Diga la palabra "antimateria" e inmediatamente la gente piensa en la ciencia ficción: antiuniversos, combustible para los motores de velocidad de urdimbre del Enterprise, etc. La antimateria se compone de partículas elementales, cada una de las cuales tiene la misma masa que sus equivalentes de materia –protones, neutrones y electrones– pero las cargas opuestas y las propiedades magnéticas. Cuando la materia y las partículas de antimateria colisionan, se aniquilan entre sí y producen energía de acuerdo con la famosa ecuación de Einstein, E = mc2. Pero la antimateria no es algo que esté disponible en todas las farmacias de las esquinas (y tampoco lo es el plutonio, para continuar con el tema de la película) y parece que no hay mucho de eso. Pero, según la teoría, no siempre fue así, y los científicos están utilizando el Observatorio de rayos X Chandra para buscar evidencia de antimateria que estaba presente en el universo primitivo. Y no es un trabajo fácil ...
Según el modelo de Big Bang, el Universo estaba inundado de partículas de materia y antimateria poco después del Big Bang. La mayor parte de este material se aniquiló, pero debido a que había algo más de materia que antimateria, menos de una parte por mil millones, solo quedó materia, al menos en el universo local.
Se cree que las cantidades traza de antimateria son producidas por fenómenos poderosos como los chorros relativistas impulsados por agujeros negros y púlsares, pero aún no se ha encontrado evidencia de la antimateria restante del universo infantil.
¿Cómo podría haber sobrevivido cualquier antimateria primordial? Justo después del Big Bang se creía que había un período extraordinario, llamado inflación, cuando el Universo se expandió exponencialmente en solo una fracción de segundo.
"Si existieran grupos de materia y antimateria uno al lado del otro antes de la inflación, ahora pueden estar separados por más que la escala del Universo observable, por lo que nunca los veríamos reunirse", dijo Gary Steigman de la Universidad Estatal de Ohio, quien dirigió el estudio. "Pero, podrían estar separados en escalas más pequeñas, como las de los supercúmulos o grupos, lo cual es una posibilidad mucho más interesante".
En ese caso, las colisiones entre dos cúmulos de galaxias, las estructuras unidas gravitacionalmente más grandes del Universo, podrían mostrar evidencia de antimateria. La emisión de rayos X muestra cuánto gas caliente está involucrado en tal colisión. Si parte del gas de cualquiera de los grupos tiene partículas de antimateria, entonces habrá aniquilación y los rayos X estarán acompañados por rayos gamma.
Steigman usó los datos obtenidos por Chandra y ahora desorbitó el Observatorio de rayos gamma Compton para estudiar el Cúmulo de balas, donde dos grandes cúmulos de galaxias se han estrellado entre sí a velocidades extremadamente altas. A una distancia relativamente corta y con una orientación lateral favorable vista desde la Tierra, el Bullet Cluster proporciona un excelente sitio de prueba para buscar la señal de antimateria.
Echa un vistazo a esta animación muy ingeniosa de cúmulos de galaxias chocando entre sí.
"Esta es la escala más grande sobre la cual se ha realizado esta prueba de antimateria", dijo Steigman, cuyo artículo fue publicado en el Journal of Cosmology and Astroparticle Physics. "Estoy buscando para ver si podría haber grupos de galaxias que estén hechas de grandes cantidades de antimateria".
La cantidad observada de rayos X de Chandra y la no detección de rayos gamma de los datos de Compton muestran que la fracción de antimateria en el Bullet Cluster es inferior a tres partes por millón. Además, las simulaciones de la fusión Bullet Cluster muestran que estos resultados descartan cualquier cantidad significativa de antimateria en escalas de aproximadamente 65 millones de años luz, una estimación de la separación original de los dos grupos en colisión.
"La colisión de materia y antimateria es el proceso más eficiente para generar energía en el Universo, pero puede que no suceda a gran escala", dijo Steigman. "Pero todavía no me doy por vencido, ya que planeo mirar otros cúmulos de galaxias en colisión que se han descubierto recientemente".
Encontrar antimateria en el Universo podría decirles a los científicos cuánto tiempo duró el período de inflación. "El éxito en este experimento, aunque es una posibilidad remota, nos enseñaría mucho sobre las primeras etapas del Universo", dijo Steigman.
Steigman ha establecido restricciones más estrictas sobre la presencia de antimateria en escalas más pequeñas al observar cúmulos de galaxias individuales que no involucran colisiones recientes tan grandes.
Fuente: Chandra / Harvard
