ऋणात्मक द्रव्यमान के गुणों वाला एक पदार्थ बनाया गया है। वैज्ञानिकों ने एक नकारात्मक प्रभावी द्रव्यमान वाले पदार्थ का प्रदर्शन किया है

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"तकनीक-युवा", 1990, नंबर 10, पी। 16-18.

इगोर स्टेपिकिन द्वारा स्कैन किया गया

साहसिक परिकल्पनाओं का ट्रिब्यून

पोंकरत बोरिसोव, इंजीनियर
नेगेटिव मास: फ्री फ्लाइट टू इन्फिनिटी

इस विषय पर लेख 30 से अधिक वर्षों से समय-समय पर विदेशी और सोवियत भौतिकी पत्रिकाओं में दिखाई दे रहे हैं। लेकिन अजीब तरह से, ऐसा लगता है कि उन्होंने अभी भी लोकप्रिय लोगों का ध्यान आकर्षित नहीं किया है। लेकिन नकारात्मक द्रव्यमान की समस्या, और यहां तक कि एक सख्त वैज्ञानिक सेटिंग में, आधुनिक भौतिकी और विज्ञान कथा लेखकों के विरोधाभासों के प्रेमियों दोनों के लिए एक उत्कृष्ट उपहार है। लेकिन ऐसी है विशेष साहित्य की संपत्ति: इसमें एक सनसनी दशकों तक छिपी रह सकती है ...

तो, हम पदार्थ के एक काल्पनिक रूप के बारे में बात कर रहे हैं, जिसका द्रव्यमान सामान्य से विपरीत है। सवाल तुरंत उठता है: इसका वास्तव में क्या मतलब है? और यह तुरंत स्पष्ट हो जाता है: नकारात्मक द्रव्यमान की अवधारणा को सही ढंग से परिभाषित करना इतना आसान नहीं है।

निस्संदेह, इसमें गुरुत्वाकर्षण प्रतिकर्षण का गुण होना चाहिए। लेकिन यह पता चला है कि यह अकेले पर्याप्त नहीं है। आधुनिक भौतिकी में, चार प्रकार के द्रव्यमान को कड़ाई से प्रतिष्ठित किया जाता है:

गुरुत्वाकर्षण सक्रिय - वह जो आकर्षित करता है (यदि यह सकारात्मक है, तो निश्चित रूप से);

गुरुत्वाकर्षण निष्क्रिय - वह जो आकर्षित होता है;

अक्रिय, जो एक लागू बल (ए \u003d एफ / एम) की कार्रवाई के तहत एक निश्चित त्वरण प्राप्त करता है;

अंत में, आइंस्टीन का बाकी द्रव्यमान, जो शरीर की कुल ऊर्जा (E = mC 2) सेट करता है।

आम तौर पर स्वीकृत सिद्धांतों के ढांचे में, वे सभी परिमाण में समान हैं। लेकिन उनके बीच अंतर करना आवश्यक है, और यह नकारात्मक द्रव्यमान को निर्धारित करने की कोशिश करने पर ही स्पष्ट हो जाता है। तथ्य यह है कि यह सामान्य के बिल्कुल विपरीत होगा, यदि इसके चारों प्रकार नकारात्मक हो जाते हैं।

इस दृष्टिकोण के आधार पर, 1957 में वापस प्रकाशित इस विषय पर पहले लेख में, अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी एक्स। बॉन्डी ने कठोर प्रमाणों द्वारा "माइनस मास" के मूल गुणों को निर्धारित किया।

हो सकता है कि उन्हें यहां दोहराना बहुत मुश्किल भी न हो, क्योंकि वे केवल न्यूटनियन यांत्रिकी पर आधारित हैं। लेकिन यह हमारी कहानी को अस्त-व्यस्त कर देगा, और फिर बहुत सारी भौतिक और गणितीय "सूक्ष्मताएँ" हैं। इसलिए, आइए सीधे परिणामों पर चलते हैं, खासकर जब से वे काफी स्पष्ट हैं।

सबसे पहले, "माइनस मैटर" को किसी भी अन्य पिंडों को गुरुत्वाकर्षण रूप से पीछे हटाना चाहिए, अर्थात न केवल नकारात्मक के साथ, बल्कि सकारात्मक द्रव्यमान के साथ (जबकि सामान्य पदार्थ, इसके विपरीत, हमेशा दोनों प्रकार के पदार्थ को आकर्षित करता है)। इसके अलावा, किसी भी बल की कार्रवाई के तहत, जड़ता के बल तक, उसे इस बल के वेक्टर के विपरीत दिशा में जाना चाहिए। और अंत में, इसकी कुल आइंस्टीन ऊर्जा भी नकारात्मक होनी चाहिए।

इसलिए, वैसे, इस बात पर जोर दिया जाना चाहिए कि हमारा अद्भुत पदार्थ एंटीमैटर नहीं है, जिसका द्रव्यमान अभी भी सकारात्मक माना जाता है। उदाहरण के लिए, आधुनिक अवधारणाओं के अनुसार, एंटीमैटर से "एंटी-अर्थ" सूर्य के चारों ओर ठीक उसी कक्षा में परिक्रमा करेगा, जिस कक्षा में हमारा गृह ग्रह है।

यह सब लगभग स्पष्ट है। लेकिन फिर अविश्वसनीय शुरू होता है।

चलो वही गुरुत्वाकर्षण लेते हैं। यदि दो सामान्य पिंड आकर्षित होते हैं और पास आते हैं, और दो एंटीमास पीछे हटते हैं और बिखरते हैं, तो विभिन्न संकेतों के द्रव्यमानों की गुरुत्वाकर्षण बातचीत में क्या होगा?

इसे सबसे सरल मामला होने दें: एक नकारात्मक द्रव्यमान वाले पदार्थ से बना एक पिंड (मान लें कि एक गेंद) -M एक वस्तु के पीछे है (चलिए इसे "रॉकेट" कहते हैं - अब हम इसका पता लगाएंगे) एक समान सकारात्मक द्रव्यमान के साथ + एम। यह स्पष्ट है कि गेंद का गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र रॉकेट को पीछे हटाता है, जबकि यह स्वयं गेंद को आकर्षित करता है। लेकिन यह यहाँ से इस प्रकार है (यह फिर से कड़ाई से साबित हुआ है) कि पूरी प्रणाली दो द्रव्यमानों के केंद्रों को जोड़ने वाली एक सीधी रेखा के साथ आगे बढ़ेगी, उनके बीच गुरुत्वाकर्षण संपर्क की ताकत के समानुपाती निरंतर त्वरण के साथ!

