Fyysikot väittävät luovansa aineen, jolla on negatiivinen massa. Pimeä aine ja pimeä energia korvattiin negatiivisella massalla

Koti / Aistit

Hypoteettinen madonreikä aika-avaruudessa

Washingtonin yliopiston laboratoriossa luotiin olosuhteet Bose-Einstein-kondensaatin muodostumiselle, jonka tilavuus oli alle 0,001 mm³. Hiukkasia hidastettiin laserilla ja odotettiin kunnes energisin niistä poistui tilavuudesta, mikä jäähdytti materiaalia entisestään. Tässä vaiheessa ylikriittisellä nesteellä oli vielä positiivinen massa. Jos astian tiiviys rikkoutuisi, rubidiumatomit hajoaisivat eri suuntiin, koska keskeiset atomit työntäisivät uloimpia atomeja ulospäin ja ne kiihtyisivät voiman kohdistamisen suuntaan.

Negatiivisen tehollisen massan luomiseksi fyysikot käyttivät erilaista lasersarjaa, joka muutti joidenkin atomien spiniä. Kuten simulaatio ennustaa, joillakin suonen alueilla hiukkasten tulisi saada negatiivinen massa. Tämä näkyy selvästi aineen tiheyden voimakkaasta kasvusta ajan funktiona simulaatioissa (alakaaviossa).


Kuva 1. Bose-Einstein-kondensaatin anisotrooppinen laajeneminen erilaisilla koheesiokertoimilla. Kokeen todelliset tulokset on merkitty punaisella, ennusteen tulokset simulaatiossa - mustalla.

Alakaavio on suurennettu leikkaus kuvan 1 alimman rivin keskikehyksestä.

Alakaavio esittää yksiulotteisen simulaation kokonaistiheydestä ajan funktiona alueella, jossa dynaaminen epävakaus ilmeni ensimmäisen kerran. Katkoviivat erottavat kolme atomiryhmää, joiden nopeus on kvasihetkellä, jolloin tehollinen massa alkaa muuttua negatiiviseksi (yläviiva). Näytetään pienimmän negatiivisen tehollisen massan piste (keskellä) ja piste, jossa massa palaa positiivisiin arvoihin (alarivi). Punaiset pisteet osoittavat paikkoja, joissa paikallinen kvasimomentti sijaitsee negatiivisen efektiivisen massan alueella.

Aivan ensimmäinen käyririvi osoittaa, että fysikaalisen kokeen aikana aine käyttäytyi täsmälleen simulaation tulosten mukaisesti, mikä ennustaa negatiivisten efektiivisten hiukkasten ilmaantumista.

Bose-Einstein-kondensaatissa hiukkaset käyttäytyvät aaltojen tavoin eivätkä siksi etene siihen suuntaan, johon normaalien positiivisen tehollisen massan omaavien hiukkasten pitäisi levitä.

Oikeudenmukaisuuden vuoksi on todettava, että fyysikot ovat toistuvasti rekisteröineet kokeiden aikana tulokset, jolloin negatiivisen massaisen aineen ominaisuudet ilmenivät, mutta näitä kokeita voitiin tulkita eri tavoin. Nyt epävarmuus on suurelta osin poistunut.

Tieteellinen artikkeli julkaistu lehdessä 10.4.2017 Physical Review Letters(doi: 10.1103 / PhysRevLett.118.155301, saatavilla tilauksesta). Kopio artikkelista ennen sen lähettämistä lehteen julkaistiin 13. joulukuuta 2016 julkisesti osoitteessa arXiv.org (arXiv: 1612.04055).

Washingtonin yliopiston fyysikot ovat luoneet nesteen, jonka massa on negatiivinen. Työnnä sitä ja toisin kuin kaikki tuntemamme fyysiset esineet maailmassa, se ei kiihdy työntösuuntaan. Se kiihtyy vastakkaiseen suuntaan. Ilmiö syntyy harvoin laboratorioympäristössä, ja sitä voidaan käyttää joidenkin monimutkaisempien avaruuskäsitteiden tutkimiseen, sanoo Michael Forbes, apulaisprofessori, fyysikko ja tähtitieteilijä Washingtonin yliopistosta. Tutkimus julkaistiin Physical Review Lettersissa.

