Molto rapidamente: sì il fotone è antiparticella di sé stessa, quindi una stella di antimateria emette luce esattamente come una di materia ordinaria, ma c’è comunque teoricamente un modo per distinguerle.
Le reazioni subnucleari all’interno delle stelle, e anche quelle delle antistelle, producono un flusso di energia che solo in parte è costituito da fotoni, una parte non maggioritaria ma comunque consistente è composta da neutrini o antineutrini, a seconda del tipo di materia di cui è composta la stella.
Neutrini e antineutrini producono effetti diversi sulla materia ordinaria. Un neutrino può indurre la trasformazione di un neutrone in un protone+elettrone, mentre un antineutrino può indurre la trasformazione di un protone in neutrone+antielettrone. Pertanto, almeno in linea teorica, è possibile analizzare il flusso di neutrini proveniente da una galassia o da una stella per stabilire il tipo di materia di cui essa è costituita.
Data l’estrema reattività della materia e antimateria si può essere praticamente certi che non esistano galassie ibride, mentre è teoricamente possibile che galassie, anche vicine, siano composte alcune da materia altre da antimateria, anche se c’è un ragionamento (che espongo più avanti nella risposta) che chiarisce perché gli aggregati molti vicini dovrebbero comunque essere composti dallo stesso tipo di materia. Infatti finora tutte le osservazioni mostrano che le galassie circostanti alla nostra sono composte da materia. Questo è stato stabilito analizzando i raggi cosmici che giungono sulla Terra. La stragrande maggioranza di essi ha origine nella nostra galassia ma una piccola porzione proviene dalle galassie circostanti. Dato che finora nessun fascio di raggi cosmici è risultato composto da antimateria si può ragionevolmente dedurre che le galassie vicine alla nostra sono tutte composte da materia uguale alla nostra.
Tuttavia effettivamente non si può escludere che galassie molto lontane siano composta da antimateria e in effetti su questa questione la comunità scientifica non si pronuncia ancora.
Quello che è certo è che se la materia e antimateria si equivalgono (come porterebbe a pensare un semplice discorso di simmetria) le porzioni di universo composte da tipi di materia diversa devono essere molto lontane. A questa conclusione si può arrivare con un semplice ragionamento probabilistico. Se al momento del Big Bang è stata creata materia e antimateria in uguale quantità, allora la loro distribuzione spaziale deve essere stata probabilisticamente uniforme. Ma ciò non significa che la densità di materia e antimateria fosse omogenea, cioè uguale in tutti i punti.
Se lanciamo a caso dei granelli di sabbia in un contenitore, la sabbia formerà ampie zone in cui è distribuita in modo omogeneo ma anche zone in cui è quasi assente e zone in cui è molto concentrata. Questo è insito nel concetto di probabilità uniforme.
Ciò significa che immediatamente dopo il Big Bang, nell’universo simmetrico (molto piccolo rispetto ad ora) c’erano molte zone con materia e antimateria a contatto, alcune zone in cui c’era solo materia e alcune altre in cui c’era solo antimateria. In questi due ultimi casi le particelle hanno cominciato ad aggregarsi per gravità. Nelle zone mescolate invece si sono innescate immediatamente delle violente reazioni di annichilazione la cui energia liberata ha allontanato ancora di più tra loro le zone di aggregazione. Pertanto in questa ipotesi effettivamente si ritrovano zone dell’universo totalmente di materia e altre totalmente di antimateria ma queste zone devono trovarsi molto lontane tra loro al punto che un’osservazione diretta potrebbe essere impossibile.
Naturalmente queste reazioni di annichilazione si sono esaurite da tempo e al tempo attuale non si osservano reazioni di questo tipo (la reazione di annichilazione più comune, quella elettrone-positrone, produce fotoni con una ben precisa lunghezza d’onda, dato che non si misurano segnali cosmici su questa lunghezza d’onda significa che queste reazioni non avvengono, in grande quantità, almeno da molto tempo, se sono mai avvenute).
In conclusione non si può dare una risposta definitiva alla domanda. Le proprietà finora note evidenziano una perfetta simmetria tra materia e antimateria e ciò indica che questi due tipi di materia dovrebbero essere presenti in uguali quantità nell’universo. D’altro canto finora non è mai emersa nessuna evidenza riguardo all’esistenza di un oggetto macroscopico costituito da antimateria. Ciò lascia aperta la possibilità che esista una qualche asimmetria, dovuta alle condizioni iniziali o intrinseca nelle leggi dell’universo, che non ci è ancora nota.