बेशक, पहली नज़र में, सहज, अकारण गति की यह तस्वीर केवल एक ही बात "साबित" करती है: उन गुणों के साथ एंटीमास जिन्हें हमने शुरू से ही परिभाषा में इसके लिए जिम्मेदार ठहराया था, बस मौजूद नहीं हो सकता। आखिरकार, हमें ऐसा प्रतीत होता है, सबसे अपरिवर्तनीय कानूनों के उल्लंघन का एक पूरा समूह प्राप्त हुआ है।

ठीक है, क्या संवेग के संरक्षण के नियम का, उदाहरण के लिए, यहाँ खुलेआम उल्लंघन नहीं किया जा रहा है? दोनों शरीर, बिना किसी कारण के, एक ही दिशा में भागते हैं, जबकि विपरीत दिशा में कुछ भी नहीं चलता है। लेकिन याद रखें कि जनता में से एक नकारात्मक है! लेकिन इसका मतलब है कि इसकी गति, गति की परवाह किए बिना, एक ऋण चिह्न है: (-M)V, और फिर दो-शरीर प्रणाली की कुल गति अभी भी शून्य बनी हुई है!

सिस्टम की कुल गतिज ऊर्जा के लिए भी यही सच है। जबकि शरीर आराम कर रहे हैं, यह शून्य के बराबर है। लेकिन कोई फर्क नहीं पड़ता कि वे कितनी तेजी से आगे बढ़ते हैं, कुछ भी नहीं बदलता है: गेंद का नकारात्मक द्रव्यमान, सूत्र (-M)V 2 / 2 के अनुसार पूर्ण रूप से, नकारात्मक गतिज ऊर्जा जमा करता है, जो सकारात्मक ऊर्जा में वृद्धि की भरपाई करता है। रॉकेट।

यदि यह सब बेतुका लगता है, तो शायद हम "एक कील के साथ एक कील को बाहर निकालेंगे" - आइए एक के साथ एक बेतुकेपन की पुष्टि करने का प्रयास करें? छठी कक्षा के बाद से, हम जानते हैं कि समान बिंदु द्रव्यमान (सकारात्मक, निश्चित रूप से) का केंद्र उनके बीच में है। तो - आप निम्न आउटपुट को कैसे पसंद करेंगे? DIFFERENT SIGN के समान बिंदु द्रव्यमान का केंद्र स्थित है, हालांकि उनसे गुजरने वाली एक सीधी रेखा पर, लेकिन अंदर नहीं, बल्कि उन्हें जोड़ने वाले खंड के बाहर, बिंदु ±Ґ पर स्थित है!

अच्छा, क्या यह आसान है?

वैसे, यह निष्कर्ष पहले से ही काफी प्राथमिक है, और हर कोई इसे दोहरा सकता है यदि वे चाहते हैं, उसी छठी कक्षा के स्तर पर भौतिकी के मालिक हैं।

कोई भी जो एक शब्द में विश्वास नहीं करता है और यह सुनिश्चित करना चाहता है कि सभी गणना सही हैं, इस विषय पर नवीनतम प्रकाशनों में से एक का उल्लेख कर सकते हैं - अमेरिकी भौतिक विज्ञानी आर। फॉरवर्ड "रॉकेट इंजन ऑन नेगेटिव मास मैटर" का लेख, में प्रकाशित 1990 के लिए अनुवादित पत्रिका "एयरोस्पेस टेक्नोलॉजी" नंबर 4।

लेकिन, शायद, परिष्कृत पाठक सोचता है कि बिना किसी गणना के भी वह समझ गया था कि "लिंडेन" उसके पास कहाँ फिसल गया था? वास्तव में, इन सभी सुरुचिपूर्ण तर्कों में, प्रश्न को दबा दिया जाता है: इतना अद्भुत द्रव्यमान कहाँ से आया? आखिरकार, इसकी उत्पत्ति जो भी हो, यह ऊर्जा को "निकालने", "निर्माण" या कहें, इसे क्रिया के दृश्य तक पहुंचाएगा, जिसका अर्थ है ...

काश, परिष्कृत पाठक! बेशक, ऊर्जा की आवश्यकता होगी, लेकिन फिर से नकारात्मक। कुछ नहीं किया जा सकता: शरीर की कुल ऊर्जा E = Ms 2 के लिए आइंस्टीन के सूत्र में, हमारे अद्भुत द्रव्यमान का एक ही ऋण चिह्न है। इसका मतलब यह है कि अलग-अलग संकेतों के समान द्रव्यमान वाले निकायों की एक जोड़ी के "उत्पादन" के लिए शून्य कुल ऊर्जा की आवश्यकता होगी। वही डिलीवरी और किसी भी अन्य जोड़तोड़ पर लागू होता है।

नहीं - ये सभी परिणाम कितने भी विरोधाभासी क्यों न हों, कठोर निष्कर्ष बताते हैं कि एंटीमास की उपस्थिति न केवल न्यूटनियन यांत्रिकी, बल्कि सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत का भी खंडन करती है। इसके अस्तित्व पर कोई तार्किक निषेध खोजना संभव नहीं था।

ठीक है - अगर सिद्धांत "अनुमति देता है", तो आइए सोचें, उदाहरण के लिए - प्लस और माइनस द्रव्यमान वाले पदार्थ के दो समान कणों के भौतिक संपर्क के दौरान क्या हो सकता है? "साधारण" एंटीमैटर के साथ, सब कुछ स्पष्ट है: विनाश दोनों निकायों की कुल ऊर्जा की रिहाई के साथ होगा। लेकिन अगर दो बराबर द्रव्यमानों में से एक नकारात्मक है, तो उनकी कुल ऊर्जा, जैसा कि हमने अभी समझा, शून्य है। लेकिन वास्तव में उनका क्या होगा - यह पहले से ही एक ऐसा सवाल है जो सिद्धांत से परे है।

ऐसी घटना का परिणाम केवल अनुभवजन्य रूप से जाना जा सकता है। इसकी "गणना" करना असंभव है - आखिरकार, हमें नकारात्मक द्रव्यमान के "क्रिया तंत्र" के बारे में कोई जानकारी नहीं है, इसकी "आंतरिक संरचना" (जैसा कि, वैसे, हम सामान्य द्रव्यमान के बारे में भी नहीं जानते हैं ) सैद्धांतिक रूप से, एक बात स्पष्ट है: किसी भी स्थिति में, सिस्टम की कुल ऊर्जा शून्य रहेगी। हमें केवल एक परिकल्पना को सामने रखने का अधिकार है, जैसा कि फॉरवर्ड करता है। उनकी धारणा के अनुसार, यहां भौतिक संपर्क विनाश की ओर नहीं ले जाता है, लेकिन तथाकथित "अशक्तीकरण" के लिए, अर्थात्, कणों का "शांत" पारस्परिक विनाश, ऊर्जा के किसी भी रिलीज के बिना उनका गायब होना।

लेकिन, हम दोहराते हैं, केवल एक प्रयोग ही इस परिकल्पना की पुष्टि या खंडन कर सकता है।

उन्हीं कारणों से, हम इस बारे में कुछ भी नहीं जानते हैं कि ऋणात्मक द्रव्यमान (यदि संभव हो तो) को कैसे "बनाना" है। सिद्धांत केवल यह बताता है कि विपरीत चिन्ह के दो समान द्रव्यमान, सिद्धांत रूप में, बिना किसी ऊर्जा लागत के उत्पन्न हो सकते हैं। और जैसे ही शरीरों का ऐसा जोड़ा प्रकट होता है, वह तेज गति से, एक सीधी रेखा में अनंत तक उड़ जाएगा ...