Hypoteettisesti aineella voi olla negatiivinen massa samassa mielessä kuin sähkövaraus voi olla joko negatiivinen tai positiivinen. Ihmiset ajattelevat sitä harvoin, ja arkimaailmamme osoittaa vain Isaac Newtonin toisen liikkeen lain myönteisiä puolia, jonka mukaan kehoon vaikuttava voima on yhtä suuri kuin kehon massan tulo tämän voiman aiheuttamalla kiihtyvyydellä tai F = ma.

Toisin sanoen, jos työnnät esinettä, se kiihtyy työntämisesi suuntaan. Massa kiihdyttää sitä voiman suuntaan.

"Olemme tottuneet tähän tilanteeseen", Forbes ennakoi yllätystä. "Negatiivinen massa, jos työnnät jotain, se kiihtyy sinua kohti."

Negatiivisen massan ehdot

Yhdessä kollegojensa kanssa hän loi olosuhteet negatiiviselle massalle, jäähdytti rubidiumatomit lähes absoluuttiseen nollaan ja loi siten Bose-Einstein-kondensaatin. Tässä Schatiendranath Bosen ja Albert Einsteinin ennustamassa tilassa hiukkaset liikkuvat hyvin hitaasti ja käyttäytyvät kvanttimekaniikan periaatteita noudattaen kuin aallot. Ne myös synkronoituvat ja liikkuvat yhdessä supernesteenä, joka virtaa energiaa menettämättä.

Washingtonin yliopiston fysiikan ja tähtitieteen professorin Peter Engelsin johdolla Webster Hallin kuudennen kerroksen tutkijat loivat tämän tilan hidastamalla hiukkasia laserilla, tehden niistä viileämpiä ja sallimalla kuumien, korkeaenergisten hiukkasten paeta. kuten höyry, jäähdyttää materiaalia edelleen.

Laserit vangisivat atomit ikään kuin ne olisivat alle sadan mikronin kokoisessa kulhossa. Tässä vaiheessa supernesteisellä rubidiumilla oli tavallinen massa. Kulhon murtuminen mahdollisti rubidiumin karkaamisen ja laajeni, kun keskellä oleva rubidium työnnettiin ulospäin.

Negatiivisen massan luomiseksi tutkijat käyttivät toista lasersarjaa, joka työnsi atomeja edestakaisin ja muutti niiden pyörimisnopeutta. Nyt kun rubidium loppuu tarpeeksi nopeasti, se käyttäytyy kuin sillä olisi negatiivinen massa. "Paina sitä ja se kiihtyy vastakkaiseen suuntaan", Forbes sanoo. "Ikään kuin rubidium hakkaisi näkymätöntä seinää vasten."

Suurten vikojen poisto

Washingtonin yliopiston tutkijoiden käyttämä menetelmä välttyi joistakin suurimmista puutteista, jotka löydettiin aikaisemmissa yrityksissä ymmärtää negatiivista massaa.

"Ensimmäinen asia, jonka tajusimme, oli, että hallitsimme tarkasti tämän negatiivisen massan luonnetta ilman muita komplikaatioita", Forbes sanoo. Heidän tutkimuksensa selittää jo negatiivisesta massaperspektiivistä samanlaisen käyttäytymisen muissa järjestelmissä. Lisääntynyt kontrolli antaa tutkijoille uuden työkalun kokeiden suunnitteluun, joilla tutkitaan samanlaista astrofysiikassa fysiikkaa, kuten neutronitähtiä, ja kosmologisia ilmiöitä, kuten mustia aukkoja ja pimeää energiaa, joissa kokeet ovat yksinkertaisesti mahdottomia.

Yhdysvaltalaiset tutkijat väittävät luoneensa aineen, jolla on negatiivinen massa laboratoriossa. Tämä aine on neste, jolla on hyvin epätavallisia ominaisuuksia. Jos esimerkiksi työnnät tätä nestettä, se saa negatiivisen kiihtyvyyden, toisin sanoen taaksepäin, ei eteenpäin. Tämä omituisuus voi kertoa tutkijoille paljon siitä, mitä tapahtuu yhtä outojen esineiden, kuten mustien aukkojen ja neutronitähtien, sisällä.
Voiko jollain kuitenkin olla negatiivinen massa? Onko se mahdollista?

Teoriassa aineella voi olla negatiivinen massa samalla tavalla kuin sähkövarauksella voi olla negatiivinen tai positiivinen arvo.

