Come possiamo distinguere tra materia e antimateria osservando lo spazio?

Mi stavo solo chiedendo e cercando su Internet con poca fortuna nell'argomento. Su Antimatter Wiki dicono che l'universo osservabile è costruito dalla materia. Ho letto che l'antimateria può essere rilevata nei raggi cosmici in quantità molto piccole. Ma andiamo nelle teorie e nelle nostre conoscenze pratiche, la mia domanda è:

Come possiamo rilevare se un insieme di oggetti (come un'intera galassia) è completamente costruito dall'antimateria? Dal momento che materia e antimateria sembrano "immagine speculare" sulla corrente, potrebbero formare un oggetto simile che è indistinguibile dai "nostri" oggetti materia? Voglio dire, l'analisi dello spettro, ad esempio, mostrerebbe che non è materia, ma costruita dall'antimateria?

Domanda collegata: siamo sicuri che ciò che vediamo nell'universo sia materia?

TL; DR

• Rilevamento tramite luce polarizzata - L'interazione dell'antimateria con la luce polarizzata potrebbe essere rilevata mediante rotazione vettoriale;
• Siamo per lo più sicuri , perché l'assenza di raggi gamma e la polarizzazione caratteristica di Faraday indicano l'assenza di antimateria osservabile in quantità significative.

Risposta lunga

Credo che @userLTK sia corretto nel suo commento.

Per mia conoscenza limitata, l'assenza di esplosioni di raggi gamma che caratterizza le interazioni materia-antimateria suggerisce la prevalenza della materia barionica in tutto l'universo visibile; un'anti-galassia vicino a una galassia barionica mostrerebbe una buona quantità di raggi gamma originati da collisioni di particelle al contorno.

Questo effetto sarebbe osservabile tra strutture di qualsiasi scala - ad es. Stella / anti-stella, galassia / anti-galassia o supercluster / anti-supercluster.

"La luce dalla profondità del tempo" , di Rudolph Kippenhahn, lo menziona

[...] Anche quando, come una stella, è una radiazione, il suo spettro rimane esattamente lo stesso, del tutto indipendente dal fatto che gli atomi o gli anti-atomi siano responsabili della luce.

Quindi la luce proveniente dalle anti-galassie sembrerebbe uguale alle galassie ordinarie. E la gravità?

Una citazione da "Isodual Theory of Antimatter: with application to Antigravity, Grand Unification and Cosmology" può aiutarci ulteriormente:

[...] Tuttavia, i fotoni sono invarianti sotto coniugazione di carica e viaggiano alla massima velocità causale nel vuoto, c . Pertanto, il fotone potrebbe benissimo essere una sovrapposizione di energie positive e negative, forse come condizione per viaggiare alla velocità c , nel qual caso il fotone sarebbe uno stato isoselfduale, sperimentando così l'attrazione in entrambi i campi della materia e dell'antimateria.

Ciò significa che l'antimateria causerebbe anche effetti gravitazionali, come il cristallino.

Ciò renderebbe piuttosto difficile il rilevamento remoto dell'antimateria: emetterebbe e piegherebbe la luce esattamente allo stesso modo della materia comune.

La rotazione della polarizzazione di Faraday potrebbe darci qualche speranza:

La luce polarizzata, ad esempio, proveniente da fonti di sincrotrone non termiche, che passa attraverso il gas con un campo magnetico diverso da zero avrà il suo vettore di polarizzazione ruotato dal processo di rotazione di Faraday. [...] Notare che le regioni dominate dall'antimateria (positroni) provocano una rotazione opposta a quella causata dalle regioni dominate dalla materia (elettroni).

( SLAC Summer Institute on Particle Physics (SSI04), 2-13 agosto 2004 )

Ma la stessa fonte lo menziona

L'effetto è stato misurato molte volte e la quantità di rotazione, solitamente espressa in termini di cosiddetta "misura di rotazione", è data dall'integrale della linea di [...] vista Il fatto che osserviamo un effetto a tutti significa che in media non possiamo avere uguali quantità di antimateria e materia lungo le nostre varie visuali.

Quindi sembra che all'universo visibile manchi un po 'di antimateria.