Jakie są różnice między materią, ciemną materią a antymaterią?


17

Myślałem, że ciemność i antymateria są trochę takie same, ale po obejrzeniu filmu wspominają, że ciemna materia nie jest antymaterią, ale ich wyjaśnienie jest trochę szybkie, więc miałem wątpliwości.

Jakie są różnice między materią, ciemną materią a antymaterią? Czy są spokrewnieni? Jak się ze sobą współdziałają? Gdzie mogę zobaczyć przykład tej interakcji? a także procentowo, ile materii, ciemnej materii i antymaterii istnieje we wszechświecie?

Dzięki!


7
Dla większości z nas itdoesntmatter. (Przepraszam, nie mogłem się oprzeć; dobre pytanie)
Pete Becker,

Odpowiedzi:


12

Materia jest tym, z czego jesteś zrobiony.

Antymateria jest pod każdym względem taka sama jak materia, wygląda tak samo, zachowuje się tak samo, z tym wyjątkiem, że jej cząstki mają ładunki elektryczne przeciwne do materii. Np. Nasze elektrony są naładowane ujemnie, podczas gdy pozyton („elektron” antymaterii) jest naładowany dodatnio. Pozyton jest „antycząsteczką” elektronu.

Kiedy cząstka styka się z anty-cząsteczką, „anihilują”: dwie cząsteczki znikają, a fotony gamma są uwalniane, przenosząc swoją energię. Z tego powodu, gdyby bryła materii dotknęła bryły antymaterii, unicestwiłyby się, a gigantyczna eksplozja spowodowałaby uwolnienie ogromnej energii (E = mc ^ 2).

Materia i antymateria są zdecydowanie powiązane: to samo, ale z przeciwnymi znakami. Bliźniaki, ale przeciwieństwa.

Nie jest jasne, dlaczego, ale wydaje się, że nie ma tam tak wiele antymaterii, bardziej jak ilości śladowe. Zdecydowanie nie tyle zwykła materia, o ile wiemy. Jest to zagadką dla fizyków i kosmologów, ponieważ można oczekiwać, że Wielki Wybuch wytworzy w przybliżeniu równe ilości materii i antymaterii. Naukowcy zgadzają się, że paradoks „nadmiaru materii” posunie fizykę jeszcze dalej po jej rozwiązaniu.


Ciemna materia - tak naprawdę nie wiemy, co to jest. Nie jest nawet pewne, czy to „materia” w konwencjonalnym sensie, czy w jakikolwiek sposób z nią związana. Wiemy tylko, że galaktyki obracają się w taki sposób, że wskazuje na to, że istnieje o wiele więcej masy, ale jest to masa, której nie widzimy i której nie można obliczyć w zwykły sposób. Stąd nazwa „ciemna” (jak w niewidzialnej) materii.

Ciemna materia wydaje się nie oddziaływać zbyt wiele z regularną materią, z wyjątkiem grawitacji. W tej chwili ciemna materia może przechodzić przez ciebie i nie zauważysz. Ciemna materia również nie wchodzi w interakcje ze światłem, więc jej nie widać. Wydaje się również, że niewiele oddziałuje ze sobą, dlatego ciemna materia nie może tworzyć „grudek”, takich jak planety lub gwiazdy. Zamiast tego prawdopodobnie istnieje w formie rozproszonej. Podsumowując, ciemna materia oddziałuje prawie wyłącznie poprzez grawitację.

Kształt galaktyk jest dowodem na istnienie ciemnej materii i jest wynikiem interakcji między materią i ciemną materią. Bez ciemnej materii galaktyki byłyby znacznie mniej masywne, a części zewnętrzne obracałyby się znacznie wolniej w porównaniu do centrum. Z powodu ciemnej materii galaktyki są dość masywne i obracają się prawie jak obiekty stałe - części zewnętrzne obracają się w przybliżeniu tak szybko, jak części środkowe.