आर। फॉरवर्ड ने अपने लेख में पहले से ही एक नकारात्मक द्रव्यमान इंजन "डिज़ाइन" किया है जो हमें ब्रह्मांड में किसी भी बिंदु पर किसी भी त्वरण पर ले जा सकता है जिसे हम सेट करते हैं। यह पता चला है कि इसके लिए जो कुछ भी आवश्यक है वह है ... अच्छे स्प्रिंग्स की एक जोड़ी (लोचदार बलों के माध्यम से सामान्य के साथ "माइनस-मास" के सभी इंटरैक्शन, निश्चित रूप से, भी विस्तार से गणना की जाती है)।

तो, आइए हमारे अद्भुत द्रव्यमान को, रॉकेट के द्रव्यमान के आकार के बराबर, उसके "इंजन डिब्बे" के बीच में रखें। यदि आपको आगे उड़ने की आवश्यकता है, तो वसंत को पीछे की दीवार से खींचे और इसके नकारात्मक द्रव्यमान शरीर को हुक करें। तुरंत, इसके "विकृत" जड़त्वीय गुणों के कारण, यह उस स्थान पर नहीं दौड़ेगा जहां इसे खींचा जा रहा है, लेकिन ठीक विपरीत दिशा में, रॉकेट को अपने साथ खींचकर वसंत तनाव के बल के आनुपातिक त्वरण के साथ खींच रहा है।

त्वरण को रोकने के लिए, वसंत को खोलना पर्याप्त है। और जहाज को धीमा करने और रोकने के लिए, आपको इंजन डिब्बे की सामने की दीवार से जुड़े दूसरे वसंत का उपयोग करने की आवश्यकता है।

और फिर भी "मुक्त इंजन" का आंशिक खंडन है! सच है, यह पूरी तरह से अप्रत्याशित पक्ष से आता है। लेकिन इसके बारे में अंत में।

इस बीच, आइए उन जगहों की तलाश करें जहां बड़ी मात्रा में नकारात्मक द्रव्यमान हो सकता है। ब्रह्मांड में आकाशगंगाओं के वितरण के बड़े पैमाने पर त्रि-आयामी मानचित्रों पर पाए जाने वाले विशाल रिक्तियों द्वारा ऐसे स्थानों का सुझाव दिया जाता है - ऐसी घटनाएं जो अपने आप में सबसे दिलचस्प हैं। जैसे कि चित्र से देखा जा सकता है। 2, इन गुहाओं के आयाम, जिन्हें "बुलबुले" भी कहा जाता है, लगभग 100 मिलियन प्रकाश वर्ष हैं (जबकि हमारी गैलेक्सी के आयाम लगभग 0.06 मिलियन प्रकाश वर्ष हैं)। इस प्रकार, सबसे बड़े पैमाने पर, ब्रह्मांड में "झागदार" संरचना होती है।

बुलबुले की सीमाएं स्पष्ट रूप से बड़ी संख्या में आकाशगंगाओं के समूहों द्वारा चिह्नित हैं। अंदर व्यावहारिक रूप से कोई बुलबुले नहीं हैं, और यदि वे वहां पाए जाते हैं, तो ये बहुत ही असामान्य वस्तुएं हैं। उन्हें शक्तिशाली उच्च आवृत्ति विकिरण के स्पेक्ट्रा की विशेषता है। अब यह माना जाता है कि बुलबुले में "विफल" आकाशगंगाएँ या साधारण हाइड्रोजन के गैस बादल होते हैं।

लेकिन क्या यह मान लेना संभव है कि ब्रह्मांड की "झागदार" संरचना समान संख्या में नकारात्मक और सकारात्मक द्रव्यमान के कणों से बनने का परिणाम है? वैसे, इस तरह की व्याख्या से एक बहुत ही आकर्षक परिणाम निकलता है: ब्रह्मांड का कुल द्रव्यमान हमेशा शून्य के बराबर रहा है। फिर बुलबुले माइनस मास के लिए प्राकृतिक स्थान होते हैं, जिसके कण एक दूसरे से यथासंभव दूर फैल जाते हैं। और सकारात्मक द्रव्यमान को बुलबुले की सतह पर धकेल दिया जाता है, जहां, गुरुत्वाकर्षण बलों के प्रभाव में, यह आकाशगंगाओं और सितारों का निर्माण करता है। यहां हम ए.ए. बारानोव के लेख को याद कर सकते हैं, जो 1971 में इज़वेस्टिया वुज़ोव पत्रिका के नंबर 11 में छपा था। भौतिक विज्ञान"। यह दोनों राशियों के द्रव्यमान वाले कणों के साथ ब्रह्मांड के ब्रह्माण्ड संबंधी मॉडल पर विचार करता है। इस मॉडल का उपयोग करते हुए, लेखक ब्रह्माण्ड संबंधी स्थिरांक और हबल रेडशिफ्ट के प्रायोगिक अनुमानों के साथ-साथ इंटरैक्टिंग आकाशगंगाओं में देखी गई कुछ विषम घटनाओं की व्याख्या करता है।

बड़ी मात्रा में नकारात्मक द्रव्यमान का एक और संभावित संकेत ब्रह्मांड के बड़े पैमाने पर संरचनाओं में बहुत तेज "धाराओं" की उपस्थिति है। इस प्रकार, हमारी गैलेक्सी युक्त सुपरक्लस्टर पृष्ठभूमि विकिरण की आराम करने वाली पृष्ठभूमि के सापेक्ष 600 किमी/सेकेंड की गति से "प्रवाह" करता है। इस तरह की गति ठंडे काले पदार्थ से आकाशगंगाओं के निर्माण के सिद्धांतों के ढांचे में फिट नहीं होती है। आर. फॉरवर्ड ने नकारात्मक द्रव्यमान वाले बुलबुले से सुपरक्लस्टर के सामूहिक प्रतिकर्षण को ध्यान में रखते हुए इस घटना की व्याख्या करने का प्रयास करने का प्रस्ताव रखा है।

तो, नकारात्मक पदार्थ केवल बिखर सकता है। लेकिन यह, यह पता चला है, उन कई निष्कर्षों का आंशिक खंडन है जिन पर चर्चा की गई थी। आखिरकार, पदार्थ के कणों के गुरुत्वाकर्षण प्रतिकर्षण की संपत्ति, चाहे उनकी प्रकृति कुछ भी हो, अनिवार्य रूप से इस तथ्य की ओर ले जाती है कि ये कण गुरुत्वाकर्षण बलों के प्रभाव में एक साथ नहीं आ सकते हैं। इसके अलावा, चूंकि किसी भी बल की कार्रवाई के तहत नकारात्मक द्रव्यमान का एक कण इस बल के वेक्टर के विपरीत दिशा में चलता है, तो साधारण अंतर-परमाणु बातचीत ऐसे कणों को "सामान्य" निकायों में नहीं बांध सकती है।

लेकिन हम आशा करते हैं कि पाठक को फिर भी इन सभी तर्कों से प्रसन्नता प्राप्त होगी ...