Se toimii paperilla, mutta tieteen maailmassa käydään kiivasta keskustelua siitä, rikkooko jo pelkkä oletus jonkin negatiivisen massan olemassaolosta fysiikan peruslakeja. Meille tavallisille ihmisille tämä käsite näyttää liian vaikealta ymmärtää.

Mekaanisen liikkeen differentiaalilaki tai yksinkertaisemmin Newtonin toinen laki ilmaistaan ​​kaavalla A = F / M. Eli kappaleen kiihtyvyys on yhtä suuri kuin siihen kohdistetun voiman suhde kehon massaan. Jos asetat massalle negatiivisen arvon, keho saa aivan loogisesti negatiivisen kiihtyvyyden. Kuvittele vain, että osut palloon ja se vierii jalallasi.

Sen, mikä näyttää meille vieraalta, ei kuitenkaan tarvitse olla mahdotonta, ja yllä olevat teoreettiset harjoitukset osoittavat mahdollisimman hyvin, että negatiivinen massa voi olla olemassa universumissamme rikkomatta yleistä suhteellisuusteoriaa.

Halu ymmärtää kaikki tämä johti tutkijoiden aktiivisiin yrityksiin luoda negatiivinen massa laboratoriossa, kuten näemme, jopa jollain menestyksellä.

Washingtonin yliopiston tutkijat sanoivat pystyneensä saamaan nestettä, joka käyttäytyy täsmälleen kuten negatiivisen massan omaavan kehon pitäisi käyttäytyä. Ja heidän löytöään voidaan vihdoin käyttää tutkimaan joitain outoja ilmiöitä maailmankaikkeuden syvyyksissä.

Tämän oudon nesteen luomiseksi tutkijat käyttivät lasereita jäähdyttämään rubidiumatomit lähes absoluuttiseen nollaan, jolloin syntyi niin kutsuttu Bose-Einstein-kondensaatti.

Tässä tilassa hiukkaset liikkuvat uskomattoman hitaasti ja epätavallisesti noudattaen kvanttimekaniikan outoja periaatteita klassisen fysiikan sijaan, eli ne alkavat käyttäytyä aaltoina.

Hiukkaset myös synkronoituvat ja liikkuvat yhdessä muodostaen supernesteisen aineen, joka voi liikkua ilman kitkaenergian menetystä.
Tutkijat ovat käyttäneet lasereita luomaan supernestettä matalissa lämpötiloissa ja sijoittamaan sen kulhon muotoiseen kenttään, jonka halkaisija on alle 100 mikronia.

Niin kauan kuin superaine pysyi tässä tilassa, sillä oli tavallinen massa ja se oli melko yhdenmukainen Bose-Einstein-kondensaatin käsitteen kanssa. Kunnes hänet pakotettiin muuttamaan.

Toisen lasersarjan avulla tutkijat pakottivat atomit liikkumaan edestakaisin, minkä seurauksena niiden pyöriminen muuttui ja "kulhon" esteen läpi murtautunut rubidium roiskui nopeasti ulos. Kuitenkin, ikään kuin sillä olisi negatiivinen massa. Tutkijoiden mukaan syntyi vaikutelma, että neste törmäsi näkymättömään esteeseen ja työntyi pois siitä.

Siten tutkijat vahvistivat oletukset negatiivisen massan olemassaolosta, mutta tämä on vasta polun alku. Nähtäväksi jää, että nesteen laboratoriokäyttäytyminen on toistettavaa ja riittävän luotettavaa joidenkin negatiivisten massaoletusten testaamiseksi. Joten älä ole tyytyväinen etukäteen, muiden joukkueiden on toistettava tulokset itse.

Yksi asia on varma, fysiikasta on tulossa mielenkiintoisempaa ja sitä kannattaa kiinnostaa.

  1. Miksi aika virtaa vain eteenpäin. Fyysikot selittävät, että "aika estää kaikkea tapahtumasta kerralla", kirjoitti Ray Cummings vuonna 1922 tieteiskirjallisuudessaan...
  2. Madonreiät, madonreiät ja aikamatka Madonreikä on teoreettinen kulku avaruuden ja ajan halki, joka voi merkittävästi lyhentää pitkän matkan matkaa koko universumissa luomalla lyhyimpiä polkuja...

On suositeltavaa katsoa 1280 X 800 resoluutiolla


"Technology for Youth", 1990, nro 10, s. 16-18.