Szacunki są różne, ale wydaje się, że istnieje coś takiego jak 5x do 6x więcej ciemnej materii w porównaniu do zwykłej materii.


czy ciemna materia zajmuje przestrzeń? brzmi bardziej jak siła, czy „materia duchów” może być mniej mylącą nazwą?
Alex Sifuentes,

1
To nie jest siła, to jakaś cząstka. Powodem, dla którego zachowuje się jak siła, jest to, że gdy jest jej wystarczająco dużo, obserwuje się jej efekt grawitacyjny. Zagina przestrzeń jak zwykła materia.
userLTK,

1
Zauważ, że zakłada się, że wiodący teoretyczni kandydaci na ciemną materię wchodzą w interakcję poprzez słabą siłę, jak również grawitację. To nie tyle, ponieważ mamy dobry powód, aby to zakładać, ale ponieważ jeśli to zrobimy, będziemy w stanie je wkrótce wykryć --- szukamy naszych kluczy pod latarniami. Są też inni kandydaci, ale nie mamy pojęcia, jak kontynuować sprawdzanie tych pomysłów. No cóż, z wyjątkiem osi, które rozumiemy, ale nie mamy technologii, by na poważnie polować.
dmckee --- były kot moderator

Więc jeśli ciemna materia nie wchodzi w interakcje z samym sobą lub tak się nie zlepia, to czy rozkład ciemnej materii jest równomierny w całym wszechświecie? Czy jest tu jakaś sprzeczność? Po prostu myślę, że jeśli „oddziaływa ona tylko przez grawitację” z regularną materią, wówczas zwykłe grudki materii spowodowałyby grudki ciemnej materii.
Dave G

1
@DaveG Nadal oddziałuje grawitacyjnie, więc z tego powodu istnieje pewna agregacja. Ale to nie jest tak blisko jak zwykła materia, która tworzy gęsto upakowane grudki. Zasadniczo grudki zwykłej materii są mniej więcej otoczone rozproszonymi „chmurami” ciemnej materii.
Florin Andrei

3

Dość dobrą stroną do szybkich wyjaśnień jest Przygoda Cząstek

Anti Matter

Ciemna materia

Antymateria jest naprawdę bardzo prosta i bardzo podobna do zwykłej materii. Po prostu zdarza się gwałtownie eksplodować, gdy dotyka zwykłej materii - jak pozyton (elektron dodatni), a elektron (ujemny) dotyka się i paruje w parę promieni gamma. Proton / anty Proton lub Neutron / anty Neutron lub Proton / antyneutron lub Neutron / antyProton (oddziałują, ponieważ mają pewne wspólne kwarki / antykwarki). Te reakcje są bardziej skomplikowane, ale sedno jest takie samo. Wybuchają gwałtownie, gdy się dotykają. Ponieważ materia i antymateria mają tendencję do wzajemnego parowania, tak naprawdę nie ma pierwotnej antymaterii we wszechświecie, ponieważ materii było nieco więcej.

Ale oprócz interakcji wybuchowej Antymateria jest prawie dokładnie taka sama jak materia. Teoretycznie można zbudować gwiazdę, planetę, drzewa i życie z antymaterii.

Dark Matter jest znacznie bardziej odmienny. Tak naprawdę nie wiemy, co to jest, ale jest to inny rodzaj materii, jest przezroczysty i niewiążący, ale ma masę. Zwykła materia może wiązać się grawitacyjnie, dlatego formuje się w rzeczy takie jak gwiazdy, planety, komety, asteroidy itp. Ciemna materia tego nie robi. Luźno gromadzi się wokół galaktyk, a dokładniej galaktyki gromadzą się w dużych kieszeniach ciemnej materii.


Masz rację. To była literówka z mojej strony. Naprawiony.
userLTK,

Ciekawa strona! ułatwia zrozumienie, dzięki!
Alex Sifuentes,
Korzystając z naszej strony potwierdzasz, że przeczytałeś(-aś) i rozumiesz nasze zasady używania plików cookie i zasady ochrony prywatności.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.