Tumeaine vs antiaine
Tumeaine ja antiaine on kaks mateeria vormi, millest on kõige vähem aru saada. Tumeaine on aine vorm, mis ei ole vaadeldav läbi elektromagnetilise spektri, vaid on vaadeldav ainult gravitatsioonilise interaktsiooni kaudu. Antiaine on mateeria vorm, mis on aine "negatiivne" või "vastand". Mõlemad kontseptsioonid mängivad väga olulist rolli sellistes valdkondades nagu astronoomia, astrofüüsika, osakeste füüsika, kosmoloogia ja isegi energia tootmine. Nendes valdkondades silma paistmiseks on ülioluline omada nendest mõistetest väga head arusaamist. Selles artiklis arutame, mis on tumeaine ja antiaine, nende sarnasusi, tumeaine ja antiaine määratlusi ning lõpuks erinevusi tumeaine ja antiaine vahel.
Mis on tumeaine?
Kosmoloogias ja astronoomias tähendab tumeaine mis tahes ainevormi, mis ei ole optiliste või raadioteleskoopide abil tuvastatav. See, mida teleskoobid näevad, on kiiratud, peegeldunud või hajutatud valgus või muud elektromagnetlainete vormid. Kui mõned ainevormid ei kiirga, ei haju ega peegelda valgust ega muid elektromagnetlaineid, liigitatakse need ainevormid tumeaineks. Praegu saab tumeaine olemasolu ennustada ainult gravitatsioonimõjude kaudu. Tumeaine hulga tuvastamiseks ja hindamiseks süsteemis on mitu gravitatsioonimeetodit. Üks meetod on kasutada tumeaine taustkiirguse gravitatsiooniläätsi, et hinnata olemasoleva tumeaine hulga. Galaktikate ja galaktikaparvede puhul saab galaktikate pöörlemist, atraktsioone ja kokkupõrkeid kasutada olemasoleva tumeaine hulga määramiseks. Friedmanni võrranditel ja FLRW-meetrikal põhinevatel vaadeldava universumi suurtel struktuuridel põhinevate vaatluste kohaselt moodustab tumeaine ligikaudu 23 protsenti vaadeldava universumi kogumassist – energiatihedus, samas kui tavaline aine annab vaid ligikaudse panuse. 4.6 protsenti vaadeldava universumi massist – energiatihedusest. Tumeaine hulk universumis mängib olulist rolli paisumiskiiruse ja seeläbi universumi tuleviku otsustamisel.
Mis on antiaine?
Antiaine mõistmiseks tuleb kõigepe alt mõista, mis on antiosakesed. Enamikul meile teadaolevatest osakestest on antiosakesed. Antiosake on osake, millel on täpselt sama mass, kuid vastupidine laeng. Laeng pole aga ainus erinevus osakeste ja antiosakeste vahel. Kui osake ja antiosake puutuvad kokku, hävivad nad energia tootmiseks. Annihilatsiooni toimumiseks peavad nii osake kui ka antiosake olema sobivas kvantseisundis. Antiaine on aine, mis koosneb antiosakestest. Näiteks võib antivesiniku aatomi moodustada antiprootoni ja antielektroni (tuntud ka kui positroni) kombinatsioon.
Mis vahe on tumeainel ja antiainel?
• Tumeaine ei interakteeru elektromagnetilise spektriga; seetõttu ei ole see tuvastatav ühegi elektromagnetlainete tuvastamise meetodiga (nt teleskoobid, raadiovastuvõtjad jne). Antiainet saab tuvastada elektromagnetilise spektri kaudu.
• Antiaine hävib normaalse ainega kokkupõrkel, kuid tumeaine sellist käitumist ei avalda.
• Antiaine olemust mõistetakse mõnevõrra paremini kui tumeaine olemust.
