Несбалансированное рождение
Антивещество похоже на обычную материю, за исключением того, что это не так. У каждой отдельной частицы есть двойник-античастица с точно такой же массой, одним и тем же спином и т. д. Единственное отличие - это заряд. Например, античастица электрона, называемая позитроном, в точности похожа на электрон, за исключением того, что она имеет положительный электрический заряд. Наши теории фундаментальной физики указывают на особый вид симметрии между веществом и антивеществом - они почти идеально отражают друг друга. На каждую частицу вещества во Вселенной должна приходиться частица антивещества. Но когда мы оглядываемся, мы не видим антивещества. Земля состоит из нормального вещества, Солнечная система - из обычного вещества, пыль между галактиками - из обычного вещества; похоже, что вся вселенная полностью состоит из нормальной материи.
Есть только два места, где существует антивещество. Одно находится внутри сверхмощных коллайдеров частиц: когда мы включаем их и взрываем какие-то субатомные частицы, то вылетают струи как нормального вещества, так и антивещества. Другое место - космические лучи. Космические лучи на самом деле не лучи, а скорее потоки высокоэнергетических частиц. Эти частицы возникают в результате сверхмощных процессов во Вселенной, таких, как сверхновые и сталкивающиеся звезды, и поэтому к ним применима та же физика.
Но почему антивещество встречается так редко? Если вещество и антивещество идеально сбалансированы, что случилось со всем этим антивеществом? Ответ лежит где-то в ранней Вселенной.
Антигалактика
Мы не совсем уверены, что именно произошло, но что-то вышло из равновесия в молодом космосе. Предположительно, в старые добрые времена (когда возраст Вселенной был меньше секунды) вещество и антивещество производились в равных количествах. Но потом что-то случилось; что-то вызвало образование большего количества вещества, чем антивещества. Всего лишь одна часть на миллиард дисбаланса, но этого достаточно, чтобы нормальная материя стала доминировать над всей вселенной, в конечном итоге формируя звезды и галактики, и даже нас с вами. Но каким бы ни был этот процесс, он не был полностью идеальным. Вполне возможно, что ранняя Вселенная могла оставить большие сгустки антивещества, плавающие здесь и там по всей Вселенной. Эти сгустки, если они проживут достаточно долго, вырастут в относительной изоляции. Конечно, когда вещество и антивещество сталкиваются, они уничтожают друг друга во вспышке энергии, и это вызвало бы некоторые проблемы в ранней Вселенной. Но если сгустки антивещества прошли через это испытание, они оказались бы на свободе. В течение миллиардов лет эти сгустки антивещества могли собраться вместе и стать больше. Помните, что единственная разница между антивеществом и веществом - это заряд. Все остальные физические свойства остаются точно такими же. Таким образом, могли образоваться антиводород, антигелий и анти-все-другие элементы. Могли возникнуть антипылевые, антизвездные тела, подпитываемые анти-синтезом, анти-планеты с анти-людьми.
Обратный отсчет
Астрономы не подозревают, что где-то плавают антигалактики, потому что их взаимодействие с нормальной материей (скажем, когда две галактики сталкиваются) высвободило бы довольно много энергии - этого достаточно, чтобы мы заметили. Но возможны и более мелкие сгустки. Более мелкие сгустки, похожие на шаровые скопления. Шаровые скопления - это небольшие плотные скопления из менее миллиона звезд, вращающихся вокруг более крупных галактик. Они считаются невероятно старыми, поскольку в нынешнюю эпоху там не образуются новые звезды, а вместо этого скопления заполнены небольшими красными, пожилыми популяциями. Они также относительно свободны от газа и пыли - топлива, необходимого для создания новых звезд. Шаровые скопления просто слоняются по кругу, неуклюже вращаясь вокруг своих более крупных и активных кузенов, остатков ушедшей и в значительной степени забытой эпохи. У самого Млечного Пути их свита около 150 объектов. А некоторые из них могут состоять из антизвезд.
Группа астрофизиков-теоретиков вычислила, что произойдет, если одно из шаровых скоплений, вращающихся вокруг Млечного Пути, на самом деле окажется антископлением. Они задали простой вопрос: что будет, если шаровое скопление не пронзит диск Млечного Пути и не взорвется? Поскольку антископление будет состоять только из звезд, а звезды не занимают много места, возможностей для больших взрывов не так уж и много. Вместо этого антизвезды в антископлении будут жить своей обычной жизнью. Они будут испускать постоянные потоки частиц. Или производить мощные вспышки и выбросы корональной массы. Или сталкиваться друг с другом. Или погибать от фантастических взрывов сверхновых. Все эти процессы высвободили бы тонны античастиц, отправив их из антископления в ближайший объем Вселенной, включая Млечный Путь. Включая нашу Солнечную систему, где эти античастицы появятся как просто еще одна часть потока космических лучей.