स्पेसटाइम में काल्पनिक वर्महोल

सैद्धांतिक भौतिकी में, यह एक काल्पनिक पदार्थ की अवधारणा है जिसका द्रव्यमान एक सामान्य पदार्थ के विपरीत होता है (जैसे विद्युत आवेश धनात्मक या ऋणात्मक हो सकता है)। उदाहरण के लिए, -2 किग्रा। ऐसा पदार्थ, यदि वह अस्तित्व में होता, तो एक या अधिक को तोड़ता और कुछ अजीब गुण प्रदर्शित करता। कुछ सट्टा सिद्धांतों के अनुसार, अंतरिक्ष-समय में (वर्महोल) बनाने के लिए नकारात्मक द्रव्यमान वाले पदार्थ का उपयोग किया जा सकता है।

पूर्ण कल्पना की तरह लगता है, लेकिन अब वाशिंगटन विश्वविद्यालय, वाशिंगटन विश्वविद्यालय, ओआईएसटी विश्वविद्यालय (ओकिनावा, जापान) और शंघाई विश्वविद्यालय के भौतिकविदों का एक समूह एक काल्पनिक नकारात्मक द्रव्यमान सामग्री के कुछ गुणों का प्रदर्शन कर रहा है। उदाहरण के लिए, यदि आप इस पदार्थ को धक्का देते हैं, तो यह बल लगाने की दिशा में नहीं, बल्कि विपरीत दिशा में गति करेगा। यानी यह विपरीत दिशा में गति करता है।

एक नकारात्मक द्रव्यमान के गुणों के साथ एक पदार्थ बनाने के लिए, वैज्ञानिकों ने रूबिडियम परमाणुओं को लगभग पूर्ण शून्य तक ठंडा करके बोस-आइंस्टीन कंडेनसेट तैयार किया। इस अवस्था में कण अत्यंत धीमी गति से चलते हैं और क्वांटम प्रभाव स्थूल स्तर पर प्रकट होने लगते हैं। यानी क्वांटम यांत्रिकी के सिद्धांतों के अनुसार कण तरंगों की तरह व्यवहार करने लगते हैं। उदाहरण के लिए, वे एक-दूसरे के साथ तालमेल बिठाते हैं और बिना घर्षण के केशिकाओं के माध्यम से प्रवाहित होते हैं, अर्थात ऊर्जा खोए बिना - तथाकथित अतिप्रवाह का प्रभाव।

वाशिंगटन विश्वविद्यालय की प्रयोगशाला में, 0.001 मिमी³ से कम की मात्रा में बोस-आइंस्टीन घनीभूत के गठन के लिए स्थितियां बनाई गईं। कणों को एक लेजर द्वारा धीमा कर दिया गया था और उनमें से सबसे ऊर्जावान मात्रा को छोड़ने के लिए इंतजार कर रहे थे, जिसने सामग्री को और ठंडा कर दिया। इस स्तर पर, सुपरक्रिटिकल द्रव का अभी भी सकारात्मक द्रव्यमान था। पोत में रिसाव की स्थिति में, रूबिडियम परमाणु अलग-अलग दिशाओं में बिखर जाएंगे, क्योंकि केंद्रीय परमाणु चरम परमाणुओं को बाहर की ओर धकेलेंगे, और वे बल के आवेदन की दिशा में तेजी लाएंगे।

एक नकारात्मक प्रभावी द्रव्यमान बनाने के लिए, भौतिकविदों ने लेज़रों के एक अलग सेट का उपयोग किया जिसने कुछ परमाणुओं के स्पिन को बदल दिया। जैसा कि अनुकरण भविष्यवाणी करता है, पोत के कुछ क्षेत्रों में, कणों को एक नकारात्मक द्रव्यमान प्राप्त करना चाहिए। यह सिमुलेशन (निचले आरेख में) में समय के एक समारोह के रूप में पदार्थ के घनत्व में तेज वृद्धि में स्पष्ट रूप से देखा जाता है।

चित्रा 1. बोस-आइंस्टीन के अनिसोट्रोपिक विस्तार विभिन्न संयोजी बल गुणांक के साथ घनीभूत होते हैं। प्रयोग के वास्तविक परिणाम लाल रंग में हैं, सिमुलेशन में भविष्यवाणी के परिणाम काले रंग में हैं

निचला आरेख चित्र 1 की निचली पंक्ति में मध्य फ़्रेम का एक बड़ा भाग है।

निचला आरेख उस क्षेत्र में कुल घनत्व बनाम समय का 1D सिमुलेशन दिखाता है जहां पहली बार गतिशील अस्थिरता दिखाई दी थी। बिंदीदार रेखाएं परमाणुओं के तीन समूहों को वेग से अलग करती हैं

एक अर्ध-पल पर

प्रभावी द्रव्यमान कहाँ है

ऋणात्मक (ऊपरी रेखा) होने लगती है। न्यूनतम नकारात्मक प्रभावी द्रव्यमान का बिंदु दिखाया गया है (मध्य) और वह बिंदु जहां द्रव्यमान सकारात्मक मूल्यों (निचली रेखा) पर लौटता है। लाल बिंदु उन स्थानों को इंगित करते हैं जहां स्थानीय अर्ध-गति नकारात्मक प्रभावी द्रव्यमान के क्षेत्र में स्थित है।

रेखांकन की पहली पंक्ति से पता चलता है कि भौतिकी प्रयोग के दौरान, पदार्थ ने बिल्कुल नकली जैसा व्यवहार किया, जो एक नकारात्मक प्रभावी द्रव्यमान वाले कणों की उपस्थिति की भविष्यवाणी करता है।

बोस-आइंस्टीन कंडेनसेट में, कण तरंगों की तरह व्यवहार करते हैं और इसलिए सकारात्मक प्रभावी द्रव्यमान के सामान्य कणों की तुलना में एक अलग दिशा में प्रचार करना चाहिए।

