Antimateria: ¿Qué impide que la materia regular y la antimateria en el espacio exterior entren en contacto entre sí y exploten? Aprendiendo y Estudiando para siempre

EDIT: Agh, escribí esta respuesta y la publiqué y luego vi que la pregunta cambió “materia oscura” a “antimateria”. Oh bien.

Nueva respuesta: nada lo impide; esto es exactamente lo que sucede (con la excepción de que “explosión” probablemente no sea la mejor descripción, sino “aniquilación”). Por eso no hay mucha antimateria en el universo, ya que no se queda.

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La definición de las palabras “materia oscura”. Cualquier tipo de material en el universo que entre en contacto con la materia normal y explote (o al menos salte de él), o emita luz, o experimente cualquier otra clase de interacción no gravitacional “perceptible” con la materia normal, caería en La categoría de “materia normal”. Cualquier tipo de material que, en cambio, interactúa solo raramente con la “materia normal”, además de la gravitación, pertenece a la categoría de “materia oscura”.

Es importante recordar por qué pensamos que debería haber materia oscura. La teoría de la relatividad general de Einstein ha sido tremendamente exitosa y predijo con precisión los resultados de numerosas observaciones de los efectos gravitacionales en nuestro sistema solar y nuestra galaxia. Por lo tanto, tenemos mucha confianza al respecto, excepto en distancias muy pequeñas y energías altas, donde debe ser reemplazada por una teoría de la gravedad cuántica.

Ahora, hay muchas observaciones astronómicas que, suponiendo que la relatividad general es cierta, implica la existencia de una masa que no podemos ver. Por un lado, la velocidad a la que giran las galaxias no coincide con las masas que se han estimado al contar su número de estrellas. Los estudios de este estudio muestran que debería haber “halos” adicionales de masa alrededor de las galaxias. Otro caso es el “lente gravitacional”, en el que la masa que no podemos ver entre las galaxias actúa algo (pero no exactamente) como una lente y dobla la luz que emana de otras galaxias, de modo que vemos múltiples copias de ellas. Este tipo de observaciones implican la existencia de un tipo de materia que tiene masa e interactúa con la materia normal a través de la gravitación, pero no interactúa con la fuerza electromagnética. Si lo hiciera, sería capaz de producir luz (directamente) y / o también interactuar con la materia normal (que contiene electrones cargados y protones) de manera observable.

Hay más espacio para que la materia oscura pueda interactuar a través de la fuerza débil y / o la fuerza fuerte. Dos candidatos de materia oscura, WIMPS y axiones, interactuarían con la materia normal muy raramente bajo estas fuerzas, respectivamente. La mayoría de los experimentos con materia oscura están diseñados para detectar casos muy raros en los que pueden ocurrir este tipo de interacciones. Con frecuencia, estos experimentos utilizan una gran cantidad de alguna sustancia pesada (como el xenón) en un ambiente altamente controlado y buscan los efectos de una partícula de materia oscura que dispersa uno de los átomos de xenón. Este tipo de búsqueda se llama “detección directa”. Hay otros dos tipos. La “detección indirecta” busca eventos astronómicos en los que dos partículas de materia oscura podrían aniquilarse mediante la fuerza a la que están sujetos y producir materia normal, en particular luz (en este caso, esto sucederá indirectamente, en oposición a la interacción directa de una sola partícula de materia oscura con luz – lo que está prohibido). Lo contrario de la detección indirecta es la posible producción de materia oscura al aniquilar partículas de materia normal en los colisionadores de partículas.