Skannannut Igor Stepikin

Tribune rohkeille hypoteeseille

Ponkrat BORISOV, insinööri
Negatiivinen massa: vapaa lento äärettömään

  • Tästä aiheesta on ilmestynyt artikkeleita ulkomaisissa ja Neuvostoliiton fysiikan aikakauslehdissä yli 30 vuoden ajan. Mutta kummallista kyllä, ne eivät silti näytä kiinnittäneen popularisoijien huomiota. Mutta negatiivisen massan ongelma, ja jopa tiukasti tieteellisessä muotoilussa, on erinomainen lahja sekä modernin fysiikan paradoksien ystäville että tieteiskirjailijoille. Mutta se on erikoiskirjallisuuden ominaisuus: sensaatio voi pysyä piilossa vuosikymmeniä ...
  • Puhumme siis hypoteettisesta aineen muodosta, jonka massa on tavanomaisen merkin vastakkainen. Heti herää kysymys: mitä tämä oikeastaan ​​tarkoittaa? Ja se käy heti selväksi: negatiivisen massan käsitettä ei ole niin helppoa määritellä oikein.
  • Epäilemättä sillä täytyy olla painovoiman hylkimisominaisuus. Mutta käy ilmi, että tämä ei yksin riitä. Modernissa fysiikassa erotetaan tiukasti neljä massatyyppiä:
  • gravitaatioaktiivinen - sellainen, joka houkuttelee (jos se on tietysti positiivinen);
  • gravitaatiopassiivinen - sellainen, joka vetää puoleensa;
  • inertti, joka saa tietyn kiihtyvyyden kohdistetun voiman vaikutuksesta (a = F / m);
  • lopuksi Einsteinin lepomassa, joka määrittää kehon kokonaisenergian (E = mC 2).
  • Yleisesti hyväksyttyjen teorioiden puitteissa ne ovat kaikki samankokoisia. Mutta on välttämätöntä erottaa ne toisistaan, ja tämä tulee selväksi juuri silloin, kun yritetään määrittää negatiivinen massa. Tosiasia on, että se on täysin päinvastainen kuin tavallinen vain, jos kaikki neljä sen tyyppiä muuttuvat negatiivisiksi.
  • Tämän lähestymistavan perusteella englantilainen fyysikko H. Bondi määritti aivan ensimmäisessä tätä aihetta käsittelevässä artikkelissa vuonna 1957 "miinusmassan" perusominaisuudet tarkkojen todisteiden avulla.
  • Ei ehkä ole edes kovin vaikeaa toistaa niitä tässä, koska ne perustuvat vain newtonilaiseen mekaniikkaan. Mutta tämä sotkee ​​tarinamme, ja sitten on monia fyysisiä ja matemaattisia "hienoisuuksia". Siksi mennään suoraan tuloksiin, varsinkin kun ne ovat melko ilmeisiä.
  • Ensinnäkin "miinus-aineen" tulisi hylätä painovoimaisesti kaikki muut kappaleet, toisin sanoen ei vain negatiivisella, vaan myös positiivisella massalla (kun taas tavallinen aine päinvastoin vetää aina puoleensa molempien tyyppien ainetta). Lisäksi minkä tahansa voiman vaikutuksesta hitausvoimaan asti sen on liikuttava tämän voiman vektorin vastakkaiseen suuntaan. Ja lopuksi, sen Einstein-energian kokonaismäärän on myös oltava negatiivista.
  • Siksi on muuten korostettava, että hämmästyttävä aineemme ei ole antimateriaa, jonka massaa pidetään edelleen positiivisena. Esimerkiksi nykyaikaisten käsitteiden mukaan antimateriaaleista valmistettu "Anti-Earth" pyörisi Auringon ympäri täsmälleen samalla kiertoradalla kuin kotiplaneettamme.
  • Kaikki tämä on ehkä melkein itsestään selvää. Mutta sitten alkaa uskomaton.
  • Otetaanpa sama painovoima. Jos kaksi tavallista kappaletta vetäytyvät ja tulevat lähemmäksi ja kaksi antimassaa hylkivät ja hajoavat, niin mitä tapahtuu vastakkaisten merkkien massojen gravitaatiovuorovaikutuksella?
