നെഗറ്റീവ് പിണ്ഡത്തിന്റെ ഗുണങ്ങളുള്ള ഒരു പദാർത്ഥം സൃഷ്ടിക്കപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. നെഗറ്റീവ് ഫലപ്രദമായ പിണ്ഡമുള്ള ഒരു പദാർത്ഥം ശാസ്ത്രജ്ഞർ തെളിയിച്ചിട്ടുണ്ട്

1280 X 800 റെസല്യൂഷനിൽ കാണുന്നത് നല്ലതാണ്

"ടെക്നോളജി ഫോർ യൂത്ത്", 1990, നമ്പർ 10, പേ. 16-18.

ഇഗോർ സ്റ്റെപികിൻ സ്കാൻ ചെയ്തത്

ധീരമായ അനുമാനങ്ങളുടെ ട്രിബ്യൂൺ

പൊൻക്രാറ്റ് ബോറിസോവ്, എഞ്ചിനീയർ
നെഗറ്റീവ് മാസ്: അനന്തതയിലേക്കുള്ള ഒരു സൗജന്യ യാത്ര

ഈ വിഷയത്തെക്കുറിച്ചുള്ള ലേഖനങ്ങൾ 30 വർഷത്തിലേറെയായി വിദേശ, സോവിയറ്റ് ഫിസിക്സ് ജേണലുകളിൽ കാലാകാലങ്ങളിൽ പ്രത്യക്ഷപ്പെട്ടു. എന്നാൽ വിചിത്രമെന്നു പറയട്ടെ, അവ ഇപ്പോഴും ജനപ്രിയരുടെ ശ്രദ്ധ ആകർഷിച്ചതായി തോന്നുന്നില്ല. എന്നാൽ നെഗറ്റീവ് പിണ്ഡത്തിന്റെ പ്രശ്നം, കർശനമായ ശാസ്ത്രീയ രൂപീകരണത്തിൽ പോലും, ആധുനിക ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിലെ വൈരുദ്ധ്യങ്ങളെ സ്നേഹിക്കുന്നവർക്കും സയൻസ് ഫിക്ഷൻ എഴുത്തുകാർക്കും ഒരു മികച്ച സമ്മാനമാണ്. എന്നാൽ ഇത് പ്രത്യേക സാഹിത്യത്തിന്റെ സ്വത്താണ്: അതിലെ സംവേദനം പതിറ്റാണ്ടുകളായി മറഞ്ഞിരിക്കാം ...

അതിനാൽ, ഞങ്ങൾ സംസാരിക്കുന്നത്ദ്രവ്യത്തിന്റെ ഒരു സാങ്കൽപ്പിക രൂപത്തെക്കുറിച്ച്, അതിന്റെ പിണ്ഡം സാധാരണ ചിഹ്നത്തിന് വിപരീതമാണ്. ചോദ്യം ഉടനടി ഉയർന്നുവരുന്നു: ഇത് യഥാർത്ഥത്തിൽ എന്താണ് അർത്ഥമാക്കുന്നത്? ഇത് ഉടനടി വ്യക്തമാകും: നെഗറ്റീവ് പിണ്ഡം എന്ന ആശയം ശരിയായി നിർവചിക്കുന്നത് അത്ര ലളിതമല്ല.

നിസ്സംശയം, അതിന് ഗുരുത്വാകർഷണ വികർഷണത്തിന്റെ സ്വത്ത് ഉണ്ടായിരിക്കണം. എന്നാൽ ഇത് മാത്രം പോരാ എന്ന് മാറുന്നു. ആധുനിക ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിൽ, നാല് തരം പിണ്ഡങ്ങൾ കർശനമായി വേർതിരിച്ചിരിക്കുന്നു:

ഗുരുത്വാകർഷണ സജീവം - ആകർഷിക്കുന്ന ഒന്ന് (അത് പോസിറ്റീവ് ആണെങ്കിൽ, തീർച്ചയായും);

ഗുരുത്വാകർഷണ നിഷ്ക്രിയ - ആകർഷിക്കപ്പെടുന്ന ഒന്ന്;

നിഷ്ക്രിയം, ഇത് ഒരു പ്രയോഗിച്ച ബലത്തിന്റെ (a = F/m) പ്രവർത്തനത്തിന് കീഴിൽ ഒരു നിശ്ചിത ത്വരണം കൈവരിക്കുന്നു;

ഒടുവിൽ, ശരീരത്തിന്റെ മൊത്തം ഊർജ്ജം (E = mC 2) വ്യക്തമാക്കുന്ന ഐൻസ്റ്റീൻ വിശ്രമ പിണ്ഡം.

പൊതുവായി അംഗീകരിക്കപ്പെട്ട സിദ്ധാന്തങ്ങൾ അനുസരിച്ച്, അവയെല്ലാം വലുപ്പത്തിൽ തുല്യമാണ്. എന്നാൽ അവ തമ്മിൽ വേർതിരിച്ചറിയേണ്ടത് ആവശ്യമാണ്, നെഗറ്റീവ് പിണ്ഡം നിർണ്ണയിക്കാൻ ശ്രമിക്കുമ്പോൾ ഇത് കൃത്യമായി വ്യക്തമാകും. അതിന്റെ നാല് തരങ്ങളും നെഗറ്റീവ് ആയിത്തീർന്നാൽ മാത്രമേ ഇത് സാധാരണയുള്ളതിന് തികച്ചും വിപരീതമാകൂ എന്നതാണ് വസ്തുത.

ഈ സമീപനത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കി, 1957-ൽ പ്രസിദ്ധീകരിച്ച ഈ വിഷയത്തെക്കുറിച്ചുള്ള ആദ്യ ലേഖനത്തിൽ, ഇംഗ്ലീഷ് ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞനായ എച്ച്. ബോണ്ടി കർശനമായ തെളിവുകളിലൂടെ "മൈനസ് പിണ്ഡത്തിന്റെ" അടിസ്ഥാന ഗുണങ്ങൾ നിർണ്ണയിച്ചു.

ന്യൂട്ടോണിയൻ മെക്കാനിക്സിൽ മാത്രം അധിഷ്ഠിതമായതിനാൽ അവ ഇവിടെ ആവർത്തിക്കുന്നത് വളരെ ബുദ്ധിമുട്ടുള്ള കാര്യമല്ല. എന്നാൽ ഇത് നമ്മുടെ കഥയെ അലങ്കോലപ്പെടുത്തും, തുടർന്ന് ഇവിടെ നിരവധി ഭൗതികവും ഗണിതവുമായ "സൂക്ഷ്മതകൾ" ഉണ്ട്. അതിനാൽ, ഫലങ്ങളിലേക്ക് നേരിട്ട് പോകാം, പ്രത്യേകിച്ചും അവ വളരെ വ്യക്തമാണ്.

ഒന്നാമതായി, “മൈനസ് ദ്രവ്യം” മറ്റേതെങ്കിലും ശരീരങ്ങളെ ഗുരുത്വാകർഷണപരമായി അകറ്റണം, അതായത്, നെഗറ്റീവ് മാത്രമല്ല, പോസിറ്റീവ് പിണ്ഡവും (സാധാരണ ദ്രവ്യം, നേരെമറിച്ച്, എല്ലായ്പ്പോഴും രണ്ട് തരത്തിലുമുള്ള ദ്രവ്യത്തെ ആകർഷിക്കുന്നു). കൂടാതെ, ഏതെങ്കിലും ശക്തിയുടെ സ്വാധീനത്തിൽ, ജഡത്വത്തിന്റെ ശക്തി വരെ, അത് ഈ ശക്തിയുടെ വെക്റ്ററിന് എതിർ ദിശയിലേക്ക് നീങ്ങണം. അവസാനമായി, അതിന്റെ മൊത്തം ഐൻസ്റ്റീൻ ഊർജ്ജവും നെഗറ്റീവ് ആയിരിക്കണം.

അതിനാൽ, വഴിയിൽ, നമ്മുടെ അതിശയകരമായ പദാർത്ഥം ആന്റിമാറ്റർ അല്ലെന്ന് ഊന്നിപ്പറയേണ്ടതാണ്, അതിന്റെ പിണ്ഡം ഇപ്പോഴും പോസിറ്റീവ് ആയി കണക്കാക്കപ്പെടുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, പ്രകാരം ആധുനിക ആശയങ്ങൾ, ആന്റിമാറ്റർ കൊണ്ട് നിർമ്മിച്ച "ആന്റി എർത്ത്" നമ്മുടെ ഗ്രഹത്തിന്റെ അതേ ഭ്രമണപഥത്തിൽ സൂര്യനെ ചുറ്റും.

ഇതെല്ലാം മിക്കവാറും വ്യക്തമാണ്. എന്നാൽ പിന്നീട് അവിശ്വസനീയമായത് ആരംഭിക്കുന്നു.

അതേ ഗുരുത്വാകർഷണം എടുക്കാം. രണ്ട് സാധാരണ ശരീരങ്ങൾ ആകർഷിക്കുകയും അടുത്ത് വരികയും ചെയ്താൽ, രണ്ട് ആന്റിമാസ് റിപ്പൾസും ചിതറിയും എങ്കിൽ, വ്യത്യസ്ത അടയാളങ്ങളുള്ള പിണ്ഡങ്ങളുടെ ഗുരുത്വാകർഷണ പ്രതിപ്രവർത്തന സമയത്ത് എന്ത് സംഭവിക്കും?

ഇത് ഏറ്റവും ലളിതമായിരിക്കട്ടെ: ഒരു പദാർത്ഥം കൊണ്ട് നിർമ്മിച്ച ഒരു ശരീരം (ഒരു പന്ത് എന്ന് പറയാം). നെഗറ്റീവ് മാസ്-M ഒബ്‌ജക്റ്റിന് പിന്നിൽ സ്ഥിതിചെയ്യുന്നു (നമുക്ക് ഇതിനെ “റോക്കറ്റ്” എന്ന് വിളിക്കാം - എന്തുകൊണ്ടെന്ന് ഇപ്പോൾ നമുക്ക് കണ്ടെത്താം) തുല്യ പോസിറ്റീവ് പിണ്ഡം +M. പന്തിന്റെ ഗുരുത്വാകർഷണ മണ്ഡലം റോക്കറ്റിനെ പിന്തിരിപ്പിക്കുന്നുവെന്ന് വ്യക്തമാണ്, അത് തന്നെ പന്തിനെ ആകർഷിക്കുന്നു. എന്നാൽ ഇതിൽ നിന്ന് ഇത് പിന്തുടരുന്നു (ഇത് വീണ്ടും കർശനമായി തെളിയിക്കപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു) മുഴുവൻ സിസ്റ്റവും രണ്ട് പിണ്ഡങ്ങളുടെ കേന്ദ്രങ്ങളെ ബന്ധിപ്പിക്കുന്ന ഒരു നേർരേഖയിലൂടെ നീങ്ങും, അവ തമ്മിലുള്ള ഗുരുത്വാകർഷണ പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിന്റെ ശക്തിക്ക് ആനുപാതികമായ നിരന്തരമായ ത്വരണം!

