우주에서 물질이 있고 반물질개념이 있는데 반물질이 정확히 무엇인가요?

Question

우주에서의 수많은 물질을 얘기하면서 그반대되는 개념인 반물질 개념을 얘기합니다.

우리가 흔히 보는 물질이 아닌 이 반물질이 무엇을 말하는거고 반물질 개념이 왜 탄생한것이며 반물질로만 있는 항성도 있는건지 궁금합니다

Answer 1

안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.

반물질은 물질의 반대 개념으로, 물질과 모든 물리적 성질이 동일하지만 전하가 반대인 입자들로 구성되어 있습니다. 예를 들어, 물질의 기본 입자인 전자는 음전하를 띠지만, 반물질의 기본 입자인 양전자는 양전하를 띠고 있습니다. 반물질 개념은 1928년 영국의 물리학자 폴 디랙이 처음으로 제안했습니다. 디랙은 특수 상대성 이론과 양자 역학을 결합하여 전자의 운동 방정식을 유도했는데, 이 방정식에는 음의 에너지를 가지는 해가 존재한다는 사실을 발견했습니다. 디랙은 이 음의 에너지를 가지는 해를 물질의 반대 개념인 반물질의 존재로 해석했습니다. 반물질은 자연계에서 매우 희귀하게 존재합니다. 우주 초기에는 물질과 반물질이 거의 동등한 양으로 존재했을 것으로 추정되지만, 현재 우주에는 물질만이 존재하는 것으로 알려져 있습니다. 이러한 현상을 물질-반물질 비대칭이라고 합니다.

반물질로만 이루어진 항성은 아직 발견되지 않았습니다. 반물질은 물질과 만나면 서로 소멸하면서 엄청난 양의 에너지를 방출하기 때문에, 반물질로만 이루어진 항성이 존재한다면 매우 짧은 시간 동안만 존재할 수 있을 것으로 추정됩니다. 반물질은 아직까지 그 존재가 완전히 밝혀지지 않은 미지의 영역입니다.