Комети з антиматерії та метеороїди з антиматерії — це гіпотетичні комети та метеороїди, що складаються виключно з антиматерії, а не зі звичайної матерії . Хоча їх ніколи насправді не спостерігали, і вони навряд чи існують десь у Чумацькому Шляху, було висунуто гіпотезу про їхнє існування, і їхнє існування, за умови, що гіпотеза є правильною, було запропоновано як одне з можливих пояснень різних природних явищ, що спостерігалися протягом багатьох років. Гіпотетичне існування Гіпотеза про комети, що складаються з антиматерії, бере свій початок у 1940-х роках, коли фізик у своїй статті «Гіпотеза про існування антиземної матерії» висунув припущення, що деякі комети та метеороїди можуть складатися з «контраземної» матерії (тобто антиматерії). Такі об'єкти, за твердженням Рожанського, мали б (якщо б вони взагалі існували) своє походження за межами Сонячної системи. Він висунув гіпотезу, що якщо в Сонячній системі існує об'єкт з антиматерії, він буде проявляти поведінку комет, спостережувану в 1940-х роках: у міру анігіляції його атомів з «земною» матерією інших тіл та сонячного вітру, він буде утворювати леткі сполуки і зазнавати зміни складу на елементи з меншою атомною масою. На цій основі він висунув гіпотезу, що деякі об'єкти, які були ідентифіковані як комети, насправді можуть бути об'єктами з антиматерії, припускаючи, на основі розрахунків за законом Стефана-Больцмана, що можна визначити існування таких об'єктів у Сонячній системі, спостерігаючи за їхньою температурою. Тіло з антиматерії, що піддається нормальному рівню метеоритного бомбардування (за даними 1940-х років) і поглинає половину енергії, що утворюється в результаті анігіляції звичайної матерії та антиматерії, матиме температуру 120 К (−153 °C) за даними бомбардування, розрахованими Вайлі, або 1200 К (930 °C) за розрахунками Нінінгера. У 1970-х роках, коли спостерігали комету Когоутека, Рожанський знову висунув гіпотезу про комети з антиматерії в листі до журналу Physical Review Letters і запропонував провести гамма-випромінювання комети, щоб перевірити цю гіпотезу.

Оригінальна гіпотеза Рожанського 1940 року полягала в тому, що, можливо, єдиними тілами в Сонячній системі, які могли бути антиматерією, були комети і метеороїди, а всі інші були майже напевно звичайною матерією. Експериментальні дані, зібрані з того часу, не тільки підтвердили це обмеження, але й зробили існування реальних комет і метеороїдів з антиматерії ще більш малоймовірним. Гері Стейгман, доцент кафедри астрономії Єльського університету, у 1976 році зауважив, що космічні зонди довели — тим, що вони не були знищені під час зіткнення — що такі тіла, як Марс, Венера і Місяць, не є антиматерією. Він також зазначив, що якби будь-яка з планет або подібних тіл була антиматерією, їх взаємодія з земним сонячним вітром і величезна сила випромінювання гамма-променів, що виникла б у результаті, зробили б їх давно помітними. Він зазначив, що навіть космічних променів з антиматерії не було виявлено, оскільки всі ядра, знайдені в ході досліджень, були однорідно земними, а експериментальні дані кількох досліджень, проведених з 1961 року різними вченими, виключали наявність часткового антиматеріального складу космічних променів, більшого за 10−4 від загальної кількості. Крім того, однорідний земний характер потоку космічних променів вказує на те, що ніде в Чумацькому Шляху немає джерел важчих елементів антиматерії (таких як вуглець), оскільки (хоча це не доведено) ймовірно припустити, що вони представляють загальний склад всієї галактики. Вони є репрезентативними для галактики в цілому — згідно з логікою — і оскільки вони містять земний вуглець та інші атоми, але не містять атомів антиматерії, то, отже, в цій галактиці немає розумного джерела походження позасонячних комет з антиматерії, метеоритів або будь-яких інших об'єктів з важкими елементами великого розміру.

