반물질 혜성

Antimatter comet
반물질
A Feynman diagram showing the annihilation of an electron and a positron (antielectron), creating a photon that later decays into an new electron–positron pair.
반입자

오니아

개념과 현상
장치들
사용하다
사람과 몸

반물질 혜성과 반물질 유성체는 일반적인 물질이 아닌 반물질로만 구성된 가상의 혜성과 유성체이다.실제로 관측된 적은 없고 은하수 내 어디에도 존재하지 않을 가능성이 높지만, 그것들은 존재한다고 가정되어 왔고, 그 가설이 옳다는 가정 하에, 수년 동안 관찰된 다양한 자연 현상에 대한 하나의 가능한 설명으로 제시되어 왔다.

가설의 존재

반물질로 만들어진 혜성에 대한 가설은 물리학자 블라디미르 로얀스키가 그의 논문 "콘트라테렌 물질의 존재 가설"에서 일부 혜성과 유성체가 "[1]콘트라테렌" 물질로 만들어질 수 있다는 가능성을 제안한 1940년대까지 거슬러 올라갈 수 있다.로얀스키에 따르면, 그러한 물체들은 태양계 [2]밖에서 기원할 것이라고 한다.그는 만약 태양계의 궤도에 반물질 물체가 있다면, 그것은 1940년대에 관측된 혜성들의 행동을 보여줄 것이라는 가설을 세웠다: 그것의 원자들이 다른 물체와 태양풍으로부터 "테렌" 물질과 함께 전멸하면서, 휘발성 화합물을 생성하고 더 낮은 원자 질량을 가진 원소들로 구성을 바꿀 것이다.이 근거로부터 그는 혜성으로 확인된 일부 물체가 실제로는 반물질 물체일 수 있다는 가설을 제시했고, 스테판-볼츠만 법칙을 사용한 계산에 기초하여, 그들의 온도를 관찰함으로써 태양계 내에서 그러한 물체의 존재를 결정하는 것이 가능할 것이라고 암시했다.정상 수준의 유성 충격을 받고(1940년대 수치 기준) 정상 물질과 반물질의 소멸로 생성된 에너지의 절반을 흡수하는 반물질 물체는 와일리에가 계산한 충격 수치에서는 120K(-153°C)의 온도를 갖거나 니닝거가 [3]계산한 경우에는 1,200K(930°C)의 온도를 갖습니다.1970년대 코후텍 혜성이 관측된 당시 로얀스키는 Physical Review Letters에서 다시 반물질 혜성에 대한 가설을 제시했으며 이 [1][4]가설을 검증하기 위해 혜성에 대한 감마선 관측을 제안했다.

로잔스키의 1940년 원래 가설은 아마도 태양계에서 반물질일 수 있는 유일한 물체는 혜성과 유성체일 것이고, 다른 모든 것들은 거의 확실히 정상적인 [5]물질일 것이라는 것이었다.그 이후로 수집된 실험적인 증거들은 이러한 제한을 입증했을 뿐만 아니라 실제 반물질 혜성과 유성체의 존재 자체를 더욱 가능성이 희박하게 만들었다.예일 대학의 천문학과 조교수 게리 스티그만은 1976년에 화성, 금성, 달과 같은 물체가 반물질이 아니라는 것을 우주 탐사선이 입증했다는 것을 관찰했다.그는 또한 행성이나 이와 유사한 물체가 반물질이었다면 테렌 태양풍과의 상호작용과 감마선 방출의 순수한 강도로 인해 오랫동안 [7]쉽게 눈에 띄었을 것이라고 언급했다[a].그는 반물질 우주선조차 발견되지 않았으며, 모든 핵이 균일하게 테렌으로 밝혀졌으며, 1961년 이후 여러 연구에서 다양한 사람들이 만든 실험 데이터는 10개 이상의−4 우주선의 부분적인 반물질 조성의 존재를 제외했다.또한, 우주 광선의 균일한 테렌 성질은 은하계 어디에도 무거운 반물질 원소(탄소 등)가 존재하지 않는다는 것을 나타냅니다. 왜냐하면 (증명되지는 않았지만) 그것들이 은하 전체의 전체 구성을 나타낸다는 가정일 가능성이 높기 때문입니다.그것들은 은하 전체를 대표한다 - 논리에 따르면 - 그리고 그것들은 테렌 탄소와 다른 원자를 포함하고 있지만, 반물질 원자를 포함하고 있는 것으로 관측되지 않았기 때문에, 따라서 외계 반물질 혜성, 유성체 또는 다른 대규모 중원소 물체의 발생원은 이 안에 없다.은하계[8]

