Quais são as diferenças entre matéria, matéria escura e antimatéria?

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Eu pensei que a matéria escura e a anti-matéria eram iguais, mas depois de ver um vídeo, elas mencionam que a matéria escura não é antimatéria, mas sua explicação é um pouco rápida, então eu tenho dúvidas.

Quais são as diferenças entre matéria, matéria escura e antimatéria? Eles são parentes? Como eles interagem? Onde posso ver um exemplo dessa interação? e também, em termos percentuais, quanto de matéria, matéria escura e antimatéria existem no universo?

Obrigado!

Alex Sifuentes
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Para a maioria de nós, não importa. (Desculpe, não pude resistir; boa pergunta)
Pete Becker

Respostas:

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Matéria é o material de que você é feito.

A antimatéria é igual à matéria em todos os sentidos, tem a mesma aparência, comporta-se da mesma forma, exceto que suas partículas têm cargas elétricas opostas à matéria. Por exemplo, nossos elétrons são carregados negativamente, enquanto um pósitron (antimatéria "elétron") é carregado positivamente. O pósitron é o "antipartícula" do elétron.

Quando uma partícula encontra seu antipartícula, elas "se aniquilam": as duas partículas desaparecem e os fótons gama são liberados carregando sua energia. Por esse motivo, se um pedaço de matéria tocasse um pedaço de antimatéria, eles se aniquilariam e uma explosão gigante resultaria devido à enorme energia liberada (E = mc ^ 2).

A matéria e a antimatéria estão definitivamente relacionadas: a mesma coisa, mas com sinais opostos. Gêmeos, mas opostos.

Não está claro o porquê, mas parece que não há tanta antimatéria por aí, mais como quantidades vestigiais. Definitivamente, não tanto quanto a matéria regular, tanto quanto podemos dizer. Isso é intrigante para físicos e cosmólogos, porque você esperaria que o Big Bang produzisse quantidades aproximadamente iguais de matéria e antimatéria. Os cientistas concordam que o paradoxo do "excesso de matéria" fará avançar a física ainda mais quando ela for resolvida.


Matéria escura - nós realmente não sabemos o que é. Nem sequer é certo que seja "matéria" no sentido convencional ou relacionado a ela de alguma maneira. Nós apenas sabemos que as galáxias estão girando de tal maneira que indica que há muito mais massa por aí, mas é uma massa que não podemos ver e não podemos ser contabilizadas da maneira usual. Daí o nome "escuro" (como no invisível) importa.

A matéria escura parece não interagir muito com a matéria regular, exceto gravitacionalmente. Neste momento, a matéria escura poderia estar passando por você e você não perceberia. A matéria escura também não interage com a luz, então você não pode vê-la. Também não parece interagir muito com ela mesma, portanto, por esse motivo, a matéria escura não pode formar "aglomerados", como planetas ou estrelas. Em vez disso, provavelmente existe de forma difusa. Resumindo, a matéria escura interage praticamente apenas através da gravidade.

A forma das galáxias é uma prova da existência de matéria escura e é resultado da interação entre matéria e matéria escura. Sem matéria escura, as galáxias seriam muito menos massivas e as partes externas girariam muito mais lentamente em comparação com o centro. Devido à matéria escura, as galáxias são bastante massivas e giram quase como objetos sólidos - as partes externas giram aproximadamente tão rápido quanto as partes centrais.

As estimativas variam, mas parece que há algo como 5x a 6x mais matéria escura lá fora, em comparação com a matéria regular.

Florin Andrei
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a matéria escura ocupa espaço? soa mais como uma força, é como "matéria fantasma" poderia ser um nome menos enganador ¿?
Alex Sifuentes
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Não é uma força, é uma partícula de algum tipo. A razão pela qual ele se comporta como uma força é porque, quando há o suficiente, seu efeito gravitacional é observado. Dobra o espaço como matéria regular.
userLTK
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Note-se que os principais candidatos teóricos à matéria escura interagem através da força fraca e também da gravidade. Isso não é muito porque temos um bom motivo para supor isso, mas porque se o fizermos, poderemos detectá-los em breve - procurando nossas chaves sob os postes de luz. Também existem outros candidatos, mas não sabemos como proceder para verificar essas idéias. Bem, exceto axions, que entendemos, mas não temos a tecnologia necessária para caçar a sério.
dmckee
Então, se a matéria escura não interage consigo mesma ou não se aglomera, a propagação da matéria escura é uniforme em todo o universo? Existe uma contradição aqui? Só estou pensando que, se "apenas interage através da gravidade" com a matéria regular, os aglomerados de matéria regular causariam aglomerados de matéria escura.
Dave G
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@DaveG Ele ainda interage gravitacionalmente, então há uma certa agregação devido a isso. Mas não chega nem perto da mesma extensão que a matéria regular, que produz aglomerados densamente compactados. Basicamente, aglomerados de matéria regular tendem a ser cercados por "nuvens" difusas de matéria escura, mais ou menos.
Florin Andrei 01/01
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Um site muito bom para explicações rápidas é o Particle Adventure

Anti Matéria

Matéria escura

Anti Matter é realmente bastante simples e muito semelhante ao assunto regular. Acontece que explode violentamente quando toca a matéria regular - como um pósitron (elétron positivo) e um elétron (negativo) tocam e evaporam em um par de raios gama. O Proton / anti Proton ou Neutron / anti Neutron ou Proton / antineutron ou Neutron / antiProton (eles interagem porque têm alguns quarks / anti-quarks em comum). Essas reações são mais complicadas, mas a essência é a mesma. Eles explodem violentamente quando tocam. Portanto, como matéria e antimatéria tendem a evaporar uma à outra, não há realmente nenhuma antimatéria primordial no universo, porque havia um pouco mais de matéria.

Mas, além da interação explosiva, o Antimatter é quase exatamente o mesmo que a matéria. Você poderia, em teoria, construir uma estrela, um planeta, árvores e vida a partir da antimatéria.

Dark Matter é muito mais diferente. Nós realmente não sabemos o que é, mas é um tipo diferente de questão, é transparente e não é vinculativo, mas tem massa. A matéria regular pode se unir gravitacionalmente, é por isso que se transforma em coisas como estrelas, planetas, cometas, asteróides, etc. A matéria escura não faz isso. Recolhe livremente em torno das galáxias, ou, talvez com mais precisão, as galáxias se acumulam dentro de grandes bolsões de matéria escura.

userLTK
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Você está certo. Isso foi um erro de digitação da minha parte. Fixo.
userLTK
Página interessante! facilita a compreensão, obrigado!
Alex Sifuentes