Jak odróżnić materię od antymaterii poprzez obserwację w przestrzeni kosmicznej?

Po prostu zastanawiałem się i szukałem w Internecie przy odrobinie szczęścia w temacie. Na Wiki Antimatter mówią, że obserwowalny wszechświat zbudowany jest przez materię. Czytam, że antymateria może być wykryta w promieniach kosmicznych w bardzo małej ilości. Ale przejdźmy do teorii i naszej praktycznej wiedzy, moje pytanie brzmi:

Jak możemy wykryć, czy zestaw obiektów (jak cała galaktyka) jest całkowicie zbudowany przez antymaterię? Skoro materia i antymateria wyglądają jak „odbicie lustrzane” na prądzie, czy mogą tworzyć podobny obiekt, który jest nie do odróżnienia od „naszych” obiektów materii? Mam na myśli, czy analiza widma na przykład wykazałaby, że nie jest to materia, ale zbudowana przez antymaterię?

Powiązane pytanie: czy jesteśmy pewni, że to, co widzimy we wszechświecie, jest materią?

Tl; DR

• Wykrywanie za pomocą światła spolaryzowanego - oddziaływanie antymaterii ze światłem spolaryzowanym można wykryć przez obrót wektora;
• Jesteśmy najbardziej pewni , ponieważ brak promieni gamma i charakterystyczna polaryzacja Faradaya wskazują na brak obserwowalnego antymaterii w znaczących ilościach.

Długa odpowiedź

Uważam, że @userLTK ma rację w swoim komentarzu.

O ile mi wiadomo, brak rozbłysków gamma, które charakteryzują interakcje materia-antymateria, wskazuje na występowanie materii barionowej w całym widzialnym wszechświecie; anty-galaktyka w pobliżu galaktyki barionowej pokazałaby zdrową ilość promieni gamma pochodzących z zderzeń granicznych cząstek.

Efekt ten można zaobserwować między strukturami dowolnej skali - np. Gwiazdą / antygwiazdą, galaktyką / antygalaktą lub supergromadą / supergromadą.

Wspomina o tym „Światło z głębi czasu” Rudolfa Kippenhahna

[...] Nawet gdy, jak gwiazda, jest promieniowaniem, jego widmo pozostaje dokładnie takie samo, zupełnie niezależnie od tego, czy za światło odpowiedzialne są atomy czy antyatomy.

Tak więc światło pochodzące z anty-galaktyk wyglądałoby tak samo jak zwykłe galaktyki. Ale co z grawitacją?

Cytat z „Isodual Theory of Antimatter: with applications for Antigravity, Grand Unification and Cosmology” może nam pomóc dodatkowo:

[...] Jednak fotony są niezmienne w sprzężeniu ładunków i poruszają się z maksymalną prędkością przyczynową w próżni, c . Dlatego foton może równie dobrze być superpozycją energii dodatnich i ujemnych, być może jako warunek podróży z prędkością c , w którym to przypadku foton byłby stanem isoselfdual, doświadczając w ten sposób przyciągania zarówno w polu materii, jak i antymaterii.

Oznacza to, że antymateria spowodowałaby również efekty grawitacyjne, takie jak soczewki.

To spowodowałoby, że zdalne wykrycie antymaterii byłoby dość trudne - emitowałoby i zginało światło dokładnie w taki sam sposób jak zwykła materia.

Rotacja polaryzacji Faradaya może dać nam nadzieję:

Światło spolaryzowane, np. Z nietermicznych źródeł synchrotronowych, które przechodzi przez gaz z niezerowym polem magnetycznym, będzie miało obrócony wektor polaryzacji w procesie rotacji Faradaya. [...] Zauważ, że regiony zdominowane przez antymaterię (pozytony) powodują obrót przeciwny do obrotu powodowanego przez regiony zdominowane przez materię (elektrony).

( SLAC Summer Institute on Particle Physics (SSI04), 2-13 sierpnia 2004 )

Ale to samo źródło wspomina o tym

Efekt był mierzony wiele razy, a wielkość obrotu, zwykle wyrażana jako tak zwana „miara obrotu”, jest wyrażana przez całkę pola widzenia [...] Fakt, że w ogóle obserwujemy efekt oznacza, że ​​średnio nie możemy mieć równych ilości antymaterii i materii wzdłuż różnych linii wzroku.

Wygląda więc na to, że wszechświatowi widzialnemu brakuje antymaterii.