തീർച്ചയായും, ഒറ്റനോട്ടത്തിൽ, സ്വയമേവയുള്ളതും കാരണമില്ലാത്തതുമായ ചലനത്തിന്റെ ഈ ചിത്രം ഒരു കാര്യം മാത്രം "തെളിയിക്കുന്നു": തുടക്കം മുതലേ നിർവചനത്തിൽ ഞങ്ങൾ പറഞ്ഞിട്ടുള്ള ഗുണങ്ങളുള്ള ആന്റിമാസ് നിലനിൽക്കില്ല. എല്ലാത്തിനുമുപരി, ഏറ്റവും മാറ്റമില്ലാത്ത നിയമങ്ങളുടെ ലംഘനങ്ങളുടെ ഒരു കൂട്ടം പോലെ തോന്നിയത് ഞങ്ങൾക്ക് ലഭിച്ചു.

ശരി, ഇവിടെ ഇത് പൂർണ്ണമായും പരസ്യമായി ലംഘിക്കപ്പെട്ടിട്ടില്ലേ, ഉദാഹരണത്തിന്, ആക്കം സംരക്ഷിക്കുന്നതിനുള്ള നിയമം? രണ്ട് ശരീരങ്ങളും, ഒരു കാരണവുമില്ലാതെ, ഒരു ദിശയിലേക്ക് കുതിക്കുന്നു, പക്ഷേ ഒന്നും വിപരീത ദിശയിലേക്ക് നീങ്ങുന്നില്ല. എന്നാൽ പിണ്ഡങ്ങളിൽ ഒന്ന് നെഗറ്റീവ് ആണെന്ന് ഓർക്കുക! എന്നാൽ ഇതിനർത്ഥം, വേഗത കണക്കിലെടുക്കാതെ, അതിന്റെ പ്രേരണയ്ക്ക് ഒരു മൈനസ് ചിഹ്നമുണ്ട്: (-എം) വി, തുടർന്ന് രണ്ട് ബോഡികളുടെ സിസ്റ്റത്തിന്റെ മൊത്തം പ്രേരണ ഇപ്പോഴും പൂജ്യമായി തുടരുന്നു!

സിസ്റ്റത്തിന്റെ മൊത്തം ഗതികോർജ്ജത്തിനും ഇത് ബാധകമാണ്. ശരീരങ്ങൾ വിശ്രമത്തിലായിരിക്കുമ്പോൾ, അത് പൂജ്യത്തിന് തുല്യമാണ്. എന്നാൽ അവ എത്ര വേഗത്തിൽ നീങ്ങിയാലും, ഒന്നും മാറില്ല: (-എം) വി 2/2 ഫോർമുലയ്ക്ക് അനുസൃതമായി, പന്തിന്റെ നെഗറ്റീവ് പിണ്ഡം, നെഗറ്റീവ് ഗതികോർജ്ജം ശേഖരിക്കുന്നു, ഇത് പോസിറ്റീവ് എനർജിയിലെ വർദ്ധനവിന് കൃത്യമായി നഷ്ടപരിഹാരം നൽകുന്നു. റോക്കറ്റ്.

ഇതെല്ലാം അസംബന്ധമാണെന്ന് തോന്നുകയാണെങ്കിൽ, ഒരുപക്ഷേ ഞങ്ങൾ "അത് വെഡ്ജ് ഉപയോഗിച്ച് തട്ടിമാറ്റി" ഒരു അസംബന്ധം മറ്റൊന്നുമായി സ്ഥിരീകരിക്കാൻ ശ്രമിക്കുമോ? ആറാം ക്ലാസ് മുതൽ, തുല്യ പോയിന്റ് പിണ്ഡങ്ങളുടെ കേന്ദ്രം (പോസിറ്റീവ്, തീർച്ചയായും) അവയ്ക്കിടയിൽ മധ്യഭാഗത്തായി സ്ഥിതിചെയ്യുന്നുവെന്ന് ഞങ്ങൾക്കറിയാം. അപ്പോൾ - അടുത്ത നിഗമനം നിങ്ങൾ എങ്ങനെ ഇഷ്ടപ്പെടുന്നു? വ്യത്യസ്ത ചിഹ്നങ്ങളുടെ തുല്യ ബിന്ദു പിണ്ഡങ്ങളുടെ കേന്ദ്രം, അവയിലൂടെ കടന്നുപോകുന്ന ഒരു നേർരേഖയിലാണെങ്കിലും, ഉള്ളിലല്ല, അവയെ ബന്ധിപ്പിക്കുന്ന സെഗ്‌മെന്റിന് പുറത്ത്, ±Ґ?!

ശരി, ഇത് എളുപ്പമാണോ?

വഴിയിൽ, ഈ നിഗമനം ഇതിനകം തികച്ചും പ്രാഥമികമാണ്, അതേ ആറാം ഗ്രേഡിന്റെ തലത്തിൽ ഭൗതികശാസ്ത്രം അറിയുന്ന ആർക്കും, ആവശ്യമെങ്കിൽ, അത് ആവർത്തിക്കാം.

തന്റെ വാക്ക് സ്വീകരിക്കാത്ത ഏതൊരാൾക്കും എല്ലാ കണക്കുകൂട്ടലുകളും ശരിയാണെന്ന് ഉറപ്പാക്കാൻ ഈ വിഷയത്തെക്കുറിച്ചുള്ള ഏറ്റവും പുതിയ പ്രസിദ്ധീകരണങ്ങളിലൊന്ന് റഫർ ചെയ്യാം - അമേരിക്കൻ ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞനായ ആർ. ഫോർവേഡിന്റെ ഒരു ലേഖനം " റോക്കറ്റ് എഞ്ചിൻ 1990-ലെ വിവർത്തനം ചെയ്ത "എയ്‌റോസ്‌പേസ് ടെക്‌നോളജി" നമ്പർ 4-ൽ പ്രസിദ്ധീകരിച്ച നെഗറ്റീവ് മാസ് മാറ്റർ"

പക്ഷേ, ഒരു കണക്കുകൂട്ടലുകളുമില്ലാതെ, "ലിൻഡൻ" തന്നിലേക്ക് തെറിച്ചുവീണത് എവിടെയാണെന്ന് മനസ്സിലായെന്ന് ഒരു നൂതന വായനക്കാരൻ കരുതുന്നുണ്ടോ? തീർച്ചയായും, ഈ ഗംഭീരമായ വാദങ്ങളിലെല്ലാം ചോദ്യം നിശബ്ദമാണ്: അത്തരമൊരു അത്ഭുതകരമായ പിണ്ഡം എവിടെ നിന്ന് വന്നു? എല്ലാത്തിനുമുപരി, അതിന്റെ ഉത്ഭവം എന്തുതന്നെയായാലും, ഊർജ്ജം അതിന്റെ "എക്‌സ്‌ട്രാക്ഷൻ", "പ്രൊഡക്ഷൻ" അല്ലെങ്കിൽ, പറയുക, പ്രവർത്തന രംഗത്തേക്ക് എത്തിക്കുന്നതിന് ചെലവഴിക്കേണ്ടിവരും, അതായത് ...

അയ്യോ, പരിചയസമ്പന്നനായ വായനക്കാരൻ! ഊർജ്ജം, തീർച്ചയായും, ആവശ്യമായി വരും, പക്ഷേ വീണ്ടും നെഗറ്റീവ്. ഒന്നും ചെയ്യാനില്ല: E = Mc 2 ശരീരത്തിന്റെ മൊത്തം ഊർജ്ജത്തിനായുള്ള ഐൻസ്റ്റീന്റെ ഫോർമുലയിൽ, നമ്മുടെ അത്ഭുതകരമായ പിണ്ഡത്തിന് ഇപ്പോഴും അതേ മൈനസ് ചിഹ്നമുണ്ട്. വ്യത്യസ്‌ത ചിഹ്നങ്ങളുടെ തുല്യ പിണ്ഡമുള്ള ഒരു ജോടി ബോഡികളെ “നിർമ്മാണം” ചെയ്യുന്നതിന് ZERO ടോട്ടൽ എനർജി ആവശ്യമായി വരും എന്നാണ് ഇതിനർത്ഥം. ഡെലിവറിക്കും മറ്റേതെങ്കിലും കൃത്രിമത്വത്തിനും ഇത് ബാധകമാണ്.

ഇല്ല - ഈ ഫലങ്ങളെല്ലാം എത്ര വിരോധാഭാസമാണെങ്കിലും, ആന്റിമാസിന്റെ സാന്നിധ്യം ന്യൂട്ടോണിയൻ മെക്കാനിക്സിന് മാത്രമല്ല, വിരുദ്ധമല്ലെന്ന് കർശനമായ നിഗമനങ്ങൾ ഉറപ്പിക്കുന്നു. പൊതു സിദ്ധാന്തംആപേക്ഷികത. അതിന്റെ നിലനിൽപ്പിന് യുക്തിസഹമായ വിലക്കുകളൊന്നും കണ്ടെത്താൻ കഴിഞ്ഞില്ല.

ശരി, സിദ്ധാന്തം “അനുവദിക്കുന്നു” എങ്കിൽ, നമുക്ക് ചിന്തിക്കാം, ഉദാഹരണത്തിന്, പ്ലസ്, മൈനസ് പിണ്ഡമുള്ള ദ്രവ്യത്തിന്റെ രണ്ട് സമാന കണങ്ങളുടെ ശാരീരിക സമ്പർക്കത്തിൽ എന്ത് സംഭവിക്കുമെന്ന്? "സാധാരണ" ആന്റിമാറ്റർ ഉപയോഗിച്ച് എല്ലാം വ്യക്തമാണ്: രണ്ട് ശരീരങ്ങളുടെയും മുഴുവൻ ഊർജ്ജവും പുറത്തുവിടുന്നതോടെ ഉന്മൂലനം സംഭവിക്കും. എന്നാൽ രണ്ട് തുല്യ പിണ്ഡങ്ങളിൽ ഒന്ന് നെഗറ്റീവ് ആണെങ്കിൽ, നമ്മൾ മനസ്സിലാക്കിയതുപോലെ അവയുടെ മൊത്തം ഊർജ്ജം പൂജ്യമാണ്. എന്നാൽ യഥാർത്ഥത്തിൽ അവർക്ക് എന്ത് സംഭവിക്കും എന്നത് സിദ്ധാന്തത്തിന് അതീതമായ ഒരു ചോദ്യമാണ്.