निष्पक्षता में, यह कहा जाना चाहिए कि भौतिकविदों ने प्रयोगों के दौरान बार-बार रिकॉर्ड किया, लेकिन उन प्रयोगों की व्याख्या अलग-अलग तरीकों से की जा सकती है। अब अनिश्चितता काफी हद तक समाप्त हो गई है।

जर्नल में वैज्ञानिक लेख 10 अप्रैल 2017 शारीरिक समीक्षा पत्र(doi:10.1103/PhysRevLet.118.155301, सदस्यता द्वारा उपलब्ध)। 13 दिसंबर 2016 को जर्नल में प्रस्तुत करने से पहले लेख की एक प्रति arXiv.org (arXiv:1612.04055) पर मुफ्त में उपलब्ध है।

वाशिंगटन विश्वविद्यालय के भौतिकविदों ने एक नकारात्मक द्रव्यमान वाला तरल बनाया है। इसे धक्का दें, और दुनिया की सभी भौतिक वस्तुओं के विपरीत, जिनके बारे में हम जानते हैं, यह धक्का की दिशा में गति नहीं करता है। वह विपरीत दिशा में तेजी लाएगा। वाशिंगटन विश्वविद्यालय में एसोसिएट प्रोफेसर, भौतिक विज्ञानी और खगोलशास्त्री माइकल फोर्ब्स कहते हैं, यह घटना प्रयोगशाला में शायद ही कभी बनाई जाती है और ब्रह्मांड के बारे में कुछ अधिक जटिल अवधारणाओं का पता लगाने के लिए इसका इस्तेमाल किया जा सकता है। अध्ययन शारीरिक समीक्षा पत्रों में दिखाई दिया।

हाइपोथेटिक रूप से, पदार्थ का एक ही अर्थ में एक नकारात्मक द्रव्यमान हो सकता है कि एक विद्युत आवेश ऋणात्मक और धनात्मक दोनों हो सकता है। लोग शायद ही इसके बारे में सोचते हैं, और हमारी रोजमर्रा की दुनिया आइजैक न्यूटन के गति के दूसरे नियम के केवल सकारात्मक पहलुओं को दिखाती है, जिसके अनुसार शरीर पर कार्य करने वाला बल शरीर के द्रव्यमान और इस बल द्वारा प्रदान किए गए त्वरण के गुणनफल के बराबर होता है। , या एफ = मा।

दूसरे शब्दों में, यदि आप किसी वस्तु को धक्का देते हैं, तो वह आपके धक्का की दिशा में गति करेगी। द्रव्यमान इसे बल की दिशा में गति देगा।

"हम इस स्थिति के अभ्यस्त हैं," फोर्ब्स कहते हैं, एक आश्चर्य की आशंका। "नकारात्मक द्रव्यमान के साथ, यदि आप किसी चीज़ को धक्का देते हैं, तो वह आपकी ओर गति करेगी।"

नकारात्मक द्रव्यमान के लिए शर्तें

सहकर्मियों के साथ, उन्होंने रूबिडियम परमाणुओं को लगभग पूर्ण शून्य की स्थिति में ठंडा करके नकारात्मक द्रव्यमान के लिए स्थितियां बनाईं और इस तरह बोस-आइंस्टीन कंडेनसेट का निर्माण किया। सत्येंद्रनाथ बोस और अल्बर्ट आइंस्टीन द्वारा भविष्यवाणी की गई इस अवस्था में, कण बहुत धीमी गति से चलते हैं और क्वांटम यांत्रिकी के सिद्धांतों का पालन करते हुए तरंगों की तरह व्यवहार करते हैं। वे एक सुपरफ्लुइड के रूप में एक साथ तालमेल बिठाते हैं और चलते हैं जो बिना ऊर्जा हानि के बहता है।

वाशिंगटन विश्वविद्यालय में भौतिकी और खगोल विज्ञान के प्रोफेसर पीटर एंगेल्स के नेतृत्व में, वेबस्टर हॉल की छठी मंजिल पर वैज्ञानिकों ने लेज़रों का उपयोग करके कणों को धीमा करने, उन्हें ठंडा बनाने और गर्म, उच्च-ऊर्जा कणों को बाहर निकलने की अनुमति देकर इन स्थितियों का निर्माण किया। भाप, सामग्री को और भी ठंडा करना।

लेज़रों ने परमाणुओं को ऐसे पकड़ा जैसे वे एक सौ माइक्रोन से कम आकार के कटोरे में हों। इस स्तर पर, सुपरफ्लुइड रूबिडियम का सामान्य द्रव्यमान था। कटोरे के टूटने ने रूबिडियम को बाहर निकलने की इजाजत दी, केंद्र में रूबिडियम के विस्तार के रूप में विस्तार करने के लिए मजबूर किया गया।

नकारात्मक द्रव्यमान बनाने के लिए, वैज्ञानिकों ने लेज़रों के दूसरे सेट का उपयोग किया जो परमाणुओं को आगे और पीछे धकेलता है, जिससे उनकी स्पिन बदल जाती है। अब, जब रूबिडियम काफी तेजी से खत्म हो जाता है, तो यह ऐसा व्यवहार करता है जैसे इसका नकारात्मक द्रव्यमान हो। "इसे धक्का दें और यह विपरीत दिशा में तेज हो जाएगा," फोर्ब्स कहते हैं। "यह रूबिडियम एक अदृश्य दीवार से टकराने जैसा है।"

प्रमुख दोषों का निवारण

वाशिंगटन विश्वविद्यालय के वैज्ञानिकों द्वारा इस्तेमाल की गई विधि ने नकारात्मक द्रव्यमान को समझने के पिछले प्रयासों में पाई गई कुछ प्रमुख खामियों से बचा लिया।

फोर्ब्स कहते हैं, "पहली बात जो हमने महसूस की, वह यह है कि इस नकारात्मक द्रव्यमान की प्रकृति पर बिना किसी अन्य जटिलता के हमारा कड़ा नियंत्रण है।" उनका अध्ययन बताता है, पहले से ही नकारात्मक द्रव्यमान की स्थिति से, अन्य प्रणालियों में समान व्यवहार। बढ़ा हुआ नियंत्रण शोधकर्ताओं को खगोल भौतिकी में समान भौतिकी का अध्ययन करने के लिए प्रयोगों को डिजाइन करने के लिए एक नया उपकरण देता है, उदाहरण के रूप में न्यूट्रॉन सितारों का उपयोग करते हुए, और ब्रह्मांड संबंधी घटनाएं जैसे ब्लैक होल और डार्क एनर्जी, जहां प्रयोग बस संभव नहीं हैं।

