Hlavný rozdiel - antihmota vs. temná hmota

Pojem hmoty je jedným z najstarších pojmov vo fyzike. V modernej vede existujú štyri druhy hmoty, a to obyčajná hmota, antihmota, temná hmota a negatívna hmota. Chápanie hmoty v modernej fyzike je teda trochu komplexné. Antihmota nie je hypotetický koncept. Antičastice a častice boli vytvorené v rovnakom množstve po veľkom tresku, keď sa vesmír začal ochladzovať. Vedci navyše môžu umelo vytvárať antičastice zrážkou vysokoenergetických nabitých častíc. Kedykoľvek sa stretnú antičastice a ich častice alebo antihmota a ich hmota, zničia premenu ich celkovej hmotnosti na energiu podľa Einsteinovej rovnice E = mc². Temná hmota, na druhej strane, zatiaľ nebolo priamo pozorované. Pozorované veľmi silné dôkazy však potvrdzujú existenciu temnej hmoty. To je hlavný rozdiel medzi antihmotou a temnou hmotou. Tento článok sa pokúša poskytnúť jasné vysvetlenie antihmoty a temnej hmoty a rozdielu medzi nimi.

Čo je antihmota

Antihmota je jednoducho opakom bežnej hmoty. Antihmota sa skladá z antičastíc, zatiaľ čo obyčajná hmota sa skladá z častíc. Hmotnosť danej častice a jej antičastíc je rovnaká, ale niektoré z charakteristík, ako napríklad náboj, magnetický moment, spin, baryónové číslo a leptónové číslo, majú opačné znamienka.

Moderný aspekt antihmoty sa začal predikciou Paula Diraca v roku 1928. Jeho teória predpovedala možnosť existencie častice s rovnakou hmotnosťou elektrónu, ale s rovnakým a opačným nábojom. Túto predpoveď potvrdil Carl D. Anderson v roku 1932, ktorý počas skúmania kozmického žiarenia objavil antihmotu, náprotivok elektrónu nazývaného pozitrón (antielektrón). Toto bolo prvé objavené antičastice.

Podľa štandardného modelu má každá častica bežnej hmoty protipól. Každý kvark má tiež protihmotový náprotivok nazývaný antiquark. Antičasticami elektrónu, protónu a neutrónu sú napríklad pozitróny, antiprotóny a antineutróny.

Najjednoduchším možným antiatómom je antihydrogen, ktorý sa skladá z antiprotónu a pozitrónu. Napriek tomu, že vedci stále nedokážu vytvárať antinukle ťažšie ako antihelium, podľa fyzikálnych princípov je možné akékoľvek komplexné jadro antiatómu.

Podľa teórií antihmota interaguje prostredníctvom všetkých štyroch základných interakcií, a to gravitačných, elektromagnetických, silných jadrových a slabých interakcií. Antihmota tiež ohýba časopriestor rovnako ako bežná hmota.

Čo je temná hmota

Napriek tomu, že temná hmota nebola objavená, boli pozorované veľmi silné dôkazy, ktoré potvrdzujú existenciu temnej hmoty. Niektoré pozorovania potvrdzujú, že tam musí byť obrovské množstvo hmoty, než aké pozorujeme vo vesmíre. Ako podporný príklad existencie temnej hmoty je možné uviesť špirálové galaxie. Rýchlosť rotácie špirálovej galaxie závisí od jej hmotnosti. Čím vyššia je hmotnosť, tým vyššia je rýchlosť. Ako vedci zistili, rotačné rýchlosti väčšiny špirálových galaxií vrátane Mliečnej dráhy sú príliš vyššie ako očakávané rýchlosti. Jednoducho hmotnosť týchto galaxií by mala byť príliš väčšia ako hmotnosť, ktorú pozorujeme. Táto neviditeľná, nepozorovateľná alebo chýbajúca hmota je teoreticky považovaná za temnú hmotu.

Podľa teórií interaguje temná hmota iba prostredníctvom gravitačných a slabých interakcií. Jeho gravitačný vplyv je teda pozorovateľný. Temnú hmotu však nemožno vidieť a je ťažké ju zistiť, pretože neinteraguje prostredníctvom elektromagnetických a silných interakcií.

Rozdiel medzi antihmotou a temnou hmotou

Základné interakcie:

Typ hmoty	Gravitačná interakcia	Slabá interakcia	Silná interakcia	Elektromagnetická interakcia
Antihmota	Existuje	Existuje	Existuje	Existuje
Temná hmota	Existuje	Existuje	Nie	Nie

Existencia:

Antihmota: Boli objavené antičastice, ktoré by mohli byť umelo vytvorené zrážkou vysokoenergetických nabitých častíc. Antihydrogen a antihelium boli tiež vyrobené umelo.

Temná hmota: Doteraz nebola temná hmota pozorovaná. Ale dôkazy existujú. Pojem temnej hmoty je teda stále teoretický.

Hojnosť:

Antihmota: Podľa niektorých teórií boli antičastice a častice po veľkom tresku vytvorené v rovnakom množstve. Vesmír, ktorý dnes pozorujeme, je takmer úplne bez antihmoty. Vo vesmíre je veľmi malé množstvo antihmoty. Dôvod zmiznutia antihmoty stále nie je známy.

Temná hmota: Podľa teoretických výpočtov je množstvo temnej hmoty oveľa vyššie ako množstvo bežnej hmoty vo vesmíre.

Obrázok so súhlasom:

„Temná hmota“ od NASA, ESA, M. J. Jeeho a H. Forda (Univerzita Johna Hopkinsa) - (Public Domain) cez Commons Wikimedia