「反論」という言葉を言うと、人々はすぐにサイエンスフィクション（反宇宙、エンタープライズのワープスピードエンジンの燃料など）について考えます。反物質は素粒子で構成されており、それぞれが対応する物質の対応物と同じ質量（陽子、中性子、電子）を持ちますが、反対の電荷と磁気特性を持っています。物質と反物質の粒子が衝突すると、それらは互いに消滅し、アインシュタインの有名な方程式E = mc2に従ってエネルギーを生成します。しかし、アンチマターは、あらゆるドラッグストアで利用できるものではなく（また、映画のテーマを続けるためにプルトニウムもありません）、それはあまりありません。しかし、理論によれば、常にそうであるとは限らず、科学者たちはチャンドラX線天文台を使用して、非常に初期の宇宙に存在していた反物質の証拠を探しています。そして、それは簡単な仕事ではありません...
ビッグバンモデルによると、ビッグバンの直後に、宇宙は物質と反物質の両方の粒子に溢れていました。この物質のほとんどは消滅しましたが、反物質よりもわずかに多い物質（10億分の1未満）があったため、少なくとも地方の宇宙では物質のみが残されました。
微量の反物質は、ブラックホールやパルサーを利用した相対論的ジェットなどの強力な現象によって生成されると考えられていますが、幼児宇宙から残っている反物質の証拠はまだ見つかっていません。
原始的な反物質はどのように生き残ったのでしょうか？ビッグバンの直後には、インフレと呼ばれる異常な期間があり、宇宙はほんの一瞬で指数関数的に拡大しました。
「物質と反物質の塊がインフレの前に互いに隣り合って存在していた場合、それらは今や観測可能な宇宙のスケール以上で分離されているかもしれないので、それらが会うことは決してありません」とオハイオ州立大学のゲイリー・シュタイグマン研究。 「しかし、それらは、スーパークラスターやクラスターなど、より小さなスケールで分離される可能性があり、はるかに興味深い可能性があります。」
その場合、宇宙で最大の重力結合構造である2つの銀河クラスター間の衝突は、反物質の証拠を示す可能性があります。 X線放射は、このような衝突に関与している高温ガスの量を示します。いずれかのクラスターからのガスの一部に反物質の粒子が含まれている場合、消滅が起こり、X線にガンマ線が伴います。
シュタイグマンは、チャンドラによって取得されたデータと、現在は軌道を外されたコンプトンガンマ線天文台を使用して、2つの大きな銀河クラスターが非常に高速で互いに衝突した弾丸クラスターを研究しました。地球から見て比較的近い距離にあり、好ましい横向きで、弾丸クラスターは反物質の信号を検索するための優れたテストサイトを提供します。
銀河団が互いにぶつかり合うこの非常に気の利いたアニメーションをチェックしてください。
「これは、反物質のテストがこれまでに行われた中で最大の規模です」と論文がJournal of Cosmology and Astroparticle Physicsに掲載されたSteigmanは述べました。 「私は、大量の反物質でできている銀河のクラスターが存在するかどうかを調べています。」
チャンドラからのX線の観測量とコンプトンデータからのガンマ線の非検出は、弾丸クラスター内の反物質の割合が100万分の3未満であることを示しています。さらに、弾丸クラスタの合併のシミュレーションは、これらの結果が、2つの衝突するクラスタの元の分離の推定である約6500万光年のスケールにわたる重要な量の反物質を除外することを示しています。
「物質と反物質の衝突は、宇宙でエネルギーを生成するための最も効率的なプロセスですが、非常に大規模では発生しない可能性があります」とSteigmanは述べています。 「しかし、最近発見された他の衝突している銀河団を見ることを計画しているので、私はまだあきらめていません。」
宇宙で反物質を見つけることは、インフレの期間がどれだけ続いたかについて科学者に伝えるかもしれません。 「この実験の成功は、長い道のりではありますが、宇宙の初期の段階について多くのことを私たちに教えてくれるでしょう」とシュタイグマンは言った。
Steigmanは、最近のような大規模な衝突を伴わない単一の銀河団を調べることにより、小規模な反物質の存在を厳しく制限しています。
出典：Chandra / Harvard