  • Olkoon tämä yksinkertaisin tapaus: kappale (esimerkiksi pallo) aineesta, jonka massa on negatiivinen -M on objektin takana (kutsutaanko sitä "raketiksi" - nyt selvitetään miksi), jonka massa on yhtä suuri + M. On selvää, että pallon painovoimakenttä hylkii rakettia, kun taas se vetää pallon itseensä. Mutta tästä seuraa (tämä on jälleen tiukasti todistettu), että koko järjestelmä liikkuu kahden massan keskipisteitä yhdistävää suoraa linjaa pitkin jatkuvalla kiihtyvyydellä, joka on verrannollinen niiden välisen gravitaatiovuorovaikutuksen vahvuuteen!
  • Tietenkin ensi silmäyksellä tämä kuva spontaanista, syyttömästä liikkeestä "todistaa" vain yhden asian: antimassaa, jolla on ne ominaisuudet, jotka annoimme sille määritelmässä alusta alkaen, ei yksinkertaisesti voi olla olemassa. Loppujen lopuksi saimme, näyttää siltä, ​​​​koko joukon kaikkein muuttumattomimpien lakien rikkomuksia.
  • No eikö tässä ole aivan avoimesti poljettu esimerkiksi liikemäärän säilymisen lakia? Ilman syytä molemmat ruumiit ryntäävät yhteen suuntaan, kun taas mikään ei liiku vastakkaiseen suuntaan. Mutta muista, että yksi massoista on negatiivinen! Mutta tämä tarkoittaa, että sen impulssilla on nopeudesta riippumatta miinusmerkki: (-M) V, ja sitten kahden kappaleen järjestelmän kokonaisimpulssi pysyy edelleen nollana!
  • Sama koskee järjestelmän kokonaiskineettistä energiaa. Niin kauan kuin ruumiit ovat levossa, se on nolla. Mutta riippumatta siitä, kuinka nopeasti ne liikkuvat, mikään ei muutu: pallon negatiivinen massa, täysin kaavan (-M) V 2/2 mukaisesti, kerää negatiivisen kineettisen energian, joka kompensoi tarkasti raketin positiivisen energian kasvun. .
  • Jos tämä kaikki vaikuttaa absurdilta, niin ehkä "lyömme kiilan irti" - yritetään vahvistaa yksi absurdi toisella? Kuudennelta luokalta lähtien tiedämme, että yhtäläisten pistemassojen keskipiste (tietenkin positiivinen) on niiden keskellä. Joten - mitä pidät seuraavasta johtopäätöksestä? ERI MERKEJÄ olevien yhtäläisten pistemassojen keskipiste sijaitsee, vaikkakin niiden läpi kulkevalla suoralla, mutta ei sisällä, vaan niitä yhdistävän janan ULKOPUOLELLA, pisteessä ± Ґ ?!
  • Onko se helpompaa?
  • Muuten, tämä johtopäätös on jo melko alkeellinen, ja jokainen voi halutessaan toistaa sen hallussaan fysiikan saman kuudennen luokan tasolla.
  • Jokainen, joka ei usko sanaan ja haluaa olla vakuuttunut kaikkien laskelmien oikeellisuudesta, voi viitata yhteen viimeisimmistä tätä aihetta koskevista julkaisuista - amerikkalaisen fyysikon R. Forwardin artikkeliin "Rakettimoottori negatiivisen massan aineesta ", julkaistu käännetyssä lehdessä "Aerospace Engineering" nro 4 vuodelta 1990.
  • Mutta ehkä hienostunut lukija luulee ymmärtäneensä ilman mitään laskelmia, mistä "lemmus" on luisunut hänelle? Todellakin: kaikissa näissä eleganteissa väittelyissä kysymys on hiljentynyt: mistä niin upea massa tuli? Loppujen lopuksi, riippumatta sen alkuperästä, energiaa on käytettävä sen "uuttoon", "tuotantoon" tai esimerkiksi toimittamiseen toimintapaikalle, mikä tarkoittaa ...
