(Imagem: © Goddard Space Flight Center da NASA)
A antimatéria derramada por antiestrelas pode até ser detectada aqui na Terra.
Não sabemos por que o universo é dominado pela matéria sobre a antimatéria, mas pode haver estrelas inteiras, e talvez até galáxias, no universo feitas de antimatéria.
As antiestrelas lançariam continuamente seus componentes de antimatéria no cosmos e poderiam até ser detectáveis como uma pequena porcentagem das partículas de alta energia que atingem a Terra.
Nascimento desequilibrado
A antimatéria é como a matéria normal, exceto que não. Cada partícula tem um gêmeo anti-partícula, com exatamente a mesma massa, exatamente o mesmo spin e exatamente o mesmo tudo. A única coisa diferente é a carga. Por exemplo, a antipartícula do elétron, chamada pósitron, é exatamente como o elétron, exceto por ter carga elétrica positiva.
Nossas teorias da física fundamental apontam para um tipo especial de simetria entre matéria e antimatéria – elas se espelham quase perfeitamente. Para cada partícula de matéria no universo, deve haver uma partícula de antimatéria. Mas quando olhamos ao redor, não vemos nenhuma antimatéria. A Terra é feita de matéria normal, o sistema solar é feito de matéria normal, a poeira entre as galáxias é feita de matéria normal; parece que todo o universo é inteiramente composto de matéria normal.
Existem apenas dois lugares onde existe antimatéria. Um deles está dentro de nossos coletores de partículas ultra-poderosos: quando os ligamos e explodimos algumas coisas subatômicas, jatos de antimatéria e normal saem. O outro lugar está nos raios cósmicos. Os raios cósmicos não são realmente raios, mas sim fluxos de partículas de alta energia vindo do cosmos e atingindo nossa atmosfera. Essas partículas vêm de processos ultra-poderosos no universo, como supernovas e estrelas em colisão, e portanto a mesma física se aplica.
Mas por que a antimatéria é tão rara? Se matéria e antimatéria estão tão perfeitamente equilibradas, o que aconteceu com todas as antimatéria? A resposta está em algum lugar no universo primitivo.
A anti-galáxia
Não temos certeza do que aconteceu, mas algo saiu do equilíbrio no jovem cosmos. Presumivelmente, nos bons velhos tempos (e estou falando quando o universo tinha menos de um segundo aqui), matéria e antimatéria eram produzidas em quantidades iguais. Mas então algo aconteceu; algo fez com que fosse produzida mais matéria do que antimatéria. Não demoraria muito, apenas um desequilíbrio de uma parte por bilhão, mas seria o suficiente para a matéria normal vir a dominar essencialmente todo o universo, eventualmente formando estrelas e galáxias e até mesmo você e eu.
Mas seja qual for o processo – e devo mencionar que a física detalhada desse mecanismo de eliminação da antimatéria no universo primitivo está atualmente além da física conhecida, então há muita coisa no ar aqui – pode não ter sido totalmente perfeito. É totalmente possível que o universo primitivo tenha deixado grandes aglomerados de antimatéria flutuando aqui e ali por todo o universo.
Esses aglomerados, se sobrevivessem por tempo suficiente, cresceriam em relativo isolamento. Claro, quando a matéria e a antimatéria colidem, elas se aniquilam em um lampejo de energia, e isso teria causado algumas dores de cabeça no início do universo, mas se os aglomerados de antimatéria conseguissem passar por aquele teste, eles estariam livres.
Ao longo de bilhões de anos, esses aglomerados de antimatéria poderiam ter se reunido e crescido. Lembre-se de que a única diferença entre a antimatéria e a matéria é sua carga – todas as outras operações da física permanecem exatamente as mesmas. Assim, você pode formar anti-hidrogênio, anti-hélio e anti-todos-os-outros-elementos. Você pode ter anti-poeira, anti-estrelas alimentados por anti-fusão, anti-planetas com anti-pessoas bebendo anti-vidros refrescantes de anti-água, os trabalhos.
Contando para trás
Os astrônomos não suspeitam que existam anti-galáxias inteiras flutuando por aí, porque suas interações com a matéria normal (digamos, quando duas galáxias colidem) liberariam um pouco de energia – o suficiente para nós notarmos agora. Mas aglomerados menores podem ser possíveis. Aglomerados menores como aglomerados globulares.
Os aglomerados globulares são aglomerados pequenos e densos de menos de um milhão de estrelas orbitando galáxias maiores. Eles são considerados incrivelmente antigos, pois não estão formando novas estrelas na época atual e, em vez disso, estão cheios de pequenas populações vermelhas e envelhecidas. Eles também são relativamente livres de gás e poeira – todo o combustível de que você precisa para fazer novas estrelas. Eles apenas ficam por aí, orbitando desajeitadamente em torno de seus primos maiores e mais ativos, resquícios de uma era passada e amplamente esquecida. A própria Via Láctea tem um séquito de cerca de 150 deles.
E alguns deles podem ser feitos de anti-estrelas.
Uma equipe de astrofísicos teóricos calculou o que aconteceria se um dos aglomerados globulares orbitando a Via Láctea fosse na verdade um anti-aglomerado, conforme relatado em um artigo publicado recentemente no jornal pré-impresso arXiv. Eles fizeram uma pergunta simples: o que aconteceria?
A menos que o aglomerado globular mergulhasse direto no disco da Via Láctea, ele não explodiria de verdade. Como o anti-aglomerado seria feito apenas de estrelas, e as estrelas não ocupam muito volume, não há muitas oportunidades para grandes booms. Em vez disso, as anti-estrelas no anti-aglomerado continuariam suas vidas normais, fazendo coisas normais como estrelas.
Coisas como emitir um fluxo constante de partículas. Ou tendo grandes eventos de flare e ejeção de massa coronal. Ou colidindo uns com os outros. Ou morrendo em fantásticas explosões de supernova.
Todos esses processos liberariam toneladas de antipartículas, enviando-as para fora do anti-aglomerado e para o volume próximo do universo, incluindo a Via Láctea. Incluindo nosso sistema solar, onde essas antipartículas apareceriam como apenas mais uma parte da gangue de raios cósmicos.
Então, será que algumas das antipartículas que atingem nossa atmosfera todos os dias foram lançadas por uma antiparasitária há milhões de anos? Agora é muito difícil dizer. Certamente existem antipartículas misturadas como parte da população total de raios cósmicos, mas como o campo magnético de nossa galáxia altera os caminhos das partículas carregadas (normais e anti-semelhantes), é difícil dizer exatamente de onde um determinado raio cósmico realmente veio .
Mas se os astrônomos forem capazes de identificar um aglomerado globular como uma fonte particularmente forte de antipartículas, seria como abrir uma cápsula do tempo, dando-nos uma janela para a física que dominava o universo quando tinha apenas um segundo.
Também não poderíamos visitar o anti-cluster, porque assim que o fizéssemos, explodiríamos.
Publicado em 09/02/2021 14h56
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