അത്തരമൊരു സംഭവത്തിന്റെ ഫലം അനുഭവത്തിലൂടെ മാത്രമേ അറിയാൻ കഴിയൂ. ഇത് "കണക്കെടുക്കുക" അസാധ്യമാണ് - എല്ലാത്തിനുമുപരി, നെഗറ്റീവ് പിണ്ഡത്തിന്റെ "പ്രവർത്തനത്തിന്റെ മെക്കാനിസം", അതിന്റെ "ആന്തരിക ഘടന" (ആകസ്മികമായി, സാധാരണ പിണ്ഡത്തെക്കുറിച്ച് ഞങ്ങൾക്ക് ഇത് അറിയില്ല) എന്നിവയെക്കുറിച്ച് ഞങ്ങൾക്ക് അറിയില്ല. സൈദ്ധാന്തികമായി, ഒരു കാര്യം വ്യക്തമാണ്: ഏത് സാഹചര്യത്തിലും, സിസ്റ്റത്തിന്റെ മൊത്തം ഊർജ്ജം പൂജ്യമായി തുടരും. അതേ ഫോർവേഡ് ചെയ്യുന്നതുപോലെ ഒരു സിദ്ധാന്തം മാത്രം മുന്നോട്ട് വയ്ക്കാൻ ഞങ്ങൾക്ക് അവകാശമുണ്ട്. അദ്ദേഹത്തിന്റെ അനുമാനമനുസരിച്ച്, ഇവിടെ ശാരീരിക ഇടപെടൽ ഉന്മൂലനത്തിലേക്കല്ല, മറിച്ച് "അസാധുവാക്കൽ" എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്നതിലേക്ക് നയിക്കുന്നു, അതായത്, കണങ്ങളുടെ "നിശബ്ദമായ" പരസ്പര ഉന്മൂലനം, ഊർജ്ജം പുറത്തുവിടാതെ അവ അപ്രത്യക്ഷമാകുന്നു.

പക്ഷേ, ഞങ്ങൾ ആവർത്തിക്കുന്നു, ഒരു പരീക്ഷണത്തിന് മാത്രമേ ഈ സിദ്ധാന്തത്തെ സ്ഥിരീകരിക്കാനോ നിരാകരിക്കാനോ കഴിയൂ.

അതേ കാരണങ്ങളാൽ, നെഗറ്റീവ് പിണ്ഡം എങ്ങനെ "ഉണ്ടാക്കാം" എന്നതിനെക്കുറിച്ച് ഞങ്ങൾക്ക് ഒന്നും അറിയില്ല (ഇത് സാധ്യമാണെങ്കിൽ). രണ്ട് തുല്യ പിണ്ഡങ്ങൾ എന്ന് മാത്രമാണ് സിദ്ധാന്തം പറയുന്നത് വിപരീത ചിഹ്നംതത്വത്തിൽ, ഊർജ്ജ ചെലവ് കൂടാതെ ഉണ്ടാകാം. അത്തരമൊരു ജോഡി ശരീരം പ്രത്യക്ഷപ്പെടുമ്പോൾ, അത് അനന്തതയിലേക്ക് ഒരു നേർരേഖയിൽ പറന്നു, ത്വരിതപ്പെടുത്തും ...

R. ഫോർവേഡ് തന്റെ ലേഖനത്തിൽ ഇതിനകം ഒരു നെഗറ്റീവ് മാസ് എഞ്ചിൻ "രൂപകൽപ്പന" ചെയ്തിട്ടുണ്ട്, അത് നമ്മൾ സജ്ജമാക്കുന്ന ഏത് ആക്സിലറേഷനിലും പ്രപഞ്ചത്തിലെ ഏത് പോയിന്റിലേക്കും നമ്മെ കൊണ്ടുപോകാൻ കഴിയും. ഇതിന് നിങ്ങൾക്കാവശ്യമുള്ളത് ... ഒരു ജോടി നല്ല നീരുറവകൾ (ഇലാസ്റ്റിക് ശക്തികൾ മുഖേനയുള്ള "മൈനസ് പിണ്ഡത്തിന്റെ" എല്ലാ ഇടപെടലുകളും, തീർച്ചയായും, വിശദമായി കണക്കാക്കുന്നു).

അതിനാൽ, റോക്കറ്റിന്റെ പിണ്ഡത്തിന് തുല്യമായ നമ്മുടെ അതിശയകരമായ പിണ്ഡം അതിന്റെ “എഞ്ചിൻ കമ്പാർട്ടുമെന്റിന്റെ” മധ്യത്തിൽ സ്ഥാപിക്കാം. നിങ്ങൾക്ക് മുന്നോട്ട് പറക്കണമെങ്കിൽ, പിന്നിലെ ഭിത്തിയിൽ നിന്ന് സ്പ്രിംഗ് നീട്ടി നെഗറ്റീവ് പിണ്ഡമുള്ള ഒരു ബോഡിയിലേക്ക് ഹുക്ക് ചെയ്യുക. ഉടനടി, അതിന്റെ “വികൃതമായ” നിഷ്ക്രിയ ഗുണങ്ങൾ കാരണം, അത് വലിച്ചിടുന്ന സ്ഥലത്തേക്കല്ല, മറിച്ച് കൃത്യമായ വിപരീത ദിശയിലാണ്, സ്പ്രിംഗിന്റെ പിരിമുറുക്കത്തിന് ആനുപാതികമായ ത്വരിതപ്പെടുത്തലിനൊപ്പം റോക്കറ്റിനെ വലിച്ചിടുന്നത്.

ത്വരണം നിർത്താൻ, സ്പ്രിംഗ് അഴിച്ചുമാറ്റുക. കപ്പലിന്റെ വേഗത കുറയ്ക്കാനും നിർത്താനും, എഞ്ചിൻ കമ്പാർട്ട്മെന്റിന്റെ മുൻവശത്തെ ഭിത്തിയിൽ ഘടിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന രണ്ടാമത്തെ സ്പ്രിംഗ് നിങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കേണ്ടതുണ്ട്.

എന്നിട്ടും "ഫ്രീ എഞ്ചിൻ" ഒരു ഭാഗിക നിരാകരണം ഉണ്ട്! ശരിയാണ്, അത് തികച്ചും അപ്രതീക്ഷിതമായ ഒരു ദിശയിൽ നിന്നാണ് വരുന്നത്. എന്നാൽ അവസാനം അതിനെക്കുറിച്ച് കൂടുതൽ.

ഇതിനിടയിൽ, വലിയ അളവിൽ നെഗറ്റീവ് പിണ്ഡം സ്ഥിതി ചെയ്യുന്ന സ്ഥലങ്ങൾ നോക്കാം. പ്രപഞ്ചത്തിലെ ഗാലക്സികളുടെ വിതരണത്തിന്റെ വലിയ തോതിലുള്ള ത്രിമാന ഭൂപടങ്ങളിൽ കണ്ടെത്തിയ ഭീമാകാരമായ ശൂന്യതയാണ് അത്തരം സ്ഥലങ്ങൾ നിർദ്ദേശിക്കുന്നത് - അവയിലെ ഏറ്റവും രസകരമായ പ്രതിഭാസങ്ങൾ. ചിത്രത്തിൽ നിന്ന് കാണാൻ കഴിയുന്നതുപോലെ. 2, "കുമിളകൾ" എന്നും വിളിക്കപ്പെടുന്ന ഈ അറകളുടെ അളവുകൾ ഏകദേശം 100 ദശലക്ഷം പ്രകാശവർഷമാണ് (നമ്മുടെ ഗാലക്സിയുടെ അളവുകൾ ഏകദേശം 0.06 ദശലക്ഷം പ്രകാശവർഷമാണ്). അങ്ങനെ, ഏറ്റവും വലിയ തോതിൽ, പ്രപഞ്ചത്തിന് ഒരു "നുര" ഘടനയുണ്ട്.

ബബിൾ അതിരുകൾ ക്ലസ്റ്ററുകളാൽ വ്യക്തമായി അടയാളപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്നു വലിയ സംഖ്യതാരാപഥങ്ങൾ. കുമിളകൾക്കുള്ളിൽ പ്രായോഗികമായി അവയൊന്നുമില്ല, അവ അവിടെ സംഭവിക്കുകയാണെങ്കിൽ, ഇവ വളരെ അസാധാരണമായ വസ്തുക്കളാണ്. ശക്തമായ ഉയർന്ന ആവൃത്തിയിലുള്ള വികിരണത്തിന്റെ സ്പെക്ട്രയാണ് ഇവയുടെ സവിശേഷത. കുമിളകളിൽ "പരാജയപ്പെട്ട" ഗാലക്സികളോ സാധാരണ ഹൈഡ്രജന്റെ വാതക മേഘങ്ങളോ അടങ്ങിയിട്ടുണ്ടെന്ന് ഇപ്പോൾ വിശ്വസിക്കപ്പെടുന്നു.

എന്നാൽ പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ "നുര" ഘടന, നെഗറ്റീവ്, പോസിറ്റീവ് പിണ്ഡത്തിന്റെ ഒരേ എണ്ണം കണങ്ങളിൽ നിന്ന് അതിന്റെ രൂപീകരണത്തിന്റെ ഫലമാണെന്ന് അനുമാനിക്കാൻ കഴിയില്ലേ? ഈ വിശദീകരണത്തിൽ നിന്ന്, വളരെ ആകർഷകമായ ഒരു അനന്തരഫലം സ്വാഭാവികമായും പിന്തുടരുന്നു: പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ ആകെ പിണ്ഡം എല്ലായ്പ്പോഴും പൂജ്യത്തിന് തുല്യമാണ്. അപ്പോൾ കുമിളകൾ മൈനസ് പിണ്ഡത്തിനുള്ള സ്വാഭാവിക സ്ഥലങ്ങളാണ്, ഇവയുടെ കണികകൾ കഴിയുന്നത്ര അകലുന്നു. പോസിറ്റീവ് പിണ്ഡം കുമിളകളുടെ ഉപരിതലത്തിലേക്ക് തള്ളപ്പെടുന്നു, അവിടെ ഗുരുത്വാകർഷണത്തിന്റെ സ്വാധീനത്തിൽ അത് താരാപഥങ്ങളും നക്ഷത്രങ്ങളും ഉണ്ടാക്കുന്നു. 1971-ൽ "ഇസ്വെസ്റ്റിയ ഓഫ് യൂണിവേഴ്‌സിറ്റീസ്" എന്ന ജേണലിന്റെ 11-ാം ലക്കത്തിൽ പ്രത്യക്ഷപ്പെട്ട A. A. ബാരനോവിന്റെ ലേഖനം ഇവിടെ നമുക്ക് ഓർമ്മിക്കാം. ഭൗതികശാസ്ത്രം". രണ്ട് അടയാളങ്ങളുടെയും പിണ്ഡമുള്ള കണങ്ങളുള്ള പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ ഒരു പ്രപഞ്ച മാതൃകയെ ഇത് പരിഗണിക്കുന്നു. ഈ മാതൃക ഉപയോഗിച്ച്, കോസ്മോളജിക്കൽ കോൺസ്റ്റന്റ്, ഹബിൾ റെഡ് ഷിഫ്റ്റ് എന്നിവയുടെ പരീക്ഷണാത്മക കണക്കുകളും അതുപോലെ തന്നെ പരസ്പരം ബന്ധപ്പെടുന്ന താരാപഥങ്ങളിൽ കാണപ്പെടുന്ന ചില അസാധാരണ പ്രതിഭാസങ്ങളും രചയിതാവ് വിശദീകരിക്കുന്നു.