Мартін Біч з Університету Західного Онтаріо (Лондон, Онтаріо, Канада) посилався на різні гіпотези та експериментальні результати, які підтверджують відсутність антиречовини у Всесвіті. Він стверджував, що будь-які комети та метеори з антиречовиною, які існують, повинні мати (принаймні) екстрасонячне походження, оскільки гіпотеза туманностей для формування Сонячної системи виключає їх сонячне походження. Будь-яка антиречовина в туманності до формування або планетарному акреційному диску має порівняно короткий час життя, в астрономічних термінах, до анігіляції з земною речовиною, з якою вона змішана. Цей час життя вимірюється сотнями років, тому будь-яка сонячна антиречовина, присутня на момент формування системи, давно була анігільована. Тому будь-які комети та метеори з антиречовиною повинні походити з іншої сонячної системи. Крім того, метеори з антиречовиною повинні мати не лише екстрасонячне походження, але й бути нещодавно (тобто протягом останніх 10⁴ ~ 10⁶ років) захопленими Сонячною системою. Більшість метеороїдів розбиваються на розміри 10⁻⁶ g протягом цього періоду часу через зіткнення метеороїдів. Таким чином, будь-який метеор з антиматерії повинен бути або екстрасонячного походження, або відколовся від комети з антиматерії, яка має екстрасонячне походження. Перші навряд чи існують згідно зі спостереженнями. Будь-який екстрасонячний метеороїд мав би гіперболічну орбіту, але менше 1% спостережуваних метеороїдів мають таку, і процес пертурбація звичайних (земних) сонячних об'єктів внаслідок планетарних зіткнень у гіперболічні траєкторії пояснює всі ці причини. Біч дійшов висновку, що постійний нульовий результат, однак, не є доказом («Відсутність доказів не є доказом відсутності», М. Різ), а одне позитивне виявлення заперечує представлені аргументи.

Гіпотетичні пояснення спостережуваних явищ

Тектити У 1947 році Мохаммад Абдур Рахман Хан, професор Османського університету та науковий співробітник Інституту метеоретики Університету Нью-Мексико, висунув гіпотезу, що комети або метеороїди з антиматерією були причиною утворення тектитів . Однак це пояснення, серед багатьох інших запропонованих пояснень походження тектитів, вважається одним з найменш імовірних.

Тунгуська подія 1908 року До 1950-х років спекуляції про комети та метеороїди з антиматерії були звичайною справою для астрофізиків. Один з них, Філіп Дж. Ваятт з Університету штату Флорида, припустив, що Тунгуська подія могла бути метеором, складеним з антиматерії . Віллард Ліббі та Клайд Ковен розвинули ідею Вайатта , вивчивши світові рівні вуглецю-14 у річних кільцях дерев і помітивши надзвичайно високі рівні для 1909 року. Однак уже в 1958 році були виявлені теоретичні недоліки гіпотези, крім того, що в той же час надходили дані з перших супутників, які вимірювали гамма-випромінювання. По-перше, гіпотеза не пояснювала, як метеорит з антиматерії міг вижити на такій низькій висоті в атмосфері Землі, не зазнавши анігіляції, щойно зіткнувшись із земною матерією у верхніх шарах.

Кульова блискавка У 1971 році Девід Е. Т. Ф. Ешбі з і Колін Вайтхед з Британського інституту досліджень атомної енергії висунули гіпотезу, що фрагменти комет або метеоритів з антиматерії можуть бути можливою причиною кульової блискавки . Вони спостерігали за небом за допомогою апарату для виявлення гамма-випромінювання і повідомили про надзвичайно високі показники в 511 кеВ (кілоелектрон-вольт), що є характерною частотою гамма-випромінювання при зіткненні електрона і позитрона. Існували природні пояснення таких показників. Зокрема, позитрони можуть утворюватися опосередковано під дією грози, оскільки вона створює нестабільні ізотопи азоту-13 та кисню-15. Однак Ешбі та Вайтхед зазначили, що в той час, коли спостерігалися показники гамма-випромінювання, грози не було. Натомість вони висунули цікаву гіпотезу про метеори з антиматерії, яка пояснювала всі їхні спостереження, і запропонували провести подальше дослідження.

Гамма-спалахи Комети з антиматерії, які, як вважається, існують у хмарі Оорта, у 1990-х роках були висунуті як одна з можливих гіпотез пояснення гамма-спалахів. Ці спалахи можна пояснити анігіляцією мікрокомет з матерії та антиматерії. Вибух створював би потужні гамма-спалахи та прискорював би матерію до швидкості, близької до швидкості світла. Вважається, що ці мікрокомети з антиматерії знаходяться на відстані більше 1000 а.о. Розрахунки показали, що комети радіусом близько 1 км зменшилися б на 1 м, якби вони пройшли повз Сонце з перигелієм 1 а.о. Мікрокомети, через напруження від сонячного нагрівання, розбиваються і згорають набагато швидше, оскільки сили більш концентровані в їх невеликих масах. Мікрокомети з антиматерії згорають ще швидше, оскільки анігіляція сонячного вітру з поверхнею мікрокомети виробляє додаткове тепло. Оскільки в наступні роки було виявлено більше гамма-спалахів, ця теорія не змогла пояснити спостережуване розподілення гамма-спалахів навколо галактик-господарів та виявлення рентгенівських ліній, пов'язаних з гамма-спалахами. Відкриття в 2002 році наднової, пов'язаної з гамма-спалахом, надало переконливі докази того, що масивні зірки є джерелом гамма-спалахів. З 2002 року було виявлено більше наднових, пов'язаних з гамма-спалахами, і масивні зірки як джерело гамма-спалахів були остаточно встановлені.

Примітки

Джерела

Бібліографія

Література Оригінальні публікації різних гіпотез

Інше