พูดคำว่า "ปฏิสสาร" และทันทีที่ผู้คนนึกถึงนิยายวิทยาศาสตร์ - ต่อต้านจักรวาลเชื้อเพลิงสำหรับเครื่องยนต์แปรปรวนความเร็วขององค์กรและอื่น ๆ ปฏิสสารนั้นประกอบด้วยอนุภาคมูลฐานซึ่งแต่ละชนิดนั้นมีมวลเท่ากันกับสสารคู่กันคือ - โปรตอนนิวตรอนและอิเล็กตรอน แต่มีประจุที่ตรงกันข้ามและคุณสมบัติทางแม่เหล็ก เมื่ออนุภาคสสารและปฏิสสารปะทะกันพวกมันจะทำลายกันและกันและผลิตพลังงานตามสมการที่มีชื่อเสียงของ Einstein คือ E = mc2 แต่ปฏิสสารไม่ได้มีบางอย่างที่มีอยู่ในร้านขายยาทุกซอกทุกมุม (และไม่มีพลูโตเนียมเพื่อดำเนินการตามธีมภาพยนตร์) และไม่มีสิ่งรอบตัวมากนัก แต่ตามทฤษฎีแล้วมันไม่ได้เป็นอย่างนั้นเสมอไปและนักวิทยาศาสตร์ใช้หอดูดาวจันทราเอ็กซ์เรย์เพื่อค้นหาหลักฐานของปฏิสสารที่มีอยู่ในเอกภพยุคแรก ๆ และไม่ใช่เรื่องง่าย ...
ตามโมเดลของ Big Bang จักรวาลนั้นจมอยู่ใต้น้ำในอนุภาคของสสารและปฏิสสารไม่นานหลังจากบิกแบง วัสดุนี้ส่วนใหญ่ทำลายล้าง แต่เนื่องจากมีสสารน้อยกว่าปฏิสสารน้อยกว่าหนึ่งส่วนต่อพันล้านสสารเพียงอย่างเดียวถูกทิ้งไว้ข้างหลังอย่างน้อยก็ในจักรวาลท้องถิ่น
ปริมาณแอนทายแมทเทอร์นั้นเชื่อว่าเกิดจากปรากฏการณ์ที่ทรงพลังเช่นไอพ่นสัมพัทธภาพซึ่งขับเคลื่อนโดยหลุมดำและพัลซาร์ แต่ก็ยังไม่มีหลักฐานใด ๆ
ปฏิสสารในยุคแรกจะมีชีวิตรอดได้อย่างไร หลังจากบิ๊กแบงเชื่อกันว่าเป็นช่วงเวลาที่ไม่ธรรมดาเรียกว่าภาวะเงินเฟ้อเมื่อเอกภพขยายตัวได้อย่างรวดเร็วในเวลาเพียงเสี้ยววินาที
“ หากมีกลุ่มของสสารและปฏิสสารอยู่ติดกันก่อนเงินเฟ้อตอนนี้พวกมันอาจถูกแยกจากกันมากกว่าระดับของเอกภพที่สังเกตได้ดังนั้นเราจะไม่เห็นพวกมันพบกัน” Gary Steigman จากมหาวิทยาลัยแห่งรัฐโอไฮโอกล่าว การเรียน. “ แต่พวกมันอาจถูกแยกออกเป็นเกล็ดเล็ก ๆ เช่นซุปเปอร์คลัสเตอร์หรือกระจุกดาวซึ่งมีความเป็นไปได้ที่น่าสนใจมากกว่านี้”
ในกรณีดังกล่าวการชนกันระหว่างกระจุกกาแลคซีสองแห่งซึ่งเป็นโครงสร้างที่มีขอบเขตแรงโน้มถ่วงที่ใหญ่ที่สุดในจักรวาลอาจแสดงหลักฐานสำหรับปฏิสสาร การปล่อยเอ็กซ์เรย์แสดงให้เห็นว่าก๊าซร้อนมีส่วนเกี่ยวข้องในการชนดังกล่าวมากน้อยเพียงใด หากก๊าซบางส่วนจากทั้งสองกลุ่มมีอนุภาคของปฏิสสารจะมีการทำลายและรังสีเอกซ์จะมาพร้อมกับรังสีแกมมา
Steigman ใช้ข้อมูลที่ได้รับจาก Chandra และตอนนี้ยกเลิกการโคจร Compton Gamma Ray Observatory เพื่อศึกษา Bullet Cluster ซึ่งกลุ่มกาแลคซีขนาดใหญ่สองแห่งชนกันที่ความเร็วสูงมาก ในระยะทางที่ค่อนข้างใกล้เคียงและมีการวางแนวด้านข้างที่ดีเมื่อมองจากโลก Bullet Cluster มีพื้นที่ทดสอบที่ยอดเยี่ยมในการค้นหาสัญญาณสสาร
ดูภาพเคลื่อนไหวที่ดีมากของกระจุกกาแลคซีที่ปะทะกัน
“ นี่เป็นมาตราส่วนที่ใหญ่ที่สุดที่เคยทำการทดสอบปฏิสสารนี้” Steigman กล่าวซึ่งมีกระดาษตีพิมพ์ในวารสาร Cosmology และ Astroparticle Physics กล่าว “ ฉันต้องการตรวจสอบว่ามีกาแลคซีกลุ่มใดบ้างที่ทำจากปฏิสสารจำนวนมาก”
ปริมาณรังสีเอกซ์ที่สังเกตได้จากจันทราและการไม่ตรวจจับรังสีแกมม่าจากข้อมูลคอมป์ตันแสดงให้เห็นว่าสัดส่วนของแอนทายแมทเทอร์ในกลุ่มกระสุนน้อยกว่าสามส่วนต่อล้าน ยิ่งไปกว่านั้นการจำลองการรวมกันของกลุ่มกระสุนแสดงให้เห็นว่าผลลัพธ์เหล่านี้ออกกฎจำนวนปฏิสสารในระดับประมาณ 65 ล้านปีแสงซึ่งเป็นการประเมินการแยกแบบดั้งเดิมของกลุ่มชนสองกลุ่ม
“ การชนกันของสสารและปฏิสสารเป็นกระบวนการที่มีประสิทธิภาพที่สุดในการสร้างพลังงานในจักรวาล แต่มันอาจจะไม่เกิดขึ้นในระดับที่ใหญ่มาก” สติกแมนกล่าว “ แต่ฉันยังไม่ยอมแพ้ในขณะที่ฉันกำลังวางแผนที่จะดูกระจุกกาแลคซีกลุ่มอื่นที่เพิ่งถูกค้นพบเมื่อเร็ว ๆ นี้”
การค้นหาปฏิสสารในจักรวาลอาจบอกนักวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับระยะเวลาที่เงินเฟ้อยืดเยื้อ “ ความสำเร็จในการทดลองนี้แม้ว่าจะเป็นเวลานาน แต่จะสอนเรามากมายเกี่ยวกับระยะเริ่มแรกของจักรวาล” Steigman กล่าว
ข้อ จำกัด ที่เข้มงวดมากขึ้นได้ถูกวางไว้โดย Steigman ต่อหน้าปฏิสสารในเกล็ดขนาดเล็กโดยการดูกระจุกกาแลคซีเดี่ยวซึ่งไม่เกี่ยวข้องกับการชนขนาดใหญ่และล่าสุด
ที่มา: Chandra / Harvard
