Fällt Antimaterie nach unten, oder nach oben?

5 Antworten

Antimaterie muß von der Gravitation genauso beeinflußt werden wie normale Materie, also gibt es in jeder Kombination Anziehung.

Darauf kann man mit ein bißchen Nachdenken selbst kommen — denn wenn es an­ders wäre, könnte ich ein Perpetuum mobile bauen und unbeschränkt Energie aus dem Nicht gewinnen.

Und so ginge das: Ich nehme zwei Photonen von geeigneter Energie, z.B. 511 keV, und lasse sie zu einem Elektron–Positron-Paar reagieren. Da dessen Gesamtmasse Null wäre (die positive und negative Masse würden einander ja aufheben), könnte ich die oh­ne En­ergie­aufwand entgegen der Gravitation nach oben schieben. Oben las­se ich sie wie­der zerstrahlen, was mit wieder 511-keV-Photonen zurückgibt.

Wenn diese aber wieder nach unten gebracht werden, gewinnen sie Energie (Licht wird blauverschoben, wenn es auf die Erde fällt), und unten haben sie dann einen Hauch mehr als die anfänglichen 511 keV. Diese Überschußenergie könnte ich ex­tra­hie­ren und mit den verbleibenden 511-keV-Photonen dasselbe Spiel wiederholen. Bei je­dem Durch­lauf würde eine kleine Energiemenge gratis anfallen, und die könnte ich dazu ver­wen­den, um mein böses Weltimperium zu finanzieren.

Das ist das Morrison Argument. Zumindest den 2. Hauptsatz der Thermodynamik würde eine Antigravitation wohl nicht verletzen. Warum sollte die Energie denn erhalten bleiben? Auch Schwarze Löcher verletzen dies über einen bestimmten Zeitraum.

https://www.researchgate.net/publication/49595811_How_Black_Holes_Violate_the_Conservation_of_Energy

Die Instabilität im Vakuum würde sogar dem eines schwarzen Loches entsprechen. Siehe Kapitel 2.1 hier:

https://www.researchgate.net/publication/328515703_Gravity_antimatter_and_the_Dirac-Milne_universe

Es gibt auch einige Theorien, welche für einen abstoßenden Effekt sprechen. So klar ist es jedenfalls nicht. Es wäre wohl eines der spannendsten Experimente dies zu überprüfen.

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@mrmeeseeks8

Klar, es wäre ein Perpetuum mobile der ersten Art, weil es den Ersten Haupt­satz ver­letzt. Jetzt könntest Du natürlich sagen „OK, dann hat die Energie­erhal­tung eben Pech gehabt, vielleicht will es die Natur so“, aber in dem Fall wäre auch das da­hin­ter­lie­gen­de Noether-Theorem verletzt, und das wäre schon recht ab­son­der­lich, weil man so etwas noch nie in der Natur gesehen hat — alle bekannten Pro­zes­se, die die Energie­erhal­tung umgehen, machen das über dyna­mi­sche Raum­zeiten, in denen das Noether-Theo­rem keine Energie­erhal­tung voraussagt.

Man hat im CERN versucht, die Schwerebeschleunigung von Antiwasser­stoff zu messen, ist aber leider gescheitert. Die ex­peri­men­tel­len Schwierig­keiten in der Hand­­habung des anti-H₂ waren leider zu groß.

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Antimaterie wird genauso von der Gravitation beeinflusst wie die Materie. Denn das Antiteilchen hat die gleiche Masse wie das Teilchen, zu dem es ein Antiteilchen ist.

Ob die Materie dann nach „unten“ fällt hängt von verschiedenen Faktoren ab. (Auf der Erde fällt ja beispielsweise ein mit Helium oder Wasserstoff gefüllter Ballon auch nicht unbedingt nach unten, sondern nach oben.)

Mal davon würde Antimaterie bei uns auf der Erde eher mit der vorhandenen Materie reagieren und annihiliert werden, bevor die Antimaterie großartig nach unten oder oben fallen kann.

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Antimaterie wird ganz normal von Gravitation beeinflusst. Es wird ja nicht von "Antigravitation" beeinflusst.

Naja, vielleicht hat sie ja ein Negatives Gewicht und geht deshalb weg vom Gravitations-Zentrum.

So hab ich mir das halt irgendwie vorgestellt.

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@MrAmazing2

Nein. Negatives Gewicht ist bislang nur in der Theorie möglich und trifft nicht auf Antimaterie zu. Antimaterie bedeutet nicht das die Materie das exakte Gegenteil der normalen Materie ist

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Antimaterie ist zu wenig erforscht um deine Frage zu beantworten

Zuerst dachte ich, dass das bekannt sein müsste und sich Antimaterie wie Materie verhält. Aber es ist wirklich noch nicht experimentell bestätigt worden. Wäre schön interessant, wenn sich Antimaterie abstoßen würde. Die Möglichkeiten...

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@mrmeeseeks8

Das wäre sehr interessant. Ich gehe aber davon aus, daß es noch sehr lange dauern wird, bis man mehr erfahren wird zum Thema Antimaterie

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@mrmeeseeks8

Antimaterie entsteht am CERN bei verschiedenen Experimenten. Normalerweise annihiliert sie sogleich, aber wenn man sie einfängt und in einem Vakuum isoliert (magn.Flasche) passiert das nicht.

Auf diese Weise wurden bereits etliche 1000 Antiteilchen isoliert und mit ihnen experimentiert. Z.B. gelang dabei der Aufbau von Anti-Wasserstoffatomen und die reagieren genau wie normale Wasserstoffatome.

Der einzige Unterschied scheint in der Schwachen Kernkraft zu liegen, aber nur extrem minimal, was zu der sog. CP-Verletzung führt, aufgrund derer aus 2 Photonen minimal mehr Materie- als AM-Teilchen entstehen (+1 zu 1 Mrd.). Beim Urknall hat das dazu geführt, daß der Materieüberschuß bei der Annihilation übrig blieb.

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@nax11

Bislang konnte, so weit ich weiß, noch nicht das Vorzeichen der Gravitation für Antimaterie im Experiment bestimmt werden. Es gibt auch einige Theorien, welche für eine Antigravitation sprechen. Argumente gegen eine solche gibt es zwar, aber auch die sind nicht eindeutig.

https://www.researchgate.net/publication/328515703_Gravity_antimatter_and_the_Dirac-Milne_universe

Feynman bezeichnete Antimaterie mal als Materie, welche sich rückwärts in der Zeit bewegt. Ist ein Positron also ein in der Zeit rückwärts laufendes Elektron, dann müsste es abgestoßen werden.

Ich sehe zwei Möglichkeiten. Ein Positron ist ein Elektron mit gespiegelter Ladung => Anziehung, ein Positron ist ein rückwärts laufendes Elektron => Abstoßung. Vielleicht ist auch beides möglich und es hängt von der Art der Erzeugung ab.

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