  • Voi, hienostunut lukija! Energiaa tietysti tarvitaan, mutta taas negatiivista. Mitään ei ole tehtävissä: Einsteinin kaavassa kappaleen kokonaisenergialle E = Mc 2, merkittävällä massallamme on sama miinusmerkki. Tämä tarkoittaa, että sellaisen kappaleparin "tuottaminen", jolla on YHTÄÄN massat ERI merkkejä, vaatii NOLLAA kokonaisenergiaa. Sama koskee toimitusta ja kaikkea muuta käsittelyä.
  • Ei - riippumatta siitä, kuinka paradoksaalisia kaikki nämä tulokset ovat, tiukat johtopäätökset väittävät, että antimassan läsnäolo ei ole ristiriidassa paitsi newtonilaisen mekaniian, myös yleisen suhteellisuusteorian kanssa. Sen olemassaololle ei ollut mahdollista löytää loogisia kieltoja.
  • Mitä sitten - jos teoria "sallii", niin ajattele esimerkiksi - mitä voi tapahtua, kun kaksi identtistä ainehiukkasta, joilla on plus- ja miinusmassat, joutuvat fyysiseen kosketukseen? "Tavallisen" antiaineen kanssa kaikki on selvää: tuhoutuminen tapahtuu, kun molempien kappaleiden kokonaisenergia vapautuu. Mutta jos toinen kahdesta yhtä suuresta massasta on negatiivinen, niiden kokonaisenergia, kuten juuri ymmärsimme, on nolla. Mutta MITÄ heille tapahtuu todellisuudessa, on jo kysymys, joka ylittää teorian rajat.
  • Tällaisen tapahtuman tulos voidaan oppia vain empiirisesti. Sitä ei voi "laskea" - meillä ei loppujen lopuksi ole aavistustakaan negatiivisen massan "vaikutusmekanismista", sen "sisäisestä rakenteesta" (kuten muuten emme tiedä tätä tavallisesta massasta). Teoreettisesti yksi asia on selvä: joka tapauksessa järjestelmän kokonaisenergia pysyy nollaan. Meillä on oikeus esittää vain HYPOTEESI, kuten sama Forward tekee. Hänen mukaansa fyysinen vuorovaikutus täällä ei johda tuhoutumiseen, vaan ns. "tyhtymiseen", eli "hiljaiseen" hiukkasten keskinäiseen tuhoutumiseen, niiden katoamiseen ilman energian vapautumista.
  • Mutta toistamme, vain koe voi vahvistaa tai kumota tämän hypoteesin.
  • Samoista syistä emme tiedä mitään negatiivisen massan "tekemisestä" (jos se on mahdollista). Teoria vain väittää, että kaksi yhtä suurta vastamerkkistä massaa voi periaatteessa syntyä ilman energiakustannuksia. Ja heti kun tällainen kehopari ilmestyy, se lentää, kaikki kiihtyen, suorassa linjassa äärettömyyteen ...
  • R. Forward on artikkelissaan jo "suunnitellut" negatiivisen massan moottorin, joka voi toimittaa meidät mihin tahansa pisteeseen universumissa millä tahansa määrittämämme kiihtyvyydellä. Osoittautuu, että tämä vaatii vain ... parin hyviä jousia (kaikki "miinusmassan" vuorovaikutukset tavanomaisen kanssa kimmovoimien avulla lasketaan tietysti myös yksityiskohtaisesti).
  • Laitetaan siis raketin massan kokoinen ihana massamme keskelle sen "moottoritilaa". Jos sinun täytyy lentää eteenpäin, venytetään jousi takaseinästä ja kiinnitetään sen negatiivinen massarunko. Välittömästi "vääristyneiden" inertiaominaisuuksiensa ansiosta se ei ryntää sinne, missä sitä vedetään, vaan päinvastaiseen suuntaan, vetämällä rakettia mukanaan jousen jännitysvoimaan verrannollisella kiihtyvyydellä.
  • Kiihtyvyyden pysäyttämiseksi riittää jousen irrottaminen. Ja hidastaaksesi ja pysäyttääksesi aluksen, sinun on käytettävä toista jousta, joka on kiinnitetty moottoritilan etuseinään.
