Gdyby we wszechświecie były równe ilości materii i antymaterii, łatwo byłoby wywnioskować, że wszechświat ma ładunek zerowy, ponieważ definiujące „przeciwieństwo” materii i antymaterii to ładunek. Na przykład protony mają ładunek dodatni - podczas gdy anty-protony mają ładunek ujemny.
Ale nie jest oczywiste, że wokół jest dużo antymaterii, ponieważ ani kosmiczne tło mikrofalowe, ani bardziej współczesny wszechświat nie zawierają dowodów granic anihilacji - gdzie kontakt między regionami dużej materii i antymaterii na dużą skalę powinien wywoływać jasne wybuchy promieni gamma.
A zatem, ponieważ najwyraźniej żyjemy we wszechświecie zdominowanym przez materię - pytanie, czy wszechświat ma ładunek zerowy, jest pytaniem otwartym.
Rozsądnie jest założyć, że ciemna materia ma albo zerowy ładunek netto - albo po prostu nie ma żadnego ładunku - po prostu dlatego, że jest ciemna. Naładowane cząstki i większe obiekty, takie jak gwiazdy z dynamicznymi mieszankami ładunków dodatnich i ujemnych, wytwarzają pola elektromagnetyczne i promieniowanie elektromagnetyczne.
Być może więc możemy ograniczyć pytanie, czy wszechświat ma ładunek zerowy, po prostu pytając, czy ma całkowitą sumę całej nie-ciemnej materii. Wiemy, że większość zimnej, statycznej materii - czyli w formie atomowej, a nie plazmowej - powinna mieć ładunek zerowy, ponieważ atomy mają równą liczbę dodatnio naładowanych protonów i ujemnie naładowanych elektronów.
Można założyć, że gwiazdy złożone z gorącej plazmy mają ładunek zerowy, ponieważ są one produktem akretu zimnego, atomowego materiału, który został ściśnięty i podgrzany w celu utworzenia plazmy zdysocjowanych jąder (+ ve) i elektronów (-ve ).
Zasada zachowania ładunku (akredytowana przez Benjamina Franklina) zakłada, że ilość ładunku w systemie jest zawsze zachowana, tak że ilość wpływająca będzie równa ilości wypływającej.
Eksperyment, który został zaproponowany w celu umożliwienia pomiaru ładunku netto wszechświata, polega na spojrzeniu na układ słoneczny jako układ oszczędzający ładunek, w którym ilość wpływająca jest przenoszona przez naładowane cząstki w promieniach kosmicznych - podczas gdy ilość wypływająca przenoszone przez naładowane cząstki w wietrze słonecznym Słońca.
Jeśli więc spojrzymy na chłodny, stały obiekt, taki jak Księżyc, który nie ma pola magnetycznego ani atmosfery do odchylenia naładowanych cząstek, powinno być możliwe oszacowanie wkładu netto ładunku dostarczanego przez promienie kosmiczne i wiatr słoneczny. A kiedy Księżyc jest zacieniony przez ogon magnetosfery Ziemi, powinno być możliwe wykrycie strumienia przypisywanego tylko promieniom kosmicznym - które powinny reprezentować status ładunku w szerszym wszechświecie.
Opierając się na danych zebranych ze źródeł, w tym eksperymentów powierzchniowych Apollo, Obserwatorium Słońca i Heliosfery (SOHO), statku kosmicznego WIND i spektrometru magnetycznego alfa latającego na promie kosmicznym (STS 91), zaskakującym odkryciem jest nadmierna równowaga dodatnich ładunków przybywających z głęboka przestrzeń, co oznacza, że w kosmosie występuje ogólny brak równowagi ładunków.
Albo ten, albo ujemny strumień ładunku występuje przy poziomach energii niższych niż próg pomiaru osiągalny w tym badaniu. Być może więc niniejsze badanie jest nieco niejednoznaczne, ale pytanie, czy wszechświat ma ładunek zerowy, wciąż pozostaje pytaniem otwartym.
Dalsza lektura: Simon, M.J. i Ulbricht, J. (2010) Generowanie potencjału elektrycznego na Księżycu przez promienie kosmiczne i wiatr słoneczny?