웨스턴 온타리오 대학(런던, 온타리오, 캐나다)의 마틴 비치는 우주에 반물질이 존재하지 않는다는 것을 뒷받침하는 다양한 가설과 실험 결과를 언급했다.그는 태양계의 형성에 대한 성운 가설이 태양계의 존재를 배제하기 때문에 존재하는 모든 반물질 혜성과 유성은 기원이 태양계 밖일 것이라고 주장했다.형성 전 성운이나 행성 부착 원반의 모든 반물질은 천문학적으로 테렌 물질과 함께 소멸되기 전에 상대적으로 수명이 짧습니다.이 수명은 수백 년으로 측정되기 때문에, 시스템이 형성되었을 때 존재하는 태양 반물질은 오래 전에 멸종되었을 것입니다.그러므로 모든 반물질 혜성과 유성은 다른 태양계에서 온 것이 틀림없다.게다가 반물질 유성은 태양계 밖에서 생성되어야 할 뿐만 아니라 최근(즉4, 지난 10년에서 10년5 이내) 태양계에 포착되었을 것이다.대부분의 유성체는 유성체와 유성체의 충돌로 인해 그 시간 내에 10g의 크기로−5 분해된다.따라서 모든 반물질 운석은 그 자체가 태양계 밖이거나 태양계 밖인 반물질 혜성에서 떨어져 나와야 한다.전자는 관측 증거로부터 존재할 가능성이 낮다.어떤 외계 유성체도 쌍곡선 궤도를 가질 수 있지만, 관측된 유성체의 1% 미만이 쌍곡선 궤도를 가지고 있으며, 행성과의 조우에 의해 보통의 (테렌) 태양 물체가 쌍곡선 궤도로 섭동하는 과정이 그것 모두를 설명한다.그러나 Beech는 계속된 무효 결과는 증거를 구성하지 않으며('증거 부재'는 부재의 증거가 아니다, M. Rees) 단일 양성 검출은 [9]제시된 주장을 부정한다고 결론지었다.

관측된 현상에 대한 가설적 설명

테크타이트

1947년 오스마니아 대학의 교수이자 뉴멕시코 대학의 기상학 연구소의 연구원인 모하마드 압두르 라만 칸은 반물질 혜성이나 유성체가 테크타이트의 원인이라는 가설을 내놓았다.그러나, 이 설명은, 테크타이트에 대해 제안된 많은 설명들 중에서,[10][11] 더 있을 것 같지 않은 것 중 하나로 여겨진다.

1908년 퉁구스카 사건

1950년대까지, 반물질 혜성과 유성체에 대해 추측하는 것은 천체 물리학자들에게 흔한 일이었습니다.플로리다 주립 대학의 Philip J. Wyatt는 퉁구스카 사건이 반물질로 만들어진 운석일 수도 있다고 주장했다.[12]Willard Libby와 Clyde Cowan은 Wyatt의 아이디어를 더 나아가 1909년 동안 나무 고리의 탄소-14의 세계적인 수치를 연구했고 비정상적으로 높은 수치를 알아냈다.그러나 1958년에도 최초의 감마선 측정 위성에서 동시에 들어온 증거를 제외하고 가설의 이론적 결함이 관찰되었다.한 예로, 이 가설은 어떻게 반물질 운석이 지구 대기권 저층에서 [12][13]테렌 물질을 만나자마자 전멸하지 않고 살아남을 수 있었는지 설명하지 못했다.

