חומר אפל לעומת אנטי-חומר
חומר אפל ואנטי-חומר הן שתי צורות של חומר, שפחות מובנות. חומר אפל הוא צורה של חומר, שאינו ניתן לצפייה דרך הספקטרום האלקטרומגנטי אלא ניתן לצפייה רק באמצעות אינטראקציות הכבידה. אנטי-חומר הוא צורה של חומר, שהוא ה"שלילי", או ה"היפך" של החומר. שני המושגים הללו ממלאים תפקידים חשובים מאוד בתחומים כמו אסטרונומיה, אסטרופיזיקה, פיזיקת חלקיקים, קוסמולוגיה ואפילו ייצור אנרגיה. חיוני להבנה טובה מאוד במושגים הללו כדי להצטיין בתחומים כאלה. במאמר זה, אנו הולכים לדון במה הם חומר אפל ואנטי-חומר, הדמיון ביניהם, ההגדרות של חומר אפל ואנטי-חומר, ולבסוף ההבדל בין חומר אפל ואנטי-חומר.
מהו החומר האפל?
בקוסמולוגיה ובאסטרונומיה, חומר אפל פירושו כל צורה של חומר שאינה ניתנת לזיהוי באמצעות טלסקופים אופטיים או רדיו. מה שטלסקופים רואים הוא האור הנפלט, המוחזר או המפוזר או צורות אחרות של גלים אלקטרומגנטיים. אם צורות מסוימות של חומר אינן פולטות, מפזרות או מחזירות אור וגל אלקטרומגנטי אחר, צורות חומר אלו מסווגות כחומר אפל. לעת עתה, רק באמצעות השפעות הכבידה ניתן לחזות את נוכחות החומר האפל. ישנן מספר שיטות כבידה לזיהוי והערכת כמות החומר האפל במערכת. שיטה אחת היא להשתמש בעדשת הכבידה של קרינת הרקע מהחומר האפל כדי להעריך את כמות החומר האפל הקיים. עבור גלקסיות וצבירי גלקסיות, ניתן להשתמש בסיבובים גלקטיים, אטרקציות והתנגשויות כדי לקבוע את כמות החומר האפל הקיים. על פי התצפיות המבוססות על מבנים גדולים של היקום הנצפה המבוססות על משוואות פרידמן ומדד FLRW, ההערכה היא שחומר אפל מהווה כ-23 אחוזים מהמסה הכוללת - צפיפות האנרגיה של היקום הנצפה בעוד שחומר רגיל תורם רק כ 4.6 אחוז עבור המסה - צפיפות האנרגיה של היקום הנצפה. לכמות החומר האפל ביקום יש תפקיד מרכזי בהחלטה על קצב ההתפשטות ובכך את עתידו של היקום.
מהו אנטי-חומר?
כדי להבין אנטי-חומר יש להבין תחילה מה הם אנטי-חלקיקים. לרוב החלקיקים שאנו מכירים יש אנטי-חלקיקים. אנטי-חלקיק הוא חלקיק בעל מסה זהה בדיוק אך מטען הפוך. עם זאת, המטען אינו ההבדל היחיד בין חלקיקים לאנטי-חלקיקים. אם חלקיק ואנטי-חלקיק יתקשרו, הם יחסלו כדי לייצר אנרגיה. כדי שההשמדה תתרחש, גם החלקיק וגם האנטי-חלקיק חייבים להיות במצב הקוונטי המתאים. אנטי-חומר הוא החומר המורכב מאנטי-חלקיקים. לדוגמה, אטום אנטי מימן יכול להיווצר על ידי שילוב של אנטי פרוטון ואנטי אלקטרון (המכונה גם פוזיטרון).
מה ההבדל בין חומר אפל לאנטי-חומר?
• החומר האפל אינו יוצר אינטראקציה עם הספקטרום האלקטרומגנטי; לכן, זה לא ניתן לזיהוי בשום שיטת זיהוי גל אלקטרומגנטי (לדוגמה: טלסקופים, מקלטי רדיו וכו'). ניתן לזהות אנטי-חומר באמצעות הספקטרום האלקטרומגנטי.
• אנטי-חומר מחסל כאשר הוא מתנגש בחומר רגיל, אך חומר אפל אינו מציג התנהגות כזו.
• טבעו של אנטי-חומר מובן במידת מה טוב יותר מהטבע של החומר האפל.