स्पेसटाइम में काल्पनिक वर्महोल

निचला आरेख चित्र 1 की निचली पंक्ति में मध्य फ़्रेम का एक बड़ा भाग है।

निचला आरेख उस क्षेत्र में कुल घनत्व बनाम समय का 1D सिमुलेशन दिखाता है जहां पहली बार गतिशील अस्थिरता दिखाई दी थी। बिंदीदार रेखाएं परमाणुओं के तीन समूहों को अर्ध-गति पर वेग से अलग करती हैं, जहां प्रभावी द्रव्यमान नकारात्मक (ऊपरी रेखा) बनने लगता है। न्यूनतम नकारात्मक प्रभावी द्रव्यमान का बिंदु दिखाया गया है (मध्य) और वह बिंदु जहां द्रव्यमान सकारात्मक मूल्यों (निचली रेखा) पर लौटता है। लाल बिंदु उन स्थानों को इंगित करते हैं जहां स्थानीय अर्ध-गति नकारात्मक प्रभावी द्रव्यमान के क्षेत्र में स्थित है।

निष्पक्षता में, यह कहा जाना चाहिए कि भौतिकविदों ने प्रयोगों के दौरान बार-बार परिणाम दर्ज किए जब नकारात्मक द्रव्यमान के गुण प्रकट हुए, लेकिन उन प्रयोगों की व्याख्या अलग-अलग तरीकों से की जा सकती थी। अब अनिश्चितता काफी हद तक समाप्त हो गई है।

जर्नल में 10 अप्रैल, 2017 को प्रकाशित वैज्ञानिक लेख शारीरिक समीक्षा पत्र(doi:10.1103/PhysRevLet.118.155301, सदस्यता द्वारा उपलब्ध)। जर्नल में प्रस्तुत करने से पहले लेख की एक प्रति 13 दिसंबर, 2016 को सार्वजनिक डोमेन में arXiv.org (arXiv:1612.04055) पर रखी गई थी।

ब्रिटिश खगोल भौतिकीविद् जेमी फार्न्स ने एक ब्रह्माण्ड संबंधी मॉडल प्रस्तावित किया है जिसमें ब्रह्मांड के विकास के दौरान एक स्थिर दर पर नकारात्मक द्रव्यमान उत्पन्न होता है। यह मॉडल पदार्थ की प्रकृति के आम तौर पर स्वीकृत दृष्टिकोण का खंडन करता है, हालांकि, यह ज्यादातर प्रभावों को अच्छी तरह से समझाता है जो आमतौर पर डार्क मैटर और डार्क एनर्जी के लिए जिम्मेदार होते हैं, विशेष रूप से, ब्रह्मांड का विस्तार, एक बड़े पैमाने पर संरचना का निर्माण ब्रह्मांड और गांगेय प्रभामंडल, आकाशगंगाओं के घूर्णन वक्र और ब्रह्मांडीय माइक्रोवेव पृष्ठभूमि विकिरण के देखे गए स्पेक्ट्रम। में प्रकाशित लेख खगोल विज्ञान और खगोल भौतिकी, कार्य का एक पूर्वमुद्रण arXiv.org पर उपलब्ध है।

वर्तमान में, अधिकांश ब्रह्मांड विज्ञानी मानते हैं कि ब्रह्मांड के विकास का वर्णन CDM मॉडल द्वारा किया गया है। इस मॉडल के अनुसार, ब्रह्मांड के द्रव्यमान का लगभग 70 प्रतिशत हिस्सा डार्क एनर्जी है, 25 प्रतिशत ठंडा डार्क मैटर है (अर्थात पदार्थ जिसके कण धीरे-धीरे चलते हैं), और शेष 5 प्रतिशत ही बेरियोनिक पदार्थ है जो हमें परिचित है। वैज्ञानिकों ने इन अनुपातों को पृष्ठभूमि विकिरण पैटर्न में हार्मोनिक्स का विश्लेषण करके निर्धारित किया है। आप बोरिस स्टर्न के डब्ल्यूएमएपी और प्लैंक उपग्रहों के बारे में लेखों में ब्रह्मांड की "संरचना" को मापने के बारे में अधिक पढ़ सकते हैं, जिन्होंने इस काम में मुख्य योगदान दिया।

दुर्भाग्य से, वैज्ञानिकों को इस बात की कम समझ है कि डार्क मैटर और डार्क एनर्जी क्या हैं। कई सैद्धांतिक मॉडल (उदाहरण के लिए, SUSY) द्वारा अनुमानित डार्क मैटर कणों की खोज पर किसी भी अति-सटीक प्रयोग को सकारात्मक परिणाम नहीं मिला है। वर्तमान में, सामान्य कणों और 6 से 200 मेगाइलेक्ट्रॉनवोल्ट के द्रव्यमान वाले "अंधेरे" कणों के लिए बिखरने वाला क्रॉस सेक्शन 10 -47 वर्ग सेंटीमीटर के क्रम में है, जो व्यावहारिक रूप से इस द्रव्यमान सीमा में कणों को बाहर करता है और भौतिकविदों को वैकल्पिक सिद्धांतों को विकसित करने के लिए मजबूर करता है। हालांकि, डार्क मैटर अभी भी गुरुत्वाकर्षण संपर्क के माध्यम से प्रकट होता है, आकाशगंगाओं के घूर्णन वक्रों और चित्र को संशोधित करता है, और इसलिए इस परिकल्पना के वैज्ञानिक।

डार्क एनर्जी और भी खराब है। एकमात्र अवलोकन जो सीधे अपने अस्तित्व की पुष्टि करता है, पृष्ठभूमि विकिरण के विश्लेषण की परवाह किए बिना, ब्रह्मांड का त्वरित विस्तार है, द्वारा मापा जाता है (अप्रत्यक्ष रूप से, देखने योग्य ब्रह्मांड में रासायनिक तत्वों के अनुपात से डार्क एनर्जी की पुष्टि होती है)। इसके अलावा, भौतिकविदों को इस बात की खराब समझ है कि पृथ्वी पर डार्क एनर्जी क्या है। मौलिक स्तर . निश्चित रूप से, गुणात्मकइसे ब्रह्माण्ड संबंधी स्थिरांक (लैम्ब्डा शब्द) का उपयोग करके वर्णित किया जा सकता है, लेकिन यह विधि नया ज्ञान प्रदान नहीं करती है और किसी को यह स्थापित करने की अनुमति नहीं देती है कि क्या इसमें क्या समाविष्ट हैकाली ऊर्जा। आइंस्टीन ने नकारात्मक द्रव्यमान वाले कणों की मदद से ऐसे एडिटिव्स की व्याख्या की - इस दृष्टिकोण में, गति के समीकरण सममित हो जाते हैं, जैसे इलेक्ट्रोडायनामिक्स के समीकरण, और लैम्ब्डा शब्द एक एकीकरण स्थिरांक के रूप में प्रकट होता है, जिसमें भौतिक अर्थ नहीं होता है।

