¿Podemos añadir materia y antimateria al universo?

Lo siento si esta es una pregunta básica, o si hay un gran vacío en mi razonamiento, no soy inteligente, vi un documental y busqué en Google, después de lo cual decidí preguntarle a personas con experiencia real.

Leí sobre el Big Bang que resultó en mucha materia y antimateria, y si lo sumamos todo, debería ser igual a 0, que es lo que había antes.

Por este razonamiento (materia y antimateria se cancelan), ¿podríamos agregar materia y antimateria? 0 + (-x) + (+x) = 0, y si logramos separar los dos (usando la gravedad, tal vez), ¿podríamos terminar con materia adicional, pero también antimateria adicional, que puede ser expulsada al espacio (o en otro lugar, como otro planeta, donde no nos afectará), podríamos terminar con más cosas en la Tierra, pero menos cosas en otros lugares.

Algunos problemas con lo que acabo de describir:

Es posible que no podamos desviar la antimateria y la materia entre sí (o controlar nada al respecto).

También escuché que cuando la materia y la antimateria se combinan, se libera energía en forma de luz. Siento que esto viola la conservación de la energía. Si (-x) + (+x) = 0, no veo de dónde vino la luz, a menos que se haya liberado algún tipo de energía negativa, como anti-luz o algo así.

Además, algo relacionado: el CERN dice que hay algún tipo de desequilibrio entre materia y antimateria.

¿Qué tan plausible es lo que acabo de describir? Por favor, sin odio ni comentarios groseros, no tengo idea de nada relacionado con la física (soy menor de edad y no sé casi nada). Si lo que he descrito no es posible, podría proporcionar una explicación rápida (la antimateria es un engaño, etc.). No me preocupa el hecho de que todavía no tenemos tecnología para hacer esto; Tenía curiosidad por saber si tal cosa podría ser posible.

Si alguno de mis hechos o suposiciones es incorrecto, por favor dígamelo.

Respuestas (2)

Tiene razón en que la materia y la antimateria se pueden agregar al universo, pero la ley de conservación de la energía aún se obedece. Por ejemplo, en las circunstancias adecuadas, dos fotones (paquetes de luz, no de materia) pueden combinarse para producir un electrón y un antielectrón ("positrón"). ("Producción de pares", si desea investigar más a fondo). La energía de los fotones originales es igual a la energía del electrón y el positrón. El electrón y el positrón pueden recombinarse ("Aniquilación") y volver a ser dos fotones. De hecho, eso es casi inevitable, y las partículas de antimateria no se pueden mantener por mucho tiempo a menos que se las atrape muy hábilmente.

Parecería razonable que el Big Bang hubiera producido cantidades iguales de materia y antimateria. Sin embargo, dondequiera que miremos en el universo, vemos una abundancia relativamente grande de materia y casi nada de antimateria. Se desconoce la causa de esta asimetría. Felicitaciones, acaba de tropezar con uno de los mayores problemas sin resolver de la ciencia moderna.

Lo que estás pensando depende mucho de la teoría básica de la naturaleza, llamada Mecánica Cuántica , que no es intuitivamente evidente, y también de la teoría de la relatividad especial , que también es un descubrimiento del siglo XX. Entonces, para comprender realmente el tema, debes comenzar a estudiar física.

En términos sencillos:

  1. la masa es igual al peso de un objeto que nos rodea, ya que el objeto interactúa con la fuerza de la gravedad. Los objetos pueden ganar energía cinética (movimiento), que es igual a la mi k = 1 / 2 metro v 2 dónde v es la velocidad del objeto. En la teoría de la relatividad especial , la masa en reposo de un objeto también es igual a la energía . La energía de la masa es estable e invariable en las reacciones cotidianas, pero se puede acceder a ella en las reacciones nucleares, como en la bomba atómica.

  2. A nivel de las diminutas partículas que componen toda la materia , desde electrones hasta protones, etc., se encontró experimentalmente que ciertos números, llamados números cuánticos, distinguen a las partículas de las antipartículas: las antipartículas tienen exactamente la misma masa que las partículas, pero números cuánticos opuestos. Cuando la partícula se encuentra con la antipartícula, los números cuánticos suman cero y toda la energía, incluida la energía de la masa, se libera y las partículas desaparecen, lo que se denomina aniquilación. Si las energías cinéticas son lo suficientemente bajas, la aniquilación conduce únicamente a los fotones, las partículas que forman la luz y son sus propias antipartículas, y tienen masa cero. Si las energías son altas, como en los aceleradores del CERN, la energía resultante de la aniquilación forma nuevos pares partícula-antipartícula.

En el CERN estudiaron la aniquilación protón-antiprotón en dos haces en colisión durante años, y los resultados llevaron a la teoría actual del modelo estándar de física de partículas. Por lo tanto, sí, a un gran costo se pueden separar partículas de antipartículas, y tal vez en el espacio, crear un bulto de antipartículas, pero sería estable solo mientras no alcance la masa normal. Lo que propones sería posible con un gasto y un esfuerzo enormes, pero realmente sin ningún efecto útil.

El desequilibrio materia-antimateria es el efecto observado de que nuestro universo está compuesto de materia. Es por eso que es un problema para los modelos del Universo explicar cómo desapareció la antimateria y solo existe materia a granel, ya que nuestra teoría de partículas actual no ofrece suficiente explicación. Un problema teórico básico para que los futuros físicos lo resuelvan.