വലിയ അളവിലുള്ള നെഗറ്റീവ് പിണ്ഡത്തിന്റെ മറ്റൊരു സാധ്യമായ അടയാളം പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ വലിയ തോതിലുള്ള ഘടനകളിൽ വളരെ വേഗത്തിലുള്ള "പ്രവാഹങ്ങളുടെ" സാന്നിധ്യമാണ്. അങ്ങനെ, നമ്മുടെ ഗാലക്സി അടങ്ങിയ സൂപ്പർക്ലസ്റ്റർ കോസ്മിക് മൈക്രോവേവ് പശ്ചാത്തല വികിരണത്തിന്റെ വിശ്രമ പശ്ചാത്തലവുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ 600 കി.മീ / സെക്കന്റ് വേഗതയിൽ "ഒഴുകുന്നു". തണുത്ത ഇരുണ്ട ദ്രവ്യത്തിൽ നിന്നുള്ള ഗാലക്സികളുടെ രൂപീകരണ സിദ്ധാന്തങ്ങളുടെ ചട്ടക്കൂടിൽ ഈ വേഗത യോജിക്കുന്നില്ല. നെഗറ്റീവ് പിണ്ഡം അടങ്ങിയ കുമിളകളിൽ നിന്നുള്ള സൂപ്പർക്ലസ്റ്ററുകളുടെ കൂട്ടായ വികർഷണം കണക്കിലെടുത്ത് ഈ പ്രതിഭാസത്തെ വിശദീകരിക്കാൻ ശ്രമിക്കണമെന്ന് ആർ ഫോർവേഡ് നിർദ്ദേശിക്കുന്നു.

അതിനാൽ, നെഗറ്റീവ് ദ്രവ്യത്തിന് പിരിഞ്ഞുപോകാൻ മാത്രമേ കഴിയൂ. എന്നാൽ ഇത്, ചർച്ച ചെയ്ത പല നിഗമനങ്ങളുടെയും ഭാഗികമായ നിരാകരണമാണ്. എല്ലാത്തിനുമുപരി, ദ്രവ്യത്തിന്റെ കണികകൾക്കിടയിലുള്ള ഗുരുത്വാകർഷണ വികർഷണത്തിന്റെ സ്വത്ത്, അവയുടെ സ്വഭാവം എന്തുതന്നെയായാലും, ഗുരുത്വാകർഷണ ശക്തികളുടെ സ്വാധീനത്തിൽ ഈ കണങ്ങൾക്ക് ഒന്നിച്ചുചേരാൻ കഴിയില്ല എന്ന വസ്തുതയിലേക്ക് അനിവാര്യമായും നയിക്കുന്നു. മാത്രമല്ല: ഏതെങ്കിലും ശക്തിയുടെ സ്വാധീനത്തിൽ നെഗറ്റീവ് പിണ്ഡത്തിന്റെ ഒരു കണിക ഈ ശക്തിയുടെ വെക്റ്ററിന് വിപരീത ദിശയിലേക്ക് നീങ്ങുന്നതിനാൽ, സാധാരണ ഇന്ററാറ്റോമിക് ഇടപെടലുകൾക്ക് അത്തരം കണങ്ങളെ “സാധാരണ” ശരീരങ്ങളിലേക്ക് ബന്ധിപ്പിക്കാൻ കഴിയില്ല.

എന്നാൽ ഈ ചർച്ചകളിൽ നിന്നെല്ലാം വായനക്കാരന് ഇപ്പോഴും സന്തോഷം ലഭിച്ചുവെന്ന് ഞങ്ങൾ പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു...

സ്പേസ്ടൈമിലെ സാങ്കൽപ്പിക വേംഹോൾ

സൈദ്ധാന്തിക ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിൽ, ഇത് ഒരു സാങ്കൽപ്പിക പദാർത്ഥത്തിന്റെ ആശയമാണ്, ഇതിന്റെ പിണ്ഡത്തിന് ഒരു സാധാരണ പദാർത്ഥത്തിന്റെ പിണ്ഡത്തിന് വിപരീത മൂല്യമുണ്ട് (ഒരു വൈദ്യുത ചാർജ് പോസിറ്റീവ്, നെഗറ്റീവ് ആകാം). ഉദാഹരണത്തിന്, -2 കി.ഗ്രാം. അത്തരമൊരു പദാർത്ഥം, അത് നിലവിലുണ്ടെങ്കിൽ, ഒന്നോ അതിലധികമോ ലംഘിക്കുകയും ചിലത് പ്രദർശിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യും വിചിത്രമായ സ്വത്തുക്കൾ. ചില ഊഹക്കച്ചവട സിദ്ധാന്തങ്ങൾ അനുസരിച്ച്, സ്‌പേസ്-ടൈമിൽ (വേംഹോളുകൾ) സൃഷ്ടിക്കാൻ നെഗറ്റീവ് പിണ്ഡമുള്ള ദ്രവ്യം ഉപയോഗിക്കാം.

ഇത് കേവല സയൻസ് ഫിക്ഷൻ പോലെ തോന്നുന്നു, എന്നാൽ ഇപ്പോൾ വാഷിംഗ്ടൺ സ്റ്റേറ്റ് യൂണിവേഴ്സിറ്റി, യൂണിവേഴ്സിറ്റി ഓഫ് വാഷിംഗ്ടൺ, OIST യൂണിവേഴ്സിറ്റി (ഒകിനാവ, ജപ്പാൻ), ഷാങ്ഹായ് യൂണിവേഴ്സിറ്റി എന്നിവിടങ്ങളിൽ നിന്നുള്ള ഒരു കൂട്ടം ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞർ ഒരു സാങ്കൽപ്പിക നെഗറ്റീവ് മാസ് മെറ്റീരിയലിന്റെ ചില ഗുണങ്ങൾ കാണിക്കുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, നിങ്ങൾ ഈ പദാർത്ഥം തള്ളുകയാണെങ്കിൽ, അത് വേഗത്തിലാക്കുന്നത് പ്രയോഗിച്ച ശക്തിയുടെ ദിശയിലല്ല, മറിച്ച് വിപരീത ദിശയിലായിരിക്കും. അതായത്, അത് വിപരീത ദിശയിൽ വേഗത്തിലാക്കുന്നു.

നെഗറ്റീവ് മാസ് ഗുണങ്ങളുള്ള ഒരു പദാർത്ഥം സൃഷ്ടിക്കാൻ, ശാസ്ത്രജ്ഞർ റൂബിഡിയം ആറ്റങ്ങളെ ഏതാണ്ട് കേവല പൂജ്യത്തിലേക്ക് തണുപ്പിച്ച് ബോസ്-ഐൻസ്റ്റീൻ കണ്ടൻസേറ്റ് തയ്യാറാക്കി. ഈ അവസ്ഥയിൽ, കണങ്ങൾ വളരെ സാവധാനത്തിൽ നീങ്ങുന്നു, കൂടാതെ ക്വാണ്ടം ഇഫക്റ്റുകൾ മാക്രോസ്കോപ്പിക് തലത്തിൽ പ്രത്യക്ഷപ്പെടാൻ തുടങ്ങുന്നു. അതായത്, ക്വാണ്ടം മെക്കാനിക്സിന്റെ തത്വങ്ങൾക്കനുസൃതമായി, കണങ്ങൾ തരംഗങ്ങൾ പോലെ പ്രവർത്തിക്കാൻ തുടങ്ങുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, അവർ പരസ്പരം സമന്വയിപ്പിക്കുകയും ഘർഷണം കൂടാതെ കാപ്പിലറികളിലൂടെ ഒഴുകുകയും ചെയ്യുന്നു, അതായത്, ഊർജ്ജം നഷ്ടപ്പെടാതെ - സൂപ്പർഫ്ലൂയിഡിറ്റി എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്ന പ്രഭാവം.

വാഷിംഗ്ടൺ സർവ്വകലാശാലയുടെ ലബോറട്ടറിയിൽ, 0.001 mm³-ൽ താഴെയുള്ള അളവിൽ ഒരു ബോസ്-ഐൻസ്റ്റീൻ കണ്ടൻസേറ്റ് രൂപപ്പെടുന്നതിനുള്ള വ്യവസ്ഥകൾ സൃഷ്ടിച്ചു. കണികകൾ ഒരു ലേസർ വഴി മന്ദഗതിയിലാക്കി, അവയിൽ ഏറ്റവും ഊർജ്ജസ്വലമായ വോളിയം വിട്ടുപോകുന്നതുവരെ കാത്തിരുന്നു, അത് മെറ്റീരിയലിനെ കൂടുതൽ തണുപ്പിച്ചു. ഈ ഘട്ടത്തിൽ, സൂപ്പർക്രിട്ടിക്കൽ ദ്രാവകത്തിന് ഇപ്പോഴും പോസിറ്റീവ് പിണ്ഡമുണ്ടായിരുന്നു. പാത്രത്തിന്റെ മുദ്ര പൊട്ടിയാൽ റൂബിഡിയം ആറ്റങ്ങൾ ചിതറി വീഴും വ്യത്യസ്ത വശങ്ങൾ, കേന്ദ്ര ആറ്റങ്ങൾ ഏറ്റവും പുറത്തെ ആറ്റങ്ങളെ പുറത്തേക്ക് തള്ളുകയും അവ പ്രയോഗിച്ച ശക്തിയുടെ ദിശയിൽ ത്വരിതപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യും.

നെഗറ്റീവ് ഫലപ്രദമായ പിണ്ഡം സൃഷ്ടിക്കാൻ, ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞർ ചില ആറ്റങ്ങളുടെ സ്പിൻ മാറ്റുന്ന മറ്റൊരു കൂട്ടം ലേസർ ഉപയോഗിച്ചു. സിമുലേഷൻ പ്രവചിക്കുന്നതുപോലെ, പാത്രത്തിന്റെ ചില ഭാഗങ്ങളിൽ കണികകൾ നെഗറ്റീവ് പിണ്ഡം നേടണം. സിമുലേഷനുകളിൽ (താഴെയുള്ള ഡയഗ്രാമിൽ) സമയത്തിന്റെ പ്രവർത്തനമെന്ന നിലയിൽ ദ്രവ്യത്തിന്റെ സാന്ദ്രതയിലെ മൂർച്ചയുള്ള വർദ്ധനവ് ഇത് വ്യക്തമായി കാണാൻ കഴിയും.