ऋणात्मक द्रव्यमान वाला पदार्थ वह पदार्थ है जो बल के विपरीत दिशा में गति करता है। नकारात्मक द्रव्यमान वाला एक कण सकारात्मक और नकारात्मक द्रव्यमान वाले कणों को पीछे हटाता है, जबकि "सकारात्मक" कण "नकारात्मक" को आकर्षित करते हैं। दुर्भाग्य से, सीडीएम मॉडल के ढांचे के भीतर, डार्क एनर्जी का वर्णन करने का यह तरीका स्पष्ट रूप से विफलता के लिए बर्बाद है। तथ्य यह है कि ब्रह्मांड के विस्तार के दौरान, विभिन्न घटकों का घनत्व अलग-अलग कानूनों के अनुसार बदलता है: ठंडे पदार्थ का घनत्व गिरता है, जबकि डार्क एनर्जी का घनत्व स्थिर रहता है। इसलिए, नकारात्मक द्रव्यमान और डार्क एनर्जी के साथ पदार्थ की पहचान करना असंभव है।

नकारात्मक द्रव्यमान के साथ कणों की बातचीत: काले तीर बलों को इंगित करते हैं, लाल तीर त्वरण को इंगित करते हैं

जेमी फ़ार्नेस / खगोल विज्ञान और खगोल भौतिकी

सकारात्मक और नकारात्मक द्रव्यमान के साथ कणों की बातचीत: काले तीर बलों को इंगित करते हैं, लाल तीर त्वरण को इंगित करते हैं

जेमी फ़ार्नेस / खगोल विज्ञान और खगोल भौतिकी

सकारात्मक द्रव्यमान के साथ कणों की बातचीत: काले तीर बलों को इंगित करते हैं, लाल तीर त्वरण को इंगित करते हैं

जेमी फ़ार्नेस / खगोल विज्ञान और खगोल भौतिकी

हालांकि, एस्ट्रोफिजिसिस्ट जेमी फ़ार्नेस का दावा है कि वह आइंस्टीन के विचार को अवलोकन संबंधी डेटा से जोड़ने में सक्षम थे। ऐसा करने के लिए, उन्होंने ब्रह्मांड के आयतन में द्रव्यमान के निरंतर और समान उत्पादन के बारे में नकारात्मक द्रव्यमान के विचार को एक अन्य प्रति-सहज विचार के साथ जोड़ा। यह विचार भी नए से बहुत दूर है, इसे पहली बार पिछली शताब्दी के 40 के दशक में प्रस्तावित किया गया था।

सैद्धांतिक रूप से, ऐसी प्रक्रियाएं वास्तव में एक मजबूत गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र की पृष्ठभूमि के खिलाफ हो सकती हैं (उदाहरण के लिए, के कारण)। सकारात्मक द्रव्यमान के लिए मानक ऊर्जा-गति टेंसर में इस तरह के परिवर्धन को ध्यान में रखते हुए, भौतिक विज्ञानी ने फ्रीडमैन समीकरण को लिखा और हल किया, और फिर गणना की कि इस मॉडल में ब्रह्मांड किस कानून का विस्तार करता है। वैज्ञानिकों ने सामान्य डार्क मैटर और डार्क एनर्जी के योगदान को ध्यान में नहीं रखा। नतीजतन, यह पता चला कि ज्ञात कानूनों को पुन: उत्पन्न किया जाता है यदि ऋणात्मक द्रव्यमान स्थिर गति से उत्पन्न होता है = −3 एच, कहाँ पे एचहबल स्थिरांक है। इस मामले में, विस्तार के दौरान नकारात्मक द्रव्यमान घनत्व स्थिर रहेगा, और यह प्रभावी रूप से ब्रह्मांड संबंधी स्थिरांक को मॉडल करेगा। इस मामले में, विस्तार दर और ब्रह्मांड का जीवनकाल ΛCDM मॉडल के समान है।

खगोल भौतिकीविद् ने तब गणना की कि छोटे पैमाने पर नकारात्मक द्रव्यमान कैसे दिखाई देगा। ऐसा करने के लिए, उन्होंने अपने मॉडल के ढांचे के भीतर, सकारात्मक और नकारात्मक द्रव्यमान के कणों की एक बड़ी संख्या की बातचीत का मॉडल तैयार किया। चूंकि सभी मौजूदा खगोलभौतिकीय पैकेज ऐसे असामान्य संशोधनों को ध्यान में नहीं रखते हैं, फ़ार्नेस को अपना कार्यक्रम विकसित करना पड़ा। गणना के दौरान किसी भी अनुमान से बचने के लिए, शोधकर्ता ने समय के प्रत्येक क्षण में प्रत्येक कण के निर्देशांक और वेगों की गणना की - इससे भविष्यवाणियों की विश्वसनीयता में वृद्धि संभव हो गई, हालांकि कंप्यूटिंग संसाधनों पर कार्यक्रम की मांग वर्ग के वर्ग के रूप में बढ़ी कणों की संख्या। विशेष रूप से, इस वजह से, वैज्ञानिक को खुद को 50 हजार कणों के मॉडलिंग तक सीमित करना पड़ा।

विकसित कार्यक्रम का उपयोग करते हुए, फ़ार्नेस ने पारंपरिक रूप से डार्क मैटर के लिए जिम्मेदार कई प्रभावों को देखा। सबसे पहले, उन्होंने नकारात्मक-द्रव्यमान कणों के "समुद्र" में विसर्जित सकारात्मक-द्रव्यमान कणों के घने समूह के विकास का मॉडल तैयार किया। इस तरह की प्रणाली को ब्रह्मांड के विस्तार के बाद के चरणों में आकाशगंगाओं के विकास का गुणात्मक रूप से वर्णन करना चाहिए, जब "नकारात्मक" कण "सकारात्मक" कणों पर महत्वपूर्ण रूप से प्रबल होते हैं। इस समस्या में, वैज्ञानिक ने "सकारात्मक" कणों की संख्या को चुना एन+= 5000, ऋणात्मक की संख्या एन- = 45000। नतीजतन, उन्होंने एक घनत्व वितरण प्राप्त किया जो अवलोकन संबंधी डेटा के साथ अच्छा समझौता है - आकाशगंगा के केंद्र के पास पहुंचने पर कणों का घनत्व धीरे-धीरे बढ़ता है और बर्कर्ट प्रोफाइल के साथ मेल खाता है। यह CDM मॉडल में होने वाली "कुस्पी हेलो समस्या" को हल करता है।

नकारात्मक पदार्थ के "समुद्र" में डूबे हुए सकारात्मक पदार्थ की "आकाशगंगा" का विकास

जेमी फ़ार्नेस / खगोल विज्ञान और खगोल भौतिकी

गैलेक्सी मास प्रोफाइल की गणना फ़ार्नेस (नीला) द्वारा की गई और व्यवहार में देखी गई (गुलाबी बिंदीदार रेखा)