  • Ja silti "ilmainen moottori" on osittain kumottu! Totta, se tulee täysin odottamattomalta puolelta. Mutta siitä lisää lopussa.
  • Sillä välin etsitään paikkoja, joissa voisi sijaita suuria määriä negatiivista massaa. Tällaisia ​​paikkoja ehdottavat jättimäiset tyhjiöt, jotka on löydetty laajamittaisista kolmiulotteisista kartoista galaksien jakautumisesta universumissa - mielenkiintoisimpia ilmiöitä sinänsä. Kuten kuvasta näkyy. 2, näiden onteloiden mitat, joita kutsutaan myös yksinkertaisesti "kupliksi", ovat noin 100 miljoonaa valovuotta (kun taas galaksimme mitat ovat noin 0,06 miljoonaa valovuotta). Siten maailmankaikkeudella on suurimmassa mittakaavassa "vaahtomainen" rakenne.
  • Kuplien rajat leimaavat selkeästi suuren määrän galaksijoukkoja. Niitä ei käytännössä ole kuplien sisällä, mutta jos niitä esiintyy siellä, ne ovat hyvin epätavallisia esineitä. Niille on ominaista suuritehoiset suurtaajuiset säteilyspektrit. Kuplien uskotaan nyt sisältävän "epäonnistuneita" galakseja tai tavallisen vedyn kaasupilviä.
  • Mutta onko mahdollista olettaa, että universumin "vaahtomainen" rakenne on seurausta sen muodostumisesta samasta määrästä negatiivisen ja positiivisen massan omaavia hiukkasia? Muuten, tämä selitys johtaa luonnollisesti erittäin houkuttelevaan seuraukseen: maailmankaikkeuden kokonaismassa on aina ollut ja on edelleen nolla. Silloin kuplat ovat luonnollisia paikkoja miinusmassalle, jonka hiukkaset pyrkivät leviämään mahdollisimman kauas toisistaan. Ja positiivinen massa työnnetään kuplien pinnalle, missä se muodostaa galakseja ja tähtiä gravitaatiovoimien vaikutuksesta. Tässä voit muistaa A. A. Baranovin artikkelin, joka ilmestyi vuonna 1971 Izvestija Vuzov -lehden numerossa 11. Fysiikka". Se tarkastelee maailmankaikkeuden kosmologista mallia, jossa hiukkasilla on molempien merkkien massoja. Tämän mallin avulla kirjoittaja selittää kosmologisen vakion ja Hubblen punasiirtymän kokeelliset arviot sekä joitain vuorovaikutuksessa olevissa galakseissa havaittuja poikkeavia ilmiöitä.
  • Toinen mahdollinen merkki suurista määristä negatiivista massaa on erittäin nopeiden "virtojen" läsnäolo universumin laajamittaisissa rakenteissa. Siten galaksimme sisältävä superklusteri "virtaa" 600 km/s nopeudella suhteessa CMB:n lepotaustaan. Tämä nopeus ei sovi galaksien muodostumisen teorioihin kylmästä pimeästä aineesta. R. Forward ehdottaa, että tätä ilmiötä yritetään selittää ottamalla huomioon superklusterien kollektiivinen hylkiminen negatiivista massaa sisältävistä kupista.
  • Joten negatiivinen aine voi vain hajota. Mutta tämä osoittaa, että se on monien keskusteltujen päätelmien osittainen kumoaminen. Loppujen lopuksi aineen hiukkasten gravitaatiohylkimisominaisuus, niiden luonteesta riippumatta, johtaa väistämättä siihen, että nämä hiukkaset eivät voi tulla yhteen gravitaatiovoimien vaikutuksesta. Lisäksi, koska negatiivisen massan omaava hiukkanen minkä tahansa voiman vaikutuksesta liikkuu tämän voiman vektorin vastakkaiseen suuntaan, tavalliset atomien väliset vuorovaikutukset eivät voi sitoa tällaisia ​​hiukkasia "normaaleiksi" kappaleiksi.
  • Mutta toivomme, että lukija sai silti iloa kaikesta tästä pohdinnasta ...

