¿Cómo podemos saber la diferencia entre materia y antimateria por observación en el espacio?

Tl;DR

• Detección a través de luz polarizada : la interacción de la antimateria con la luz polarizada podría detectarse mediante la rotación del vector;
• Estamos casi seguros , porque la ausencia de rayos gamma y la característica polarización de Faraday indican la ausencia de antimateria observable en cantidades significativas.

Respuesta larga

Creo que @userLTK tiene razón en su comentario.

Según mi limitado conocimiento, la ausencia de estallidos de rayos gamma que caracterizan las interacciones materia-antimateria sugiere la prevalencia de la materia bariónica en todo el universo visible; una anti-galaxia cerca de una galaxia bariónica mostraría una buena cantidad de rayos gamma que se originan en colisiones de partículas límite.

Este efecto sería observable entre estructuras de cualquier escala, por ejemplo, estrella/antiestrella, galaxia/antigalaxia o supercúmulo/antisupercúmulo.

"Luz desde las profundidades del tiempo" , de Rudolph Kippenhahn, menciona que

[...] Incluso cuando, como una estrella, es radiación, su espectro sigue siendo exactamente el mismo, independientemente de si los átomos o los antiátomos son los responsables de la luz.

Entonces, la luz que se origina en las antigalaxias se vería igual que las galaxias ordinarias. Pero, ¿y la gravedad?

Una cita de "Teoría isodual de la antimateria: con aplicaciones a la antigravedad, la gran unificación y la cosmología" puede ayudarnos aún más:

[...] Sin embargo, los fotones son invariantes bajo la conjugación de carga y viajan a la máxima velocidad causal en el vacío, c . Por lo tanto, el fotón bien podría resultar ser una superposición de energías positivas y negativas, tal vez como condición para viajar a la velocidad c , en cuyo caso el fotón estaría en un estado isoautodual, experimentando así atracción tanto en el campo de la materia como en el de la antimateria.

Lo que significa que la antimateria también causaría efectos gravitatorios, como la formación de lentes.

Eso haría bastante difícil la detección remota de antimateria: emitiría y curvaría la luz exactamente de la misma manera que la materia común.

La rotación de polarización de Faraday podría darnos algo de esperanza:

La luz polarizada, por ejemplo, procedente de fuentes de sincrotrón no térmicas, que pasa a través de un gas con un campo magnético distinto de cero, tendrá su vector de polarización rotado por el proceso de rotación de Faraday. [...] Tenga en cuenta que las regiones dominadas por la antimateria (positrones) provocan una rotación opuesta a la causada por las regiones dominadas por la materia (electrones).

( Instituto de verano de SLAC sobre física de partículas (SSI04), 2 al 13 de agosto de 2004 )

Pero la misma fuente menciona que

El efecto se ha medido muchas veces y la cantidad de rotación, generalmente expresada en términos de la llamada "medida de rotación", viene dada por la integral de la línea de visión [...] El hecho de que observemos un efecto en absoluto significa que, en promedio, no podemos tener cantidades iguales de antimateria y materia a lo largo de nuestras diversas líneas de visión.

Así que parece que al universo visible le falta algo de antimateria después de todo.