Pimeä aine vs Antimatter
Pimeä aine ja antiaine ovat aineen kahta muotoa, jotka ymmärretään vähiten. Pimeä aine on aineen muoto, joka ei ole havaittavissa sähkömagneettisen spektrin kautta, vaan havaittavissa vain gravitaatiovaikutusten kautta. Antiaine on aineen muoto, joka on aineen "negatiivinen" tai "päinvastainen". Molemmilla käsitteillä on erittäin tärkeä rooli esimerkiksi tähtitieteessä, astrofysiikassa, hiukkasfysiikassa, kosmologiassa ja jopa energiantuotannossa. On tärkeää, että ymmärrät nämä käsitteet erittäin hyvin, jotta voisimme menestyä näillä aloilla. Tässä artikkelissa aiomme keskustella mitä pimeä aine ja antiaine ovat, niiden samankaltaisuudet, pimeän aineen ja antiaineen määritelmät ja lopuksi ero pimeän aineen ja antimaterian välillä.
Mikä on pimeä aine?
Kosmologiassa ja tähtitieteessä pimeällä aineella tarkoitetaan mitä tahansa aineen muotoa, jota ei voida havaita optisten tai radioteleskooppien avulla. Mitä kaukoputket näkevät, on säteilevä, heijastunut tai sironnut valo tai muu sähkömagneettisten aaltojen muoto. Jos jotkin aineen muodot eivät lähetä, sirota tai heijasta valoa ja muita sähkömagneettisia aaltoja, nämä aineen muodot luokitellaan pimeiksi aineiksi. Toistaiseksi pimeän aineen läsnäolo voidaan ennustaa vain gravitaatiovaikutusten kautta. On olemassa useita gravitaatiomenetelmiä järjestelmän tumman aineen havaitsemiseksi ja arvioimiseksi. Yksi menetelmä on käyttää pimeän aineen taustasäteilyn gravitaatiolinssiä läsnä olevan pimeän aineen määrän arvioimiseksi. Galaksien ja galaksijoukkojen, galaktisten kiertojen, nähtävyyksien,ja törmäyksiä voidaan käyttää läsnä olevan pimeän aineen määrän määrittämiseen. Friedmann-yhtälöihin ja FLRW-metriikkaan perustuvien havaittavissa olevan maailmankaikkeuden suuriin rakenteisiin perustuvien havaintojen mukaan on arvioitu, että pimeän aineen osuus on noin 23 prosenttia havaittavan maailmankaikkeuden kokonaismassasta - energiatiheydestä, kun taas tavallinen aine vaikuttaa vain noin 4,6 prosenttia havaittavan maailmankaikkeuden massaenergiatiheydestä. Pimeän aineen määrällä maailmankaikkeudessa on tärkeä rooli päätettäessä laajenemisnopeutta ja siten maailmankaikkeuden tulevaisuutta. On arvioitu, että pimeän aineen osuus on noin 23 prosenttia havaittavan maailmankaikkeuden massaenergiatiheydestä, kun taas tavallinen aine on vain noin 4,6 prosenttia havaittavan maailmankaikkeuden massa - energiatiheydestä. Pimeän aineen määrällä maailmankaikkeudessa on tärkeä rooli päätettäessä laajenemisnopeutta ja siten maailmankaikkeuden tulevaisuutta. On arvioitu, että pimeän aineen osuus on noin 23 prosenttia havaittavan maailmankaikkeuden massaenergiatiheydestä, kun taas tavallinen aine on vain noin 4,6 prosenttia havaittavan maailmankaikkeuden massa - energiatiheydestä. Pimeän aineen määrällä maailmankaikkeudessa on tärkeä rooli päätettäessä laajenemisnopeutta ja siten maailmankaikkeuden tulevaisuutta.
Mikä on Antimatter?
Antiaineen ymmärtämiseksi on ensin ymmärrettävä, mitkä ovat hiukkaset. Suurimmalla osalla tuntemistamme hiukkasista on antihiukkasia. Antihiukkanen on hiukkanen, jolla on täsmälleen sama massa, mutta päinvastainen varaus. Varaus ei kuitenkaan ole ainoa ero hiukkasten ja antihiukkasten välillä. Jos hiukkanen ja antihiukkanen koskettavat toisiaan, ne tuhoutuvat tuottamaan energiaa. Jotta tuhoaminen tapahtuisi, sekä hiukkasen että vasta-aineen on oltava sopivissa kvanttitiloissa. Antiaine on asia, joka koostuu antihiukkasista. Esimerkiksi vedyn vastainen atomi voidaan muodostaa yhdistämällä antiprotonia ja antielektronia (tunnetaan myös nimellä positroni).
Mitä eroa on pimeässä aineessa ja antimateriassa?
• Pimeä aine ei ole vuorovaikutuksessa sähkömagneettisen spektrin kanssa; siksi sitä ei voida havaita millään sähkömagneettisten aaltojen havaitsemismenetelmällä (esim. teleskoopit, radiovastaanottimet jne.). Antiaine voidaan havaita sähkömagneettisen spektrin kautta.
• Antiaine tuhoaa törmätessään normaaliin aineeseen, mutta pimeä aine ei osoita tällaista käyttäytymistä.
• Antiaineen luonne ymmärretään jonkin verran paremmin kuin pimeän aineen luonne.