ചിത്രം 1. വ്യത്യസ്ത കോഹഷൻ ഫോഴ്‌സ് കോഫിഫിഷ്യന്റുകളുള്ള ബോസ്-ഐൻ‌സ്റ്റൈൻ കണ്ടൻസേറ്റിന്റെ അനിസോട്രോപിക് വികാസം. യഥാർത്ഥ ഫലങ്ങൾപരീക്ഷണം ചുവപ്പിൽ സൂചിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു, സിമുലേഷനിലെ പ്രവചന ഫലങ്ങൾ കറുപ്പിൽ സൂചിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു.

ചിത്രം 1-ന്റെ താഴത്തെ വരിയിലെ മധ്യ ഫ്രെയിമിന്റെ ക്ലോസ്-അപ്പാണ് ചുവടെയുള്ള ഡയഗ്രം.

ഒരു അർദ്ധ നിമിഷത്തിൽ

ഫലപ്രദമായ പിണ്ഡം എവിടെയാണ്

നെഗറ്റീവ് ആകാൻ തുടങ്ങുന്നു (മുകളിൽ വരി). കുറഞ്ഞ നെഗറ്റീവ് ഇഫക്റ്റീവ് പിണ്ഡത്തിന്റെ (മധ്യഭാഗം) പോയിന്റും പിണ്ഡം പോസിറ്റീവ് മൂല്യങ്ങളിലേക്ക് മടങ്ങുന്ന പോയിന്റും (താഴെ വരി) കാണിക്കുന്നു. ചുവന്ന ഡോട്ടുകൾ നെഗറ്റീവ് ഫലപ്രദമായ പിണ്ഡത്തിന്റെ മേഖലയിൽ ലോക്കൽ ക്വാസി-ടോർക്ക് കിടക്കുന്ന സ്ഥലങ്ങളെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു.

ഗ്രാഫുകളുടെ ആദ്യ നിര തന്നെ കാണിക്കുന്നത് ശാരീരിക പരീക്ഷണ വേളയിൽ, സിമുലേഷന്റെ ഫലങ്ങൾക്ക് അനുസൃതമായി പദാർത്ഥം പ്രവർത്തിച്ചു, ഇത് നെഗറ്റീവ് ഫലപ്രദമായ പിണ്ഡമുള്ള കണങ്ങളുടെ രൂപം പ്രവചിക്കുന്നു.

ഒരു ബോസ്-ഐൻ‌സ്റ്റൈൻ കണ്ടൻസേറ്റിൽ, കണങ്ങൾ തരംഗങ്ങൾ പോലെയാണ് പെരുമാറുന്നത്, അതിനാൽ പോസിറ്റീവ് ഫലപ്രദമായ പിണ്ഡമുള്ള സാധാരണ കണങ്ങൾ പ്രചരിപ്പിക്കേണ്ട ദിശയിൽ അത് വ്യാപിക്കുന്നില്ല.

ന്യായമായി പറഞ്ഞാൽ, ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞർ പരീക്ഷണങ്ങളിൽ ആവർത്തിച്ച് രേഖപ്പെടുത്തിയിട്ടുണ്ട്, എന്നാൽ ആ പരീക്ഷണങ്ങൾ വ്യത്യസ്ത രീതികളിൽ വ്യാഖ്യാനിക്കാവുന്നതാണ്. ഇപ്പോൾ അനിശ്ചിതത്വം ഏറെക്കുറെ ഒഴിവായി.

ശാസ്ത്ര ലേഖനം ഏപ്രിൽ 10, 2017 ജേണലിൽ ഫിസിക്കൽ റിവ്യൂ ലെറ്ററുകൾ(doi:10.1103/PhysRevLett.118.155301, സബ്സ്ക്രിപ്ഷൻ വഴി ലഭ്യമാണ്). 2016 ഡിസംബർ 13-ന് ജേണലിൽ സമർപ്പിക്കുന്നതിന് മുമ്പുള്ള ലേഖനത്തിന്റെ ഒരു പകർപ്പ് arXiv.org എന്ന വെബ്‌സൈറ്റിൽ സൗജന്യമായി ലഭ്യമാണ് (arXiv:1612.04055).

വാഷിംഗ്ടൺ സർവകലാശാലയിലെ ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞർ നെഗറ്റീവ് പിണ്ഡമുള്ള ഒരു ദ്രാവകം സൃഷ്ടിച്ചു. അത് തള്ളുക, ലോകത്ത് നമുക്കറിയാവുന്ന എല്ലാ ഭൗതിക വസ്തുക്കളിൽ നിന്നും വ്യത്യസ്തമായി, അത് തള്ളലിന്റെ ദിശയിൽ ത്വരിതപ്പെടുത്തുകയില്ല. അത് വിപരീത ദിശയിൽ വേഗത്തിലാക്കും. ഈ പ്രതിഭാസം ഒരു ലബോറട്ടറി ക്രമീകരണത്തിൽ വളരെ അപൂർവമായി മാത്രമേ സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്നുള്ളൂ, ബഹിരാകാശത്തെക്കുറിച്ചുള്ള കൂടുതൽ സങ്കീർണ്ണമായ ചില ആശയങ്ങൾ പഠിക്കാൻ ഇത് ഉപയോഗിക്കാമെന്ന് വാഷിംഗ്ടൺ സർവകലാശാലയിലെ ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിന്റെയും ജ്യോതിശാസ്ത്രത്തിന്റെയും അസിസ്റ്റന്റ് പ്രൊഫസർ മൈക്കൽ ഫോർബ്സ് പറയുന്നു. ഫിസിക്കൽ റിവ്യൂ ലെറ്ററുകളിൽ പഠനം ദൃശ്യമാകുന്നു.

സാങ്കൽപ്പികമായി, ഒരു വൈദ്യുത ചാർജ് നെഗറ്റീവ് അല്ലെങ്കിൽ പോസിറ്റീവ് ആയിരിക്കാമെന്ന അതേ അർത്ഥത്തിൽ ഒരു പദാർത്ഥത്തിന് നെഗറ്റീവ് പിണ്ഡമുണ്ടാകാം. ആളുകൾ ഇതിനെക്കുറിച്ച് വളരെ അപൂർവമായി മാത്രമേ ചിന്തിക്കുന്നുള്ളൂ, നമ്മുടെ ദൈനംദിന ലോകം ഐസക് ന്യൂട്ടന്റെ രണ്ടാം ചലന നിയമത്തിന്റെ പോസിറ്റീവ് വശങ്ങൾ മാത്രമേ പ്രകടമാക്കുന്നുള്ളൂ, അത് ഒരു ശരീരത്തിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന ബലം ശരീരത്തിന്റെ പിണ്ഡത്തിന്റെയും ആ ബലം നൽകുന്ന ത്വരിതത്തിന്റെയും ഫലത്തിന് തുല്യമാണെന്ന് പ്രസ്താവിക്കുന്നു. , അല്ലെങ്കിൽ F = ma.

മറ്റൊരു വിധത്തിൽ പറഞ്ഞാൽ, നിങ്ങൾ ഒരു വസ്തുവിനെ തള്ളുകയാണെങ്കിൽ, അത് നിങ്ങളുടെ തള്ളലിന്റെ ദിശയിൽ ത്വരിതപ്പെടുത്തും. പിണ്ഡം ശക്തിയുടെ ദിശയിൽ അതിനെ ത്വരിതപ്പെടുത്തും.

“ഞങ്ങൾ ഈ അവസ്ഥയ്ക്ക് പരിചിതമാണ്,” ഫോർബ്സ് പറയുന്നു, ഒരു ആശ്ചര്യം പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു. "നെഗറ്റീവ് മാസ് ഉപയോഗിച്ച്, നിങ്ങൾ എന്തെങ്കിലും തള്ളുകയാണെങ്കിൽ, അത് നിങ്ങളിലേക്ക് ത്വരിതപ്പെടുത്തും."

നെഗറ്റീവ് പിണ്ഡത്തിനുള്ള വ്യവസ്ഥകൾ

തന്റെ സഹപ്രവർത്തകർക്കൊപ്പം, റൂബിഡിയം ആറ്റങ്ങളെ കേവല പൂജ്യത്തിനടുത്തേക്ക് തണുപ്പിച്ച്, അതുവഴി ഒരു ബോസ്-ഐൻസ്റ്റീൻ കണ്ടൻസേറ്റ് സൃഷ്ടിച്ച് നെഗറ്റീവ് പിണ്ഡത്തിനുള്ള സാഹചര്യങ്ങൾ അദ്ദേഹം സൃഷ്ടിച്ചു. ശത്യേന്ദ്രനാഥ് ബോസും ആൽബർട്ട് ഐൻസ്റ്റീനും പ്രവചിച്ച ഈ അവസ്ഥയിൽ, കണങ്ങൾ വളരെ സാവധാനത്തിൽ നീങ്ങുകയും ക്വാണ്ടം മെക്കാനിക്സിന്റെ തത്വങ്ങൾ പിന്തുടർന്ന് തരംഗങ്ങൾ പോലെ പ്രവർത്തിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഊർജം നഷ്ടപ്പെടാതെ ഒഴുകുന്ന ഒരു സൂപ്പർ ഫ്ലൂയിഡ് ദ്രാവകമായി അവ സമന്വയിപ്പിക്കുകയും ചലിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

വാഷിംഗ്ടൺ സർവകലാശാലയിലെ ഭൗതികശാസ്ത്ര, ജ്യോതിശാസ്ത്ര പ്രൊഫസറായ പീറ്റർ ഏംഗൽസിന്റെ നേതൃത്വത്തിൽ, വെബ്‌സ്റ്റർ ഹാളിലെ ആറാം നിലയിലെ ശാസ്ത്രജ്ഞർ ലേസർ ഉപയോഗിച്ച് കണികകളെ മന്ദഗതിയിലാക്കുകയും അവയെ തണുപ്പിക്കുകയും ചൂടുള്ളതും ഉയർന്ന ഊർജ കണികകൾ രക്ഷപ്പെടാൻ അനുവദിക്കുകയും ചെയ്തുകൊണ്ടാണ് ഈ അവസ്ഥകൾ സൃഷ്ടിച്ചത്. നീരാവി, മെറ്റീരിയൽ കൂടുതൽ തണുപ്പിക്കുന്നു.

നൂറ് മൈക്രോണിൽ താഴെ വലിപ്പമുള്ള ഒരു പാത്രത്തിലെന്നപോലെയാണ് ലേസർ ആറ്റങ്ങളെ പിടിച്ചെടുത്തത്. ഈ ഘട്ടത്തിൽ, സൂപ്പർ ഫ്ലൂയിഡ് റുബിഡിയത്തിന് സാധാരണ പിണ്ഡമുണ്ടായിരുന്നു. പാത്രത്തിന്റെ വിള്ളൽ റൂബിഡിയത്തെ രക്ഷപ്പെടാൻ അനുവദിച്ചു, മധ്യഭാഗത്തുള്ള റുബീഡിയം പുറത്തേക്ക് തള്ളിയതിനാൽ വികസിച്ചു.

