Cometa de antimateria

Los cometas y meteoroides de antimateria son cometas y meteoroides hipotéticos compuestos únicamente de antimateria en lugar de materia ordinaria . Aunque nunca se han observado y es improbable que existan en la Vía Láctea , se ha planteado la hipótesis de su existencia, y su existencia, bajo la suposición de que dicha hipótesis es correcta, se ha propuesto como una posible explicación para diversos fenómenos naturales observados a lo largo de los años.

La hipótesis de los cometas hechos de antimateria se remonta a la década de 1940, cuando el físico Vladimir Rojansky propuso, en su artículo "La hipótesis de la existencia de materia contraterrestre", la posibilidad de que algunos cometas y meteoroides pudieran estar hechos de materia "contraterrestre" (es decir, antimateria). ^{[ 1 ]} Dichos objetos, afirmó Rojanski, tendrían (si existieran) sus orígenes fuera del Sistema Solar. ^{[ 2 ]} Hipotetizó que si hubiera un objeto de antimateria en órbita en el Sistema Solar, exhibiría el comportamiento de los cometas observados en la década de 1940: a medida que sus átomos se aniquilaran con materia "terrestre" de otros cuerpos y viento solar , generaría compuestos volátiles y sufriría un cambio de composición a elementos con masas atómicas más bajas . Partiendo de esta base, propuso la hipótesis de que algunos objetos identificados como cometas podrían ser, de hecho, objetos de antimateria, sugiriendo, basándose en cálculos que utilizaban la ley de Stefan-Boltzmann , que sería posible determinar la existencia de tales objetos dentro del Sistema Solar observando sus temperaturas. Un cuerpo de antimateria sometido a niveles normales de bombardeo meteórico (según cifras de la década de 1940) y que absorbiera la mitad de la energía creada por la aniquilación de materia normal y antimateria, tendría una temperatura de 120 K (−153 °C) según las cifras de bombardeo calculadas por Wylie o de 1200 K (930 °C) según los cálculos de Nininger. ^{[ 3 ]} En la década de 1970, cuando se observó el cometa Kohoutek , Rojanski volvió a sugerir la hipótesis de los cometas de antimateria en una carta publicada en Physical Review Letters , y sugirió que se realizaran observaciones de rayos gamma del cometa para poner a prueba esta hipótesis. ^{[ 1 ] [ 4 ]}    

La hipótesis original de Rojansky de 1940 era que quizás los únicos cuerpos dentro del Sistema Solar que podrían ser antimateria eran los cometas y meteoroides, siendo todos los demás casi con certeza materia normal. ^{[ 5 ]} La evidencia experimental recopilada desde entonces no solo ha confirmado esta restricción, sino que ha hecho que la existencia de cometas y meteoroides de antimateria reales parezca cada vez más improbable. Gary Steigman, profesor asistente de Astronomía en la Universidad de Yale , observó en 1976 que las sondas espaciales habían demostrado —por el hecho de que no fueron aniquiladas al impactar— que cuerpos como Marte, Venus y la Luna no eran antimateria. También señaló que si alguno de los planetas o cuerpos similares hubiera sido antimateria, su interacción con el viento solar terrestre y la enorme fuerza de las emisiones de rayos gamma que habrían resultado ^{[ a ]} ​​los habrían hecho fácilmente detectables hace mucho tiempo. ^{[ 7 ]} Señaló que ni siquiera se habían encontrado rayos cósmicos de antimateria , ya que todos los núcleos hallados en los estudios eran uniformemente terrestres. Los datos experimentales de varios estudios realizados desde 1961 por diferentes personas excluían la presencia de una composición fraccionaria de antimateria de los rayos cósmicos mayor que 10 ⁻⁴ del total. Además, la naturaleza uniformemente terrestre del flujo de rayos cósmicos indica que en ninguna parte de la Vía Láctea existen fuentes de elementos de antimateria más pesados ​​(como el carbono), puesto que (aunque no está demostrado) es probable suponer que representan la composición general de toda la galaxia. Son representativos de la galaxia en su conjunto —según esta lógica— y, dado que contienen carbono terrestre y otros átomos, pero no se ha observado que contengan átomos de antimateria, no existe una fuente razonable dentro de esta galaxia para el origen de cometas de antimateria extrasolares, meteoroides u otros objetos de elementos pesados ​​a gran escala. ^{[ 8 ]}

Martin Beech, de la Universidad de Western Ontario (London, Ontario, Canadá), se refirió a las diversas hipótesis y resultados experimentales que respaldan la inexistencia de antimateria en el Universo. Argumentó que cualquier cometa o meteoro de antimateria existente debe ser (al menos) de origen extrasolar, ya que la hipótesis nebular para la formación del Sistema Solar excluye su origen solar. Cualquier antimateria en una nebulosa de preformación o disco de acreción planetario tiene una vida útil relativamente corta, en términos astronómicos, antes de aniquilarse con la materia terrestre con la que se mezcla. Esta vida útil se mide en cientos de años, por lo que cualquier antimateria solar presente en el momento de la formación del sistema ya se habría aniquilado hace mucho tiempo. Por lo tanto, cualquier cometa o meteoro de antimateria debe provenir de otro sistema solar. Además, los meteoros de antimateria no solo deben ser de origen extrasolar, sino que deben haber sido capturados recientemente (es decir, en los últimos 10⁴ ^a 10⁵ ^años ) por el Sistema Solar. La mayoría de los meteoroides se descomponen en tamaños de 10⁻⁵ ^g  dentro de ese lapso de tiempo, debido a colisiones entre meteoroides. Por lo tanto, cualquier meteoro de antimateria debe ser de origen extrasolar o haberse desprendido de un cometa de antimateria de origen extrasolar. Es improbable que existan los primeros según la evidencia observacional. Cualquier meteoroide extrasolar tendría una órbita hiperbólica , pero menos del 1 % de los meteoroides observados la tienen, y el proceso de perturbación de objetos solares ordinarios (terrestres), por encuentros planetarios, en trayectorias hiperbólicas explica todos ellos. Beech concluyó que un resultado nulo continuo, sin embargo, no constituye una prueba («La ausencia de evidencia no es evidencia de ausencia», M. Rees) y una sola detección positiva niega los argumentos presentados. ^{[ 9 ]}