Nói từ khinh phản vật chất và ngay lập tức mọi người nghĩ về khoa học viễn tưởng - chống vũ trụ, nhiên liệu cho các động cơ tốc độ dọc Enterprise Enterprise và vv. Phản vật chất được tạo thành từ các hạt cơ bản, mỗi hạt có cùng khối lượng với vật chất tương ứng của chúng so với các đối thủ, neutron và electron - nhưng các điện tích và tính chất từ tính ngược nhau. Khi vật chất và các hạt phản vật chất va chạm vào nhau, chúng sẽ tiêu diệt lẫn nhau và tạo ra năng lượng theo phương trình nổi tiếng của Einstein, E = mc2. Nhưng phản vật chất là một thứ gì đó mà có sẵn trên các nhà thuốc ở mọi góc (và cũng không phải là plutonium, để tiếp tục với chủ đề phim) và có rất nhiều thứ xung quanh nó. Nhưng theo lý thuyết, nó luôn luôn như vậy và các nhà khoa học đang sử dụng Đài quan sát tia X Chandra để săn tìm bằng chứng phản vật chất có trong vũ trụ từ rất sớm. Và nó không phải là một công việc dễ dàng
Theo mô hình Big Bang, Vũ trụ đã tràn ngập các hạt của cả vật chất và phản vật chất ngay sau Vụ nổ lớn. Hầu hết các tài liệu này bị hủy, nhưng vì có một chút vật chất hơn phản vật chất - ít hơn một phần tỷ - chỉ có vật chất bị bỏ lại, ít nhất là trong Vũ trụ địa phương.
Một lượng phản vật chất được cho là được tạo ra bởi các hiện tượng mạnh như máy bay phản lực tương đối được cung cấp bởi các lỗ đen và pulsar, nhưng chưa có bằng chứng nào cho thấy phản vật chất còn sót lại từ Vũ trụ trẻ sơ sinh.
Làm thế nào bất kỳ phản vật chất nguyên thủy có thể sống sót? Ngay sau Vụ nổ lớn, người ta tin rằng có một thời kỳ phi thường, được gọi là lạm phát, khi Vũ trụ mở rộng theo cấp số nhân chỉ trong một phần của giây.
Gary Nếu các khối vật chất và phản vật chất tồn tại cạnh nhau trước khi lạm phát, giờ đây chúng có thể bị tách ra nhiều hơn so với quy mô của Vũ trụ quan sát được, vì vậy chúng ta sẽ không bao giờ thấy chúng gặp nhau, Gary nói, Đại học bang Ohio, người đã tiến hành việc học Tuy nhiên, chúng có thể được phân tách trên quy mô nhỏ hơn, chẳng hạn như các siêu đám hoặc cụm, đó là một khả năng thú vị hơn nhiều.
Trong trường hợp đó, các va chạm giữa hai cụm thiên hà, cấu trúc có lực hấp dẫn lớn nhất trong Vũ trụ, có thể cho thấy bằng chứng về phản vật chất. Phát xạ tia X cho thấy lượng khí nóng có liên quan đến một vụ va chạm như vậy. Nếu một số khí từ một trong hai cụm có các hạt phản vật chất, thì sẽ có sự hủy diệt và tia X sẽ đi kèm với tia gamma.
Steigman đã sử dụng dữ liệu do Chandra thu được và hiện đang quay quanh Đài thiên văn Compton Gamma Ray để nghiên cứu Cụm đạn, trong đó hai cụm thiên hà lớn đã đâm vào nhau với vận tốc cực lớn. Ở khoảng cách tương đối gần và với hướng bên thuận lợi khi nhìn từ Trái đất, Bullet Cluster cung cấp một địa điểm thử nghiệm tuyệt vời để tìm kiếm tín hiệu cho phản vật chất.
Kiểm tra hoạt hình rất tiện lợi này của các cụm thiên hà đâm vào nhau.
Đây là quy mô lớn nhất mà thử nghiệm này đối với phản vật chất đã từng được thực hiện, ông Steigman cho biết, bài báo đã được công bố trên Tạp chí Vũ trụ học và Vật lý Astroparticle. Thời gian tôi tìm kiếm để xem liệu có thể có bất kỳ cụm thiên hà nào được tạo thành từ một lượng lớn phản vật chất hay không.
Lượng tia X quan sát được từ Chandra và không phát hiện ra tia gamma từ dữ liệu Compton cho thấy phần phản vật chất trong Cụm sao là ít hơn ba phần triệu. Hơn nữa, các mô phỏng của vụ sáp nhập Bullet Cluster cho thấy những kết quả này loại trừ bất kỳ lượng phản vật chất đáng kể nào trên quy mô khoảng 65 triệu năm ánh sáng, một ước tính về sự phân tách ban đầu của hai cụm va chạm.
Sự va chạm của vật chất và phản vật chất là quá trình hiệu quả nhất để tạo ra năng lượng trong Vũ trụ, nhưng nó chỉ có thể không xảy ra trên quy mô rất lớn, ông Steigman nói. Tuy nhiên, tôi vẫn chưa từ bỏ khi tôi lên kế hoạch xem xét các cụm thiên hà va chạm khác đã được phát hiện gần đây.
Tìm thấy phản vật chất trong Vũ trụ có thể cho các nhà khoa học biết về thời gian lạm phát kéo dài bao lâu. Thành công trong thí nghiệm này, mặc dù một cú sút xa, sẽ dạy chúng ta rất nhiều về những giai đoạn đầu tiên của Vũ trụ, ông nói, Steigman nói.
Các ràng buộc chặt chẽ hơn đã được Steigman đặt vào sự hiện diện của phản vật chất trên quy mô nhỏ hơn bằng cách nhìn vào các cụm thiên hà đơn lẻ không liên quan đến các vụ va chạm lớn, gần đây như vậy.
Nguồn: Chandra / Harvard