    • Washingtonin yliopiston (USA) tutkijat ovat saavuttaneet rubidiumatomeista negatiivisen tehomassan omaavan aineen käyttäytymisen. Tämä tarkoittaa, että nämä atomit eivät ulkopuolisen vaikutuksen alaisena lentäneet kohti tämän vaikutuksen vektoria. Kokeen olosuhteissa he käyttäytyivät kuin törmäsivät näkymättömään seinään joka kerta, kun he lähestyivät hyvin pienellä tilavuudella olevan alueen rajoja. Vastaava julkaistu v Physical Review Letters. Media tulkitsi kokemuksen väärin "negatiivisen massan omaavan aineen luomiseksi" (teoriassa se mahdollistaa madonreikien luomisen pitkän matkan avaruusmatkoille). Itse asiassa negatiivisen massan omaavan aineen saaminen, jos mahdollista, on kaukana nykyaikaisen tieteen ja teknologian ulottuvilta.

    Rubidiumatomit pakotettiin liikkumaan niihin kohdistuvan voiman vektorin vastakkaiseen suuntaan. Media käsitti tämän väärin "negatiivisen massan" luovana aineena.

    Teoksen tekijät hidastivat rubidiumatomeja laserilla (hiukkasen nopeuden lasku tarkoittaa sen jäähtymistä). Jäähdytyksen toisessa vaiheessa energisimpien atomien annettiin poistua jäähdytetystä tilavuudesta. Tämä jäähdytti häntä entisestään, kuten kylmäaineatomien haihtuminen jäähdyttää kotitalouksien jääkaapin sisältöä. Kolmannessa vaiheessa käytettiin toista lasersarjaa, jonka pulssit muuttivat osan atomeista spiniä (yksinkertaistettuna pyörimissuuntaa oman akselinsa ympäri).

    Koska jotkut jäähdytetyn tilavuuden atomit pyörivät edelleen normaalisti, kun taas toiset saivat päinvastoin, niiden vuorovaikutus toistensa kanssa sai epätavallisen luonteen. Normaalissa käyttäytymisessä rubidiumatomit lentävät törmäyksessä eri suuntiin. Keskiatomit työntäisivät ulompia ulospäin kiihdyttäen niitä voiman (ensimmäisen atomin liikevektorin) suuntaan. Spinien epäjohdonmukaisuuden vuoksi käytännössä pieneen kelvinin murto-osaan jäähtyneet rubidiumatomit eivät sironneet törmäysten jälkeen, vaan ne jäivät alkuperäiseen tilavuuteen, joka vastaa noin tuhannesosaa kuutiomillimetriä. Ulkopuolelta näytti siltä, ​​että he törmäsivät näkymättömään seinään.

    Hyvin kaukainen analogia atomiryhmälle, jolla on eri pyöritykset, on kahden tai useamman jalkapallopallon törmäys, jotka aiemmin kiertyivät sivutörmäyksessä pyörimään akselinsa ympäri eri suuntiin. On selvää, että niiden liikesuunnat ja nopeudet törmäyksen jälkeen poikkeavat merkittävästi samoista tuloksista tavallisilla palloilla. Mutta tämä ei tarkoita, että pallot olisivat muuttaneet fyysistä massaansa. Vain heidän vuorovaikutuksensa luonne on muuttunut. Myöskään kokeessa atomien massa ei muuttunut negatiiviseksi. Painovoimakentässä ne silti laskeutuisivat. Ainoa asia, joka on todella muuttunut, on se, missä ne liikkuivat törmäysten jälkeen muiden samantyyppisten atomien kanssa, mutta "pyörivät" akselinsa ympäri toiseen suuntaan.

    Tapa, jolla rubidiumatomit käyttäytyivät kokeessa, vastaa negatiivisen efektiivisen massan määritelmää fysiikassa. Sitä käytetään esimerkiksi kuvattaessa elektronin käyttäytymistä kidehilassa. Hänelle muodollinen massa riippuu liikkeen suunnasta suhteessa kiteen akseleihin. Liikkuessaan yhteen suuntaan se näyttää yhden dispersion (dispersion), toisessa - toisen. Heille otettiin käyttöön tehollisen massan käsite, koska muuten niiden sirontaa kaavoilla kuvattaessa massa alkaisi riippua energiasta, mikä ei ole kovin kätevää laskelmien kannalta. Esimerkki negatiivisesta tehollisesta massasta on puolijohteiden reikien käyttäytyminen, jonka kanssa jokainen modernin elektroniikan käyttäjä on tekemisissä.

    Suurin osa tiedotusvälineistä, mukaan lukien venäläiset, tulkitsi kokeen negatiivisen massan omaavan aineen luomiseksi. Teoriassa ominaisuuksiltaan samanlaisia ​​materiaaleja voidaan käyttää pitämään madonreiät toimintakunnossa, mikä mahdollistaa pitkän matkan avaruudessa ja ajassa lähes nollan ajan. Käytännön mahdollisuutta luoda tällainen aine, samoin kuin itse madonreiät, ei ole vielä todistettu. Vaikka se olisi mahdollista, sen saaminen ihmiskunnan nykyaikaisilla teknisillä kyvyillä on epärealistista.

    Toimittajan valinta

    © 2021 skudelnica.ru - Rakkaus, pettäminen, psykologia, avioero, tunteet, riidat