Jos universumissa olisi yhtä paljon ainetta ja antiainetta, olisi helppo päätellä, että universumin nettovaraus on nolla, koska aineen ja antiaineen määrittelevä 'vastakohta' on varaus. Joten jos hiukkasella on varaus, sen antihiukkasella on sama, mutta päinvastainen varaus. Esimerkiksi protoneilla on positiivinen varaus – while antiprotonit on negatiivinen varaus.
Mutta ei ole ilmeistä, että ympärillä on paljon antimateriaa, koska kosminen mikroaaltotausta tai nykyaikaisempi maailmankaikkeus eivät sisällä todisteita tuhoutumisrajoista – joissa suuren mittakaavan aineen ja suuren mittakaavan antiaineen alueiden välisen kontaktin pitäisi tuottaa kirkkaita purkauksia gammasäteistä.
Joten koska elämme ilmeisesti aineen hallitsemassa universumissa, kysymys siitä, onko universumin nettovaraus nolla, on avoin kysymys.
On järkevää olettaa, että pimeällä aineella on joko nollavaraus - tai vain ei varausta ollenkaan - yksinkertaisesti siksi, että se on pimeää. Varautuneet hiukkaset ja suuremmat esineet, kuten tähdet, joissa on dynaamisia positiivisten ja negatiivisten varausten sekoituksia, tuottavat sähkömagneettisia kenttiä ja sähkömagneettista säteilyä.
Joten voimme ehkä rajoittaa kysymyksen siitä, onko universumin nettovaraus nolla, vain kysymällä, onko kaiken ei-pimeän aineen kokonaissummalla. Tiedämme, että useimpien kylmän, staattisen aineen – eli atomi- eikä plasmamuodossa – nettovarauksen tulisi olla nolla, koska atomeissa on yhtä paljon positiivisesti varautuneita protoneja ja negatiivisesti varautuneita elektroneja.
Kuumasta plasmasta koostuvien tähtien nettovarauksen voidaan myös olettaa olevan nolla, koska ne ovat kertyneen kylmän atomimateriaalin tuotetta, joka on puristettu ja kuumennettu hajoaneiden ytimien (+ve) ja elektronien (-ve) muodostamiseksi. ).
Periaate maksun säilyttäminen (joka on akkreditoitu Benjamin Franklinille) sanoo, että järjestelmän varausmäärä säilyy aina, joten sisään virtaava määrä on yhtä suuri kuin ulos virtaava määrä.
Apollo 15:n Lunar Surface Experiments Package (ALSEP). Kuu on hyvä näköalapiste saapuvien kosmisten säteiden ja lähtevän aurinkotuulen tasapainon mittaamiseen.
Kokeessa, jonka on ehdotettu mahdollistavan maailmankaikkeuden nettovarauksen mittaamisen, tarkastellaan aurinkokuntaa varausta säästävänä järjestelmänä, jossa sisään virtaava määrä kulkeutuu varautuneiden hiukkasten mukana kosmisissa säteissä – kun taas ulos virtaava määrä on Auringon aurinkotuulen varautuneiden hiukkasten kantama.
Jos tarkastelemme sitten viileää, kiinteää esinettä, kuten Kuuta, jolla ei ole magneettikenttää tai ilmakehää, joka ohjaisi varautuneita hiukkasia, pitäisi olla mahdollista arvioida kosmisten säteiden ja aurinkotuulen tuottaman varauksen nettovaikutus. Ja kun Kuu on Maan magnetosfäärin hännän varjossa, pitäisi olla mahdollista havaita vain kosmisista säteistä johtuva vuo – jonka pitäisi edustaa laajemman universumin varaustilaa.
Lähteistä, kuten Apollon pintakokeista, kerättyjen tietojen perusteella Auringon ja heliosfäärin observatorio (SOHO), TUULI avaruusalukset ja Alfa-magneettinen spektrometri lentänyt avaruussukkulalla ( STS 91 ), yllättävä havainto on syvästä avaruudesta tulevien positiivisten varausten ylitasapaino, mikä viittaa siihen, että kosmoksessa on yleinen varausepätasapaino.
Joko sitä tai negatiivista varausvirtaa esiintyy energiatasoilla, jotka ovat alhaisemmat kuin tässä tutkimuksessa saavutettavissa oleva mittauskynnys. Joten ehkä tämä tutkimus on hieman epäselvä, mutta kysymys siitä, onko universumin nettovaraus nolla, on edelleen avoin kysymys.
Lue lisää:Simon, M.J. ja Ulbricht, J. (2010) Luodaanko Kuuhun sähköpotentiaalia kosmisten säteiden ja aurinkotuulen avulla?