볼 번개

1971년 데이비드 E에 의해 반물질 혜성 또는 유성체의 파편이 가설화 되었다.Culham Laboratory의 T. F. Ashby와 영국 원자력 연구 기관의 Colin Whitehead는 볼 번개의 가능한 원인(Ashby & Whitehead 1971).그들은 감마선 검출 장치로 하늘을 관찰했고, 전자와 양전자 사이의 충돌의 특징적인 감마선 주파수인 511 keV (킬로 전자 볼트)에서 비정상적으로 높은 수치를 보고했다.그러한 판독치에 대한 자연스러운 설명이 있었다.특히 양전자는 불안정한 동위원소 질소-13과 산소-15를 생성하기 때문에 뇌우의 작용에 의해 간접적으로 생성될 수 있다.그러나 Ashby와 Whitehead는 감마선 측정값이 관측된 시점에는 뇌우가 발생하지 않았다고 지적했다.그들은 대신에 반물질 유성에 대한 가설을 그들의 관측 결과가 기록한 모든 것을 설명하는 흥미로운 가설로 제시했고, 더 많은 [14][15]연구가 필요하다고 제안했다.

감마선 폭발

오르트 구름에 존재할 것으로 생각되는 반물질 혜성은 1990년대에 감마선 [16]폭발에 대한 하나의 가능한 설명으로 가설화 되었다.이러한 폭발은 물질과 반물질 마이크로미터의 전멸로 설명될 수 있다.이 폭발은 강력한 감마선 폭발을 일으켜 물질을 광속에 가까운 속도로 [16]가속시킬 것이다.이 반물질 microcomets 1000개 이상의 AU.[16] 의한 공기의 거리에서 거주하는 그들이 1AU.Microcomets의 근일점으로 태양은 통과했으나 반란군이 집중되어 있다는 반경에서 약 1km의 혜성 1m지점에 의해, 태양열, 분쟁의 스트레스로 인하여 전소되다 훨씬 더 빨리 줄어들 것을 보여 주었다 생각된다.wi그들의 작은 덩어리를 솎아내라.반물질 마이크로미터는 태양풍이 마이크로미터의 표면과 함께 소멸되면 추가적인 [16]열을 발생시키기 때문에 훨씬 더 빨리 연소될 것이다.이후 몇 년 동안 더 많은 감마선 폭발이 검출됨에 따라, 이 이론은 호스트 은하에 대한 감마선 폭발의 관측 분포와 감마선 폭발과 관련된 X선 선 검출을 설명하지 못했다.2002년 감마선 폭발과 관련된 초신성의 발견은 무거운 별이 감마선 폭발의 [17]근원이라는 설득력 있는 증거를 제공했다.2002년 이후 감마선 폭발과 관련된 초신성이 더 많이 관측되었으며 감마선 폭발의 기원이 확실히 규명되었다.

각주

  1. ^ 예측한 감마 선속의 공식은, 태양풍 입자들의 소멸에서 발생된 반물질 행성에서 또는 반지름 r거리에 다른 태양계 몸은 d야 Fg mm는 ≈ 108(rd)2{F_{감마\displaystyle}\approx 10^ᆬ\left({\frac{r}{d}}\right)^{2}}사진(대략 2×108cm−2sec−1).nscm−2둘째−1. 이 공식은 목성의 감마선 플럭스가 실제로 관측된 것보다 약 6배 더 크다는 것을 예측합니다.게다가 태양풍 외에 다른 태양계 물질이 [6]목성에 유입된다는 사실도 고려하지 않고 있다.

레퍼런스

  1. ^ a b NS 1974a, 페이지 55
  2. ^ 로얀스키 1940, 페이지 258
  3. ^ 로얀스키 1940, 259-260페이지
  4. ^ 로얀스키 1973, 페이지 1591
  5. ^ 로얀스키 1940, 페이지 257
  6. ^ 스티그만 1976, 페이지 355
  7. ^ Steigman 1976, 342페이지
  8. ^ 스티그만 1976, 342-344페이지
  9. ^ 너도밤나무 1988, 215페이지
  10. ^ Bagnall 1991, 페이지 124
  11. ^ 반드 1965, 57페이지
  12. ^ a b 1958년 타임
  13. ^ 스틸 2008
  14. ^ NS 1971a, 페이지 661
  15. ^ 샤르만 1972년, 페이지 634
  16. ^ a b c d 더머 1996
  17. ^ Bloom et al. 2002, 페이지 L45

참고 문헌

추가 정보

여러 가지 가설의 원본 출판물

다른.