|
Космологи более-менее сходятся в ответах на вопрос о том, почему наша Вселенная состоит в основном из вещества и почему его «противоположность» — антивещество — сейчас образуется лишь в небольших количествах, как побочный продукт высокоэнергетических процессов (вроде падения больших количеств материи на сверхмассивные черные дыры)...
Сталкиваясь с частицами «нормального» вещества,
антивещество аннигилирует, то есть суммарная масса частиц полностью
превращается в энергию, количество которой определяется знаменитой
эйнштейновской формулой E = mc2.
В первые мгновения после Большого Взрыва вещество и антивещество заполняли Вселенную в соотношении, почти равному 1:1. «Почти» — потому что одного из них было на одну миллиардную часть больше… Эту миллиардную часть мы сейчас и называем «нормальным веществом». Все остальное успешно проаннигилировало, внеся свой вклад в излучение реликтового фона.
Примерно в этот же период времени, согласно современным представлениям, Вселенная пережила самый загадочный этап своего развития, условно именуемый «раздуванием» (inflation) — расширение с огромной скоростью практически «из ничего» до вполне ощутимых размеров. Некоторые ученые считают, что в результате этого процесса отдельные объемы, заполненные антивеществом, оказались отнесены на достаточно большое расстояние от массивных скоплений «нормальной» материи и не успели с ней провзаимодействовать. Поисками такого «ископаемого» антивещества занялись сотрудники университета штата Огайо (Ohio State University). Они вполне справедливо рассудили, что наиболее интенсивно «перемешивание» материи происходит во время столкновений больших скоплений галактик. Самое впечатляющее из подобных событий наблюдается в созвездии Киля — там расположено галактическое сверхскопление 1E0657-56, более известное как «Пуля» (Bullet Cluster). Оно состоит из двух групп галактик, которые постепенно сближаются, при этом вращаясь вокруг общего центра масс. Облака межзвездного водорода, окружающие эти группы, сталкиваются в области, расположенной между их центрами; при этом они нагреваются до сверхвысоких температур и начинают «светиться» в рентгеновском диапазоне, что и регистрирует орбитальный телескоп Chandra (NASA). Если бы поблизости присутствовали ощутимые количества антивещества, оно неизбежно начало бы аннигилировать, выделяя при этом характерное гамма-излучение, которое «заметила» бы Комптоновская обсерватория (Compton Gamma Ray Observatory), работавшая на околоземной орбите с 1991 по 2000 г. Однако в архивах данных, полученных этой обсерваторией, избытка гамма-лучей, приходящего из области созвездия Киля, обнаружить не удалось. Это означает, что концентрация реликтовой антиматерии в скоплении «Пуля» не превышает трех частей на миллион частей «обычного» вещества (0,0003%). Скорее всего, она там еще меньше.
Правда, это скопление представляет собой самый близкий — как в пространстве, так и во времени — пример взаимодействия крупных галактических кластеров. С помощью нового гамма-телескопа Fermi (GLAST) ученые надеются заглянуть немного дальше и «добыть» образцы подобных столкновений, имевших место в молодой Вселенной. Не исключено, что там антивещество содержалось в более существенных количествах, поэтому его высокоэнергетическая «подпись», дошедшая к нам через миллиарды световых и обычных лет, все же будет обнаружена. Информация о ее наличии либо отсутствии очень важна: она поможет исследователям узнать, как долго продолжалась стадия «раздувания», и не изменились ли фундаментальные мировые константы с момента Большого Взрыва.
Источник:
The Bullet Cluster: Searching for Primordial Antimatter. Chandra Press Release/ October 30, 2008.
|