നെഗറ്റീവ് പിണ്ഡം സൃഷ്ടിക്കാൻ, ശാസ്ത്രജ്ഞർ രണ്ടാമത്തെ സെറ്റ് ലേസർ ഉപയോഗിച്ചു, അത് ആറ്റങ്ങളെ അങ്ങോട്ടും ഇങ്ങോട്ടും തള്ളി, അവയുടെ സ്പിൻ മാറ്റുന്നു. ഇപ്പോൾ, റൂബിഡിയം വേണ്ടത്ര വേഗത്തിൽ തീർന്നുപോകുമ്പോൾ, അത് നെഗറ്റീവ് മാസ് ഉള്ളതുപോലെ പ്രവർത്തിക്കുന്നു. "അത് തള്ളുക, അത് വിപരീത ദിശയിലേക്ക് വേഗത്തിലാക്കും," ഫോർബ്സ് പറയുന്നു. "റൂബിഡിയം ഒരു അദൃശ്യ ഭിത്തിയിൽ ഇടിക്കുന്നത് പോലെയാണ് ഇത്."

പ്രധാന വൈകല്യങ്ങളുടെ ഉന്മൂലനം

വാഷിംഗ്ടൺ സർവ്വകലാശാലയിലെ ശാസ്ത്രജ്ഞർ ഉപയോഗിച്ച രീതി നെഗറ്റീവ് മാസ് മനസ്സിലാക്കാനുള്ള മുൻ ശ്രമങ്ങളിൽ കണ്ടെത്തിയ ചില പ്രധാന പിഴവുകൾ ഒഴിവാക്കി.

"ഈ നെഗറ്റീവ് പിണ്ഡത്തിന്റെ സ്വഭാവത്തിൽ മറ്റ് സങ്കീർണതകളൊന്നുമില്ലാതെ ഞങ്ങൾക്ക് സൂക്ഷ്മമായ നിയന്ത്രണം ഉണ്ടെന്നാണ് ഞങ്ങൾ ആദ്യം മനസ്സിലാക്കിയത്," ഫോർബ്സ് പറയുന്നു. നെഗറ്റീവ് പിണ്ഡത്തിന്റെ വീക്ഷണകോണിൽ നിന്ന്, മറ്റ് സിസ്റ്റങ്ങളിലെ സമാന സ്വഭാവം അവരുടെ ഗവേഷണം വിശദീകരിക്കുന്നു. വർദ്ധിച്ച നിയന്ത്രണം ഗവേഷകർക്ക് ന്യൂട്രോൺ നക്ഷത്രങ്ങൾ പോലെയുള്ള ജ്യോതിശാസ്ത്രത്തിൽ സമാനമായ ഭൗതികശാസ്ത്രം പഠിക്കാൻ പരീക്ഷണങ്ങൾ രൂപകൽപ്പന ചെയ്യുന്നതിനുള്ള ഒരു പുതിയ ഉപകരണം നൽകുന്നു, കൂടാതെ പരീക്ഷണങ്ങൾ സാധ്യമല്ലാത്ത തമോദ്വാരങ്ങൾ, ഡാർക്ക് എനർജി പോലുള്ള പ്രപഞ്ച പ്രതിഭാസങ്ങൾ.

സ്പേസ്ടൈമിലെ സാങ്കൽപ്പിക വേംഹോൾ

വാഷിംഗ്ടൺ സർവ്വകലാശാലയുടെ ലബോറട്ടറിയിൽ, 0.001 mm³-ൽ താഴെയുള്ള അളവിൽ ഒരു ബോസ്-ഐൻസ്റ്റീൻ കണ്ടൻസേറ്റ് രൂപപ്പെടുന്നതിനുള്ള വ്യവസ്ഥകൾ സൃഷ്ടിച്ചു. കണികകൾ ഒരു ലേസർ വഴി മന്ദഗതിയിലാക്കി, അവയിൽ ഏറ്റവും ഊർജ്ജസ്വലമായ വോളിയം വിട്ടുപോകുന്നതുവരെ കാത്തിരുന്നു, അത് മെറ്റീരിയലിനെ കൂടുതൽ തണുപ്പിച്ചു. ഈ ഘട്ടത്തിൽ, സൂപ്പർക്രിട്ടിക്കൽ ദ്രാവകത്തിന് ഇപ്പോഴും പോസിറ്റീവ് പിണ്ഡമുണ്ടായിരുന്നു. പാത്രത്തിന്റെ മുദ്ര തകർന്നാൽ, റൂബിഡിയം ആറ്റങ്ങൾ വ്യത്യസ്ത ദിശകളിലേക്ക് പറക്കും, കാരണം കേന്ദ്ര ആറ്റങ്ങൾ ഏറ്റവും പുറത്തുള്ള ആറ്റങ്ങളെ പുറത്തേക്ക് തള്ളുകയും അവ പ്രയോഗിച്ച ശക്തിയുടെ ദിശയിലേക്ക് ത്വരിതപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യും.

ചിത്രം 1. വ്യത്യസ്ത കോഹഷൻ ഫോഴ്‌സ് കോഫിഫിഷ്യന്റുകളുള്ള ബോസ്-ഐൻ‌സ്റ്റൈൻ കണ്ടൻസേറ്റിന്റെ അനിസോട്രോപിക് വികാസം. യഥാർത്ഥ പരീക്ഷണ ഫലങ്ങൾ ചുവപ്പിലും സിമുലേഷൻ പ്രവചന ഫലങ്ങൾ കറുപ്പിലും കാണിച്ചിരിക്കുന്നു.

ചലനാത്മക അസ്ഥിരത ആദ്യമായി പ്രത്യക്ഷപ്പെട്ട പ്രദേശത്തെ സമയത്തിന്റെ ഒരു ഫംഗ്‌ഷനായി മൊത്ത സാന്ദ്രതയുടെ ഏകമാനമായ സിമുലേഷൻ ചുവടെയുള്ള ഡയഗ്രം കാണിക്കുന്നു. ഡോട്ട് ഇട്ട രേഖകൾ മൂന്ന് ഗ്രൂപ്പുകളുടെ ആറ്റങ്ങളെ പ്രവേഗങ്ങളുള്ള അർദ്ധനിമിഷത്തിൽ വേർതിരിക്കുന്നു, അവിടെ ഫലപ്രദമായ പിണ്ഡം നെഗറ്റീവ് ആകാൻ തുടങ്ങുന്നു (മുകളിൽ വരി). കുറഞ്ഞ നെഗറ്റീവ് ഇഫക്റ്റീവ് പിണ്ഡത്തിന്റെ (മധ്യഭാഗം) പോയിന്റും പിണ്ഡം പോസിറ്റീവ് മൂല്യങ്ങളിലേക്ക് മടങ്ങുന്ന പോയിന്റും (താഴെ വരി) കാണിക്കുന്നു. ചുവന്ന ഡോട്ടുകൾ നെഗറ്റീവ് ഫലപ്രദമായ പിണ്ഡത്തിന്റെ മേഖലയിൽ ലോക്കൽ ക്വാസി-ടോർക്ക് കിടക്കുന്ന സ്ഥലങ്ങളെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു.

ശരിയായി പറഞ്ഞാൽ, നെഗറ്റീവ് മാസ് ദ്രവ്യത്തിന്റെ ഗുണവിശേഷതകൾ പ്രത്യക്ഷപ്പെട്ടപ്പോൾ ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞർ പരീക്ഷണങ്ങളിൽ ആവർത്തിച്ച് ഫലങ്ങൾ രേഖപ്പെടുത്തിയിട്ടുണ്ടെന്ന് പറയണം, എന്നാൽ ആ പരീക്ഷണങ്ങളെ വ്യത്യസ്ത രീതികളിൽ വ്യാഖ്യാനിക്കാം. ഇപ്പോൾ അനിശ്ചിതത്വം ഏറെക്കുറെ ഒഴിവായി.

2017 ഏപ്രിൽ 10-ന് ജേണലിൽ പ്രസിദ്ധീകരിച്ച ശാസ്ത്രീയ ലേഖനം ഫിസിക്കൽ റിവ്യൂ ലെറ്ററുകൾ(doi:10.1103/PhysRevLett.118.155301, സബ്സ്ക്രിപ്ഷൻ വഴി ലഭ്യമാണ്). ജേണലിലേക്ക് സമർപ്പിക്കുന്നതിന് മുമ്പുള്ള ലേഖനത്തിന്റെ ഒരു പകർപ്പ് 2016 ഡിസംബർ 13-ന് പോസ്റ്റ് ചെയ്‌തു, arXiv.org എന്ന വെബ്‌സൈറ്റിൽ സൗജന്യമായി ലഭ്യമാണ് (arXiv:1612.04055).

ബ്രിട്ടീഷ് ജ്യോതിശാസ്ത്രജ്ഞനായ ജാമി ഫാർൺസ് പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ പരിണാമത്തിലുടനീളം നെഗറ്റീവ് പിണ്ഡം സ്ഥിരമായ നിരക്കിൽ ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്ന ഒരു പ്രപഞ്ച മാതൃക നിർദ്ദേശിച്ചു. ഈ മാതൃക ദ്രവ്യത്തിന്റെ സ്വഭാവത്തെക്കുറിച്ചുള്ള പൊതുവായി അംഗീകരിക്കപ്പെട്ട വീക്ഷണത്തിന് വിരുദ്ധമാണ്, പക്ഷേ ഇത് സാധാരണയായി ഇരുണ്ട ദ്രവ്യത്തിനും ഇരുണ്ട ഊർജ്ജത്തിനും കാരണമാകുന്ന മിക്ക ഫലങ്ങളെയും നന്നായി വിശദീകരിക്കുന്നു, പ്രത്യേകിച്ചും, പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ വികാസം, വലിയ തോതിലുള്ള ഘടനയുടെ രൂപീകരണം. പ്രപഞ്ചവും ഗാലക്‌സിയുടെ പ്രഭാവലയവും, ഗാലക്‌സികളുടെ ഭ്രമണ വളവുകളും കോസ്മിക് മൈക്രോവേവ് പശ്ചാത്തല വികിരണത്തിന്റെ നിരീക്ഷിച്ച സ്പെക്‌ട്രവും. ൽ പ്രസിദ്ധീകരിച്ച ലേഖനം ജ്യോതിശാസ്ത്രവും ജ്യോതിശാസ്ത്രവും, സൃഷ്ടിയുടെ ഒരു പ്രീപ്രിന്റ് arXiv.org-ൽ പോസ്റ്റ് ചെയ്തിട്ടുണ്ട്.

നിലവിൽ, ഭൂരിഭാഗം കോസ്മോളജിസ്റ്റുകളും വിശ്വസിക്കുന്നത് പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ പരിണാമം വിവരിക്കുന്നത് ΛCDM മോഡലാണെന്നാണ്. ഈ മാതൃകയനുസരിച്ച്, പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ പിണ്ഡത്തിന്റെ 70 ശതമാനവും ഇരുണ്ട ഊർജ്ജത്തിൽ നിന്നും 25 ശതമാനം തണുത്ത ഇരുണ്ട ദ്രവ്യത്തിൽ നിന്നും (അതായത്, ആരുടെ കണികകൾ സാവധാനം നീങ്ങുന്നു), ബാക്കിയുള്ള 5 ശതമാനം പരിചിതമായ ബാരിയോണിക് ദ്രവ്യത്തിൽ നിന്നും വരുന്നു. കോസ്മിക് മൈക്രോവേവ് ബാക്ക്ഗ്രൗണ്ട് റേഡിയേഷൻ പാറ്റേണിലെ ഹാർമോണിക്സ് വിശകലനം ചെയ്തുകൊണ്ടാണ് ശാസ്ത്രജ്ഞർ ഈ ബന്ധങ്ങൾ നിർണ്ണയിച്ചത്. ഈ സൃഷ്ടിയുടെ പ്രധാന സംഭാവന നൽകിയ WMAP, പ്ലാങ്ക് ഉപഗ്രഹങ്ങളെക്കുറിച്ചുള്ള ബോറിസ് സ്റ്റെർണിന്റെ ലേഖനങ്ങളിൽ പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ "രചന" അളക്കുന്നതിനെക്കുറിച്ച് നിങ്ങൾക്ക് കൂടുതൽ വായിക്കാം.

നിർഭാഗ്യവശാൽ, ഇരുണ്ട ദ്രവ്യത്തെക്കുറിച്ചും ഡാർക്ക് എനർജിയെക്കുറിച്ചും ശാസ്ത്രജ്ഞർക്ക് വേണ്ടത്ര ധാരണയില്ല. മുഴുവൻ സീരീസുകളും പ്രവചിച്ച ഇരുണ്ട ദ്രവ്യ കണങ്ങൾക്കായി തിരയാനുള്ള തീവ്ര-കൃത്യമായ പരീക്ഷണങ്ങളൊന്നുമില്ല സൈദ്ധാന്തിക മാതൃകകൾ(ഉദാഹരണത്തിന്, SUSY) ഒരിക്കലും ഒരു നല്ല ഫലം ലഭിച്ചില്ല. നിലവിൽ, 6 മുതൽ 200 മെഗാ ഇലക്ട്രോൺ വോൾട്ട് വരെ പിണ്ഡമുള്ള സാധാരണ കണങ്ങളുടെയും "ഇരുണ്ട" കണങ്ങളുടെയും ചിതറിക്കിടക്കുന്ന ക്രോസ് സെക്ഷൻ 10 -47 ചതുരശ്ര സെന്റിമീറ്ററാണ്, ഇത് ഈ ബഹുജന ശ്രേണിയിലെ കണങ്ങളെ പ്രായോഗികമായി ഒഴിവാക്കുകയും ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞരെ വികസിപ്പിക്കാൻ പ്രേരിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ബദൽ സിദ്ധാന്തങ്ങൾ. എന്നിരുന്നാലും, ഇരുണ്ട ദ്രവ്യം ഇപ്പോഴും ഗുരുത്വാകർഷണ ഇടപെടലിലൂടെ സ്വയം പ്രത്യക്ഷപ്പെടുന്നു, ഗാലക്സികളുടെയും ചിത്രത്തിന്റെയും ഭ്രമണ വക്രങ്ങൾ പരിഷ്ക്കരിക്കുന്നു, അതിനാൽ ശാസ്ത്രജ്ഞർ ഈ സിദ്ധാന്തം നിരസിക്കുന്നു.

ഡാർക്ക് എനർജി കൊണ്ട് ഇത് കൂടുതൽ മോശമാണ്. കോസ്മിക് മൈക്രോവേവ് പശ്ചാത്തല വികിരണത്തിന്റെ വിശകലനം പരിഗണിക്കാതെ തന്നെ, അതിന്റെ അസ്തിത്വം നേരിട്ട് സ്ഥിരീകരിക്കുന്ന ഒരേയൊരു നിരീക്ഷണം പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ ത്വരിത വികാസമാണ്, ഇത് അളക്കുന്നത് (പരോക്ഷമായി ഇരുണ്ട ഊർജ്ജം ബന്ധം സ്ഥിരീകരിക്കുന്നു. രാസ ഘടകങ്ങൾനിരീക്ഷിക്കാവുന്ന പ്രപഞ്ചത്തിൽ). മാത്രമല്ല, ഡാർക്ക് എനർജി എന്താണെന്ന് ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞർക്ക് കാര്യമായ ധാരണയില്ല അടിസ്ഥാന തലം . തീർച്ചയായും, ഗുണപരമായിയിലെ കോസ്മോളജിക്കൽ സ്ഥിരാങ്കം (ലാംഡ പദം) ഉപയോഗിച്ച് ഇത് വിവരിക്കാം, എന്നാൽ ഈ രീതി പുതിയ അറിവ് നൽകുന്നില്ല, അത് സ്ഥാപിക്കാൻ ഞങ്ങളെ അനുവദിക്കുന്നില്ല അതിൽ എന്താണ് അടങ്ങിയിരിക്കുന്നത്ഇരുണ്ട ഊർജ്ജം. നെഗറ്റീവ് പിണ്ഡമുള്ള കണങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് അത്തരം കൂട്ടിച്ചേർക്കലുകൾ ഐൻ‌സ്റ്റൈൻ വിശദീകരിച്ചു - ഈ സമീപനത്തിൽ, ചലനത്തിന്റെ സമവാക്യങ്ങൾ ഇലക്‌ട്രോഡൈനാമിക്‌സിന്റെ സമവാക്യങ്ങൾ പോലെ സമമിതിയായി മാറുന്നു, കൂടാതെ ലാംഡ പദം സംയോജനത്തിന്റെ സ്ഥിരമായി കാണപ്പെടുന്നു, അതിൽ ഭൗതിക അർത്ഥങ്ങളൊന്നുമില്ല.

നെഗറ്റീവ് പിണ്ഡമുള്ള ദ്രവ്യം ഒരു ബലത്തിന് വിപരീത ദിശയിൽ ത്വരിതപ്പെടുത്തുന്ന ദ്രവ്യമാണ്. നെഗറ്റീവ് പിണ്ഡമുള്ള ഒരു കണിക പോസിറ്റീവ്, നെഗറ്റീവ് പിണ്ഡമുള്ള കണങ്ങളെ അകറ്റുന്നു, അതേസമയം "പോസിറ്റീവ്" കണങ്ങൾ "നെഗറ്റീവ്" കണങ്ങളെ ആകർഷിക്കുന്നു. നിർഭാഗ്യവശാൽ, ΛCDM മോഡലിന്റെ ചട്ടക്കൂടിനുള്ളിൽ, ഡാർക്ക് എനർജി വിവരിക്കുന്ന ഈ രീതി പരാജയത്തിലേക്ക് നയിക്കും. പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ വികാസ സമയത്ത്, വ്യത്യസ്ത നിയമങ്ങൾക്കനുസരിച്ച് വിവിധ ഘടകങ്ങളുടെ സാന്ദ്രത മാറുന്നു എന്നതാണ് വസ്തുത: തണുത്ത ദ്രവ്യത്തിന്റെ സാന്ദ്രത കുറയുന്നു, ഇരുണ്ട ഊർജ്ജത്തിന്റെ സാന്ദ്രത സ്ഥിരമായി തുടരുന്നു. അതിനാൽ, നെഗറ്റീവ് പിണ്ഡവും ഇരുണ്ട ഊർജ്ജവും ഉള്ള ദ്രവ്യത്തെ തിരിച്ചറിയുക അസാധ്യമാണ്.

നെഗറ്റീവ് പിണ്ഡമുള്ള കണങ്ങളുടെ പ്രതിപ്രവർത്തനം: കറുത്ത അമ്പുകൾ ശക്തികളെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു, ചുവന്ന അമ്പുകൾ ത്വരണം സൂചിപ്പിക്കുന്നു

ജാമി ഫാർനെസ് / ജ്യോതിശാസ്ത്രവും ജ്യോതിശാസ്ത്രവും

പോസിറ്റീവ്, നെഗറ്റീവ് പിണ്ഡമുള്ള കണങ്ങളുടെ പ്രതിപ്രവർത്തനം: കറുത്ത അമ്പുകൾ ശക്തികളെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു, ചുവന്ന അമ്പുകൾ ത്വരണം സൂചിപ്പിക്കുന്നു

ജാമി ഫാർനെസ് / ജ്യോതിശാസ്ത്രവും ജ്യോതിശാസ്ത്രവും

പോസിറ്റീവ് പിണ്ഡമുള്ള കണങ്ങളുടെ പ്രതിപ്രവർത്തനം: കറുത്ത അമ്പുകൾ ശക്തികളെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു, ചുവന്ന അമ്പുകൾ ത്വരണം സൂചിപ്പിക്കുന്നു

ജാമി ഫാർനെസ് / ജ്യോതിശാസ്ത്രവും ജ്യോതിശാസ്ത്രവും

എന്നിരുന്നാലും, ഐൻസ്റ്റീന്റെ ആശയത്തെ നിരീക്ഷണ ഡാറ്റയുമായി ബന്ധിപ്പിക്കാൻ തനിക്ക് കഴിഞ്ഞുവെന്ന് ജ്യോതിശാസ്ത്രജ്ഞനായ ജാമി ഫാർനെസ് അവകാശപ്പെടുന്നു. ഇത് ചെയ്യുന്നതിന്, പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ വ്യാപ്തിയിലുടനീളം പിണ്ഡത്തിന്റെ തുടർച്ചയായതും ഏകീകൃതവുമായ ഉൽപാദനത്തെക്കുറിച്ചുള്ള മറ്റൊരു വിപരീത ആശയവുമായി അദ്ദേഹം നെഗറ്റീവ് പിണ്ഡം എന്ന ആശയം സംയോജിപ്പിച്ചു. ഈ ആശയം പുതിയതിൽ നിന്ന് വളരെ അകലെയാണ്; കഴിഞ്ഞ നൂറ്റാണ്ടിന്റെ 40 കളിൽ ഇത് ആദ്യമായി നിർദ്ദേശിക്കപ്പെട്ടു.