जेमी फ़ार्नेस / खगोल विज्ञान और खगोल भौतिकी

दूसरे, उसी प्रारंभिक डेटा के साथ, वैज्ञानिक ने आकाशगंगा के घूर्णन वक्र की गणना की और पाया कि यह अवलोकन संबंधी डेटा के साथ भी अच्छी तरह से मेल खाता है। जबकि मॉडल में विशुद्ध रूप से "सकारात्मक" कणों के साथ, आकाशगंगा के किनारे पर स्थित पदार्थ केंद्र की तुलना में अधिक धीरे-धीरे चलता है, मॉडल में "नकारात्मक" कणों की प्रबलता के साथ, गति लगभग स्थिर होती है।

नकारात्मक पदार्थ (लाल) के "समुद्र" और एक "मुक्त" आकाशगंगा (काला) में डूबी आकाशगंगा का घूर्णन वक्र

जेमी फ़ार्नेस / खगोल विज्ञान और खगोल भौतिकी

तीसरा, फार्नेस ने दिखाया कि ब्रह्मांड की एक फिलामेंटस बड़े पैमाने की संरचना उनके मॉडल में स्वाभाविक रूप से उभरती है: आकाशगंगाएं समूहों में, समूहों को सुपरक्लस्टर में और सुपरक्लस्टर्स को जंजीरों और दीवारों में जोड़ती हैं। ऐसा करने के लिए, उन्होंने एक ऐसी प्रणाली के विकास की गणना की जिसमें "सकारात्मक" और "नकारात्मक" कणों की समान संख्या होती है। उपलब्ध कंप्यूटिंग शक्ति की सीमाओं के कारण, वैज्ञानिक ने दोनों प्रकार के कणों की संख्या निर्धारित की एन + = एन- = 25000। पिछले मामले की तरह, "नकारात्मक" कणों ने साधारण पदार्थ के कणों को घेर लिया और एक प्रभामंडल का निर्माण किया, लेकिन इस बार शोधकर्ता बड़े पैमाने पर पैटर्न को समझने में कामयाब रहे जो कि देखने योग्य ब्रह्मांड की संरचना के समान थे।

सिमुलेशन की शुरुआत में ब्रह्मांड की सजातीय संरचना

जेमी फ़ार्नेस / खगोल विज्ञान और खगोल भौतिकी

अभ्यास के लिए पंजीकरण करें। दुर्भाग्य से, वह 50,000 कणों के साथ सिमुलेशन में इस प्रभाव को देखने में असमर्थ था। हालांकि, वैज्ञानिक को उम्मीद है कि एक लाख कणों के साथ बड़े सिमुलेशन में, ऐसी प्रक्रियाओं को देखा जा सकता है, और यह भी सुझाव देता है कि वे हमें एक नए सिद्धांत की पुष्टि या खंडन करने की अनुमति देंगे।

अंत में, वैज्ञानिक ने जाँच की कि CDM मॉडल का प्रस्तावित संशोधन वास्तव में देखे गए प्रभावों को कितना विकृत करेगा - ब्रह्मांड का विस्तार, मानक मोमबत्तियों द्वारा मापा गया, अवशेष पृष्ठभूमि और आकाशगंगा समूहों के विलय के अवलोकन। इन सभी मामलों में, खगोल भौतिकीविद् ने पाया कि उनकी परिकल्पना प्रेक्षित आंकड़ों का खंडन नहीं करती थी। हालाँकि, कुछ प्रश्न अभी भी खुले हैं - विशेष रूप से, यह स्पष्ट नहीं है कि इस तरह की परिकल्पना को मानक मॉडल के साथ कैसे जोड़ा जाए (क्या हिग्स तंत्र नकारात्मक द्रव्यमान उत्पन्न कर सकता है?), प्रयोगात्मक रूप से नकारात्मक द्रव्यमान वाले कणों का पता कैसे लगाया जाए, और कैसे "नकारात्मक" कणों के प्रतिकर्षण और सिद्धांत के बीच अंतर्विरोधों की व्याख्या कर सकेंगे। हालांकि, वैज्ञानिक का मानना है कि इन सभी समस्याओं को नए मॉडल के ढांचे के भीतर हल किया जा सकता है।

इस प्रकार, नकारात्मक द्रव्यमान के निरंतर उत्पादन के साथ मॉडल न केवल ब्रह्मांड के देखे गए विस्तार की व्याख्या करता है, बल्कि इसकी बड़े पैमाने पर संरचना का निर्माण, आकाशगंगाओं के चारों ओर डार्क मैटर हेलो और रोटेशन कर्व्स - अधिकांश प्रभाव जो आमतौर पर अंधेरे के लिए जिम्मेदार होते हैं ऊर्जा और डार्क मैटर। ताज्जुब है, ऐसे सहज रूप से अप्राकृतिकपरिकल्पना, जो पदार्थ के बारे में आम तौर पर स्वीकृत दृष्टिकोण के विपरीत है, काफी है एक जैसाअवलोकन डेटा के साथ। इसके अलावा, वह कम संस्थाओं को शामिल करते हुए उन्हें सरल तरीके से समझाने का प्रस्ताव करती है। जैसा कि लेखक ने स्वयं निष्कर्ष निकाला है, "हालांकि यह सुझाव धर्मत्यागी और विधर्मी है, [कागज] ने सुझाव दिया कि इन मापदंडों के नकारात्मक मूल्य सैद्धांतिक रूप से ब्रह्मांड संबंधी टिप्पणियों की व्याख्या कर सकते हैं, जिनकी हमेशा सकारात्मक द्रव्यमान की उचित धारणा के तहत व्याख्या की गई है।"

कभी-कभी भौतिक विज्ञानी सिद्धांत और प्रयोग के बीच देखे गए अंतर्विरोधों को समझाने के लिए असामान्य विचारों के साथ आते हैं। उदाहरण के लिए, पिछले साल नवंबर में, अमेरिकी सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी हूमन दावौडियासल ने एक नया बल पेश किया जो एक अल्ट्रालाइट स्केलर कण द्वारा किया जाता है और पृथ्वी से काले पदार्थ को पीछे हटाता है। यह धारणा डार्क मैटर की खोज के लिए सभी स्थलीय प्रयोगों की विफलताओं की अच्छी तरह से व्याख्या करती है - यदि ऐसा बल वास्तव में मौजूद है, तो डिटेक्टर, सिद्धांत रूप में, कुछ भी पंजीकृत नहीं कर सके। दुर्भाग्य से, इस कथन को कला की वर्तमान स्थिति के साथ सत्यापित करना असंभव है।

दिमित्री ट्रुनिन

पोंकरत बोरिसोव, इंजीनियर नेगेटिव मास: फ्री फ्लाइट टू इन्फिनिटी

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