρισμός, όταν το Σύμπαν επεκτάθηκε εκθετικά σε ένα κλάσμα του δευτερολέπτου.
«Αν υπήρχαν συσσωματώματα ύλης και αντιύλης πριν από τον πληθωρισμό, μπορεί τώρα να διαχωριστούν περισσότερο από την κλίμακα του παρατηρήσιμου Σύμπαντος, οπότε δεν θα τους δούμε ποτέ να συναντώνται», δήλωσε ο Gary Steigman του Πανεπιστημίου του Οχάιο. η μελέτη. «Αλλά, μπορεί να χωριστούν σε μικρότερες κλίμακες, όπως αυτές των σούπερ συμπλέγματος ή συστάδων, κάτι που είναι πολύ πιο ενδιαφέρουσα.»
Σε αυτήν την περίπτωση, οι συγκρούσεις μεταξύ δύο γαλαξιακών συστάδων, των μεγαλύτερων βαρυτικά συνδεδεμένων δομών στο Σύμπαν, ενδέχεται να δείχνουν στοιχεία για την αντιύλη. Η εκπομπή ακτίνων Χ δείχνει πόσο ζεστό αέριο εμπλέκεται σε μια τέτοια σύγκρουση. Εάν μερικά από τα αέρια και από τις δύο ομάδες έχουν σωματίδια αντιύλης, τότε θα υπάρξει αφανισμός και οι ακτίνες Χ θα συνοδεύονται από ακτίνες γάμμα.
Ο Steigman χρησιμοποίησε δεδομένα που ελήφθησαν από τον Chandra και τώρα απενεργοποιήθηκε από το Παρατηρητήριο Compton Gamma Ray για να μελετήσει το Bullet Cluster, όπου δύο μεγάλες ομάδες γαλαξιών συντρίβονται μεταξύ τους σε εξαιρετικά υψηλές ταχύτητες. Σε σχετικά κοντινή απόσταση και με ευνοϊκό προσανατολισμό προς τα πλάγια, όπως φαίνεται από τη Γη, το Bullet Cluster παρέχει μια εξαιρετική τοποθεσία δοκιμών για αναζήτηση του σήματος για αντιύλη.
Ρίξτε μια ματιά σε αυτό το πολύ καλό κινούμενο σχέδιο σμήνους γαλαξιών που συγκρούονται μεταξύ τους.
«Αυτή είναι η μεγαλύτερη κλίμακα πάνω στην οποία έχει γίνει ποτέ αυτή η δοκιμασία για την αντιύλη», δήλωσε ο Steigman, του οποίου η δημοσίευση δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Journal of Cosmology and Astroparticle Physics. «Ψάχνω να δω αν θα μπορούσαν να υπάρχουν ομάδες γαλαξιών που αποτελούνται από μεγάλες ποσότητες αντιύλης».
Η παρατηρούμενη ποσότητα ακτίνων Χ από το Chandra και η μη ανίχνευση ακτίνων γάμμα από τα δεδομένα Compton δείχνουν ότι το κλάσμα αντιύλης στο Bullet Cluster είναι μικρότερο από τρία μέρη ανά εκατομμύριο. Επιπλέον, οι προσομοιώσεις της συγχώνευσης Bullet Cluster δείχνουν ότι αυτά τα αποτελέσματα αποκλείουν σημαντικές ποσότητες αντιύλης σε κλίμακες περίπου 65 εκατομμυρίων ετών φωτός, μια εκτίμηση του αρχικού διαχωρισμού των δύο συγκρούσεων.
«Η σύγκρουση ύλης και αντιύλης είναι η πιο αποτελεσματική διαδικασία για την παραγωγή ενέργειας στο Σύμπαν, αλλά μπορεί να μην συμβεί σε πολύ μεγάλες κλίμακες», δήλωσε ο Steigman. "Αλλά, δεν τα παρατάω, καθώς σκοπεύω να εξετάσω άλλα συγκρούσιμα γαλαξιακά σμήνη που έχουν ανακαλυφθεί πρόσφατα."
Η εύρεση αντιύλης στο Σύμπαν μπορεί να πει στους επιστήμονες για το χρονικό διάστημα που διήρκεσε η περίοδος του πληθωρισμού. «Η επιτυχία σε αυτό το πείραμα, αν και μια μακρά βολή, θα μας διδάξει πολλά για τα πρώτα στάδια του Σύμπαντος», δήλωσε ο Steigman.
Αυστηρότεροι περιορισμοί έχουν τεθεί από τον Steigman σχετικά με την παρουσία αντιύλης σε μικρότερες κλίμακες κοιτάζοντας μεμονωμένα σμήνη γαλαξιών που δεν περιλαμβάνουν τόσο μεγάλες, πρόσφατες συγκρούσεις.
Πηγή: Chandra / Harvard