സൈദ്ധാന്തികമായി, അത്തരം പ്രക്രിയകൾ ശക്തമായ ഗുരുത്വാകർഷണ മണ്ഡലത്തിന്റെ പശ്ചാത്തലത്തിൽ സംഭവിക്കാം (ഉദാഹരണത്തിന്, കാരണം ). പോസിറ്റീവ് പിണ്ഡങ്ങൾക്കായുള്ള സ്റ്റാൻഡേർഡ് എനർജി-മൊമന്റം ടെൻസറിന് സമാനമായ കൂട്ടിച്ചേർക്കലുകൾ പരിഗണിച്ച്, ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞൻ ഫ്രീഡ്മാൻ സമവാക്യം എഴുതി പരിഹരിക്കുകയും തുടർന്ന് ഈ മാതൃകയിൽ പ്രപഞ്ചം വികസിക്കുന്ന നിയമം കണക്കാക്കുകയും ചെയ്തു. സാധാരണ ഇരുണ്ട ദ്രവ്യത്തിന്റെയും ഇരുണ്ട ഊർജത്തിന്റെയും സംഭാവനകൾ ശാസ്ത്രജ്ഞർ കണക്കിലെടുത്തില്ല. തൽഫലമായി, നെഗറ്റീവ് പിണ്ഡം സ്ഥിരമായ നിരക്കിൽ Γ = -3 ഉത്പാദിപ്പിക്കപ്പെടുകയാണെങ്കിൽ അറിയപ്പെടുന്ന നിയമങ്ങൾ പുനർനിർമ്മിക്കപ്പെടുന്നു. എച്ച്, എവിടെ എച്ച്ഹബിൾ സ്ഥിരാങ്കമാണ്. ഈ സാഹചര്യത്തിൽ, വികാസസമയത്ത് നെഗറ്റീവ് മാസ് ഡെൻസിറ്റി സ്ഥിരമായി നിലനിൽക്കും, ഇത് പ്രപഞ്ച സ്ഥിരാങ്കത്തെ ഫലപ്രദമായി അനുകരിക്കും. ഈ സാഹചര്യത്തിൽ, പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ വികാസ നിരക്കും ആയുസ്സും ΛCDM മോഡലിന് തുല്യമാണ്.

ചെറിയ സ്കെയിലുകളിൽ നെഗറ്റീവ് പിണ്ഡം എങ്ങനെ പ്രകടമാകുമെന്ന് ജ്യോതിശാസ്ത്രജ്ഞൻ കണക്കാക്കി. ഇത് ചെയ്യുന്നതിന്, പോസിറ്റീവ്, നെഗറ്റീവ് പിണ്ഡമുള്ള ധാരാളം കണങ്ങളുടെ പ്രതിപ്രവർത്തനം അദ്ദേഹം തന്റെ മോഡലിന്റെ ചട്ടക്കൂടിനുള്ളിൽ അനുകരിച്ചു. നിലവിലുള്ള എല്ലാ അസ്‌ട്രോഫിസിക്‌സ് പാക്കേജുകളും അത്തരം അസാധാരണമായ പരിഷ്‌ക്കരണങ്ങൾ കണക്കിലെടുക്കാത്തതിനാൽ, ഫാർനെസിന് സ്വന്തം പ്രോഗ്രാം വികസിപ്പിക്കേണ്ടിവന്നു. കണക്കുകൂട്ടലുകൾക്കിടയിലുള്ള ഏകദേശ കണക്കുകൾ ഒഴിവാക്കാൻ, ഗവേഷകൻ ഓരോ നിമിഷവും ഓരോ കണത്തിന്റെയും കോർഡിനേറ്റുകളും വേഗതയും കണക്കാക്കി - ഇത് പ്രവചനങ്ങളുടെ വിശ്വാസ്യത വർദ്ധിപ്പിക്കാൻ സഹായിച്ചു, എന്നിരുന്നാലും കമ്പ്യൂട്ടിംഗ് ഉറവിടങ്ങളിൽ പ്രോഗ്രാമിന്റെ ആവശ്യങ്ങൾ വർദ്ധിച്ചു. കണികകൾ. പ്രത്യേകിച്ചും, ഇക്കാരണത്താൽ, ശാസ്ത്രജ്ഞന് 50 ആയിരം കണങ്ങളെ മോഡലിംഗ് ചെയ്യാൻ സ്വയം പരിമിതപ്പെടുത്തേണ്ടി വന്നു.

വികസിപ്പിച്ച പ്രോഗ്രാം ഉപയോഗിച്ച്, പരമ്പരാഗതമായി ഇരുണ്ട ദ്രവ്യത്തിന് കാരണമാകുന്ന നിരവധി ഇഫക്റ്റുകൾ ഫാർനെസ് കണ്ടു. ആദ്യം, നെഗറ്റീവ് മാസ് കണങ്ങളുടെ ഒരു "കടലിൽ" മുഴുകിയിരിക്കുന്ന പോസിറ്റീവ്-പിണ്ഡത്തിന്റെ സാന്ദ്രമായ ഒരു കൂട്ടത്തിന്റെ പരിണാമം അദ്ദേഹം മാതൃകയാക്കി. "നെഗറ്റീവ്" കണങ്ങൾ "പോസിറ്റീവ്" കണികകളേക്കാൾ ഗണ്യമായി പ്രബലമാകുമ്പോൾ, പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ വികാസത്തിന്റെ അവസാന ഘട്ടങ്ങളിലെ താരാപഥങ്ങളുടെ പരിണാമത്തെ അത്തരമൊരു സംവിധാനം ഗുണപരമായി വിവരിക്കണം. ഈ പ്രശ്നത്തിൽ, ശാസ്ത്രജ്ഞൻ "പോസിറ്റീവ്" കണങ്ങളുടെ എണ്ണം തിരഞ്ഞെടുത്തു എൻ+ = 5000, നെഗറ്റീവ് എണ്ണം എൻ− = 45000. തൽഫലമായി, നിരീക്ഷണ ഡാറ്റയുമായി നന്നായി യോജിക്കുന്ന ഒരു സാന്ദ്രത വിതരണം അദ്ദേഹത്തിന് ലഭിച്ചു - ഗാലക്സിയുടെ കേന്ദ്രത്തിലേക്ക് അടുക്കുമ്പോൾ കണികാ സാന്ദ്രത സാവധാനത്തിൽ വർദ്ധിക്കുകയും ബർക്കർട്ട് പ്രൊഫൈലുമായി യോജിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഇത് ΛCDM മോഡലിൽ സംഭവിക്കുന്ന കസ്പി ഹാലോ പ്രശ്നം പരിഹരിക്കുന്നു.

നെഗറ്റീവ് ദ്രവ്യത്തിന്റെ ഒരു "കടലിൽ" മുഴുകിയിരിക്കുന്ന പോസിറ്റീവ് ദ്രവ്യത്തിന്റെ "ഗാലക്സി" യുടെ പരിണാമം

ജാമി ഫാർനെസ് / ജ്യോതിശാസ്ത്രവും ജ്യോതിശാസ്ത്രവും

ഗാലക്സി മാസ് പ്രൊഫൈൽ ഫാർനെസ് (നീല) കണക്കാക്കുകയും പ്രായോഗികമായി നിരീക്ഷിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു (പിങ്ക് ഡോട്ട് ലൈൻ)

ജാമി ഫാർനെസ് / ജ്യോതിശാസ്ത്രവും ജ്യോതിശാസ്ത്രവും

രണ്ടാമതായി, അതേ പ്രാരംഭ ഡാറ്റ ഉപയോഗിച്ച്, ശാസ്ത്രജ്ഞൻ ഗാലക്സിയുടെ ഭ്രമണ വക്രം കണക്കാക്കുകയും അത് നിരീക്ഷണ ഡാറ്റയുമായി നന്നായി യോജിക്കുന്നതായി കണ്ടെത്തുകയും ചെയ്തു. പൂർണ്ണമായും "പോസിറ്റീവ്" കണങ്ങളുള്ള ഒരു മോഡലിൽ ഗാലക്സിയുടെ അരികിലുള്ള ദ്രവ്യം കേന്ദ്രത്തേക്കാൾ പതുക്കെ നീങ്ങുമ്പോൾ, "നെഗറ്റീവ്" കണങ്ങളുടെ ആധിപത്യമുള്ള ഒരു മോഡലിൽ വേഗത ഏകദേശം സ്ഥിരമാണ്.

നെഗറ്റീവ് ദ്രവ്യത്തിന്റെ (ചുവപ്പ്) ഒരു "കടലിൽ" മുഴുകിയിരിക്കുന്ന ഒരു ഗാലക്സിയുടെ ഭ്രമണ വക്രം ഒരു "സ്വതന്ത്ര" ഗാലക്സി (കറുപ്പ്)

ജാമി ഫാർനെസ് / ജ്യോതിശാസ്ത്രവും ജ്യോതിശാസ്ത്രവും

മൂന്നാമതായി, ഫാർനെസ് അത് തന്റെ മാതൃകയിൽ കാണിച്ചു സ്വാഭാവികമായുംപ്രപഞ്ചത്തിന്റെ ഒരു ഫിലമെന്ററി വലിയ തോതിലുള്ള ഘടന ഉയർന്നുവരുന്നു: ഗാലക്സികൾ ക്ലസ്റ്ററുകളായും, ക്ലസ്റ്ററുകൾ സൂപ്പർക്ലസ്റ്ററുകളായും, സൂപ്പർക്ലസ്റ്ററുകൾ ചങ്ങലകളായും മതിലുകളായും ഒന്നിക്കുന്നു. ഇത് ചെയ്യുന്നതിന്, ഒരേ എണ്ണം "പോസിറ്റീവ്", "നെഗറ്റീവ്" കണങ്ങൾ ഉൾക്കൊള്ളുന്ന ഒരു സിസ്റ്റത്തിന്റെ പരിണാമം അദ്ദേഹം കണക്കാക്കി. ലഭ്യമായ കമ്പ്യൂട്ടിംഗ് ശക്തിയുടെ പരിമിതികൾ കാരണം, ശാസ്ത്രജ്ഞൻ രണ്ട് തരം കണങ്ങളുടെയും എണ്ണം വെച്ചു എൻ + = എൻ− = 25000. മുമ്പത്തെ സംഭവത്തിലെന്നപോലെ, "നെഗറ്റീവ്" കണങ്ങൾ സാധാരണ ദ്രവ്യത്തിന്റെ കണികകളെ വലയം ചെയ്യുകയും ഒരു ഹാലോ രൂപപ്പെടുകയും ചെയ്തു, എന്നാൽ ഇത്തവണ ഗവേഷകന് നിരീക്ഷിക്കാവുന്ന പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ ഘടനയോട് സാമ്യമുള്ള വലിയ സ്കെയിലുകളിൽ പാറ്റേണുകൾ തിരിച്ചറിയാൻ കഴിഞ്ഞു.

സിമുലേഷന്റെ തുടക്കത്തിൽ പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ ഏകതാനമായ ഘടന

ജാമി ഫാർനെസ് / ജ്യോതിശാസ്ത്രവും ജ്യോതിശാസ്ത്രവും

പ്രായോഗികമായി രജിസ്റ്റർ ചെയ്തു. നിർഭാഗ്യവശാൽ, 50,000 കണങ്ങളുള്ള അനുകരണങ്ങളിൽ ഈ പ്രഭാവം കാണാൻ അദ്ദേഹത്തിന് കഴിഞ്ഞില്ല. എന്നിരുന്നാലും, ഒരു ദശലക്ഷം