Если бы во Вселенной было равное количество материи и антиматерии, было бы легко сделать вывод, что у Вселенной есть нулевой чистый заряд, поскольку определяющей противоположностью материи и антиматерии является заряд. Итак, если частица имеет заряд, ее античастица будет иметь равный, но противоположный заряд. Например, протоны имеют положительный заряд, а антипротоны – отрицательный.
Но не очевидно, что вокруг много антивещества, поскольку ни космический микроволновый фон, ни более современная Вселенная не содержат доказательств границ аннигиляции, когда контакт между областями крупномасштабной материи и крупномасштабной антиматерии вызывал бы яркие вспышки гамма-лучей.
Итак, поскольку мы, по-видимому, живем во Вселенной, в которой преобладает материя, вопрос о том, имеет ли Вселенная нулевой чистый заряд, остается открытым.
Разумно предположить, что темная материя имеет либо чистый нулевой заряд, либо вообще никакого заряда, просто потому, что она темная. Заряженные частицы и более крупные объекты, такие как звезды с динамической смесью положительных и отрицательных зарядов, создают электромагнитные поля и электромагнитное излучение.
Таким образом, возможно, мы можем ограничить вопрос о том, имеет ли Вселенная чистый заряд, равный нулю, простым вопросом о том, имеет ли его общая сумма всей не тёмной материи. Мы знаем, что большая часть холодной статической материи, то есть в атомной, а не в плазменной форме, должна иметь чистый заряд, равный нулю, поскольку атомы имеют равное количество положительно заряженных протонов и отрицательно заряженных электронов.
Можно также предположить, что звезды, состоящие из горячей плазмы, имеют нулевой чистый заряд, поскольку они являются продуктом аккреции холодного атомного материала, который был сжат и нагрет, чтобы создать плазму из диссоциированных ядер (+ ve) и электронов (-ve).
Принцип сохранения заряда гласит, что количество заряда в системе всегда сохраняется, так что количество втекающего заряда будет равно количеству выходящего.
Эксперимент, который был предложен для измерения чистого заряда Вселенной, предполагает рассмотрение Солнечной системы как системы, сохраняющей заряд. Поступающий внутрь заряд, переносится заряженными частицами в космических лучах, а вытекающий наружу – частицами в солнечном ветре.
Если затем мы посмотрим на холодный твердый объект, такой как Луна, у которого нет магнитного поля или атмосферы, чтобы отклонять заряженные частицы, то можно оценить чистый вклад заряда, создаваемого космическими лучами и солнечным ветром. А когда Луна затеняется частью магнитосферы Земли, есть возможность обнаружить поток, связанный только с космическими лучами, который должен отражать зарядовый статус всей Вселенной.
Основываясь на данных, собранных из источников, включая лунные эксперименты «Аполлона-15», Солнечную и гелиосферную обсерваторию (SOHO), космический корабль WIND и Альфа-магнитный спектрометр на космическом челноке (STS 91), неожиданным открытием является чистый перевес положительных зарядов, поступающих из глубокого космоса, что означает, что в космосе существует общий дисбаланс зарядов.
Возможно, что поток отрицательного заряда возникает на уровнях энергии ниже порога измерения, который был достигнут в этом исследовании. Так что, может быть, оно является немного неубедительным, но вопрос о том, имеет ли Вселенная нулевой чистый заряд, все еще остается открытым.
Подписывайтесь на канал Глубины космоса, будет много интересного!
Читайте также:
Астрономы объяснили непрозрачность ранней Вселенной
«Спитцер» обнаружил две мега-солнечные системы
Галактика с хвостом из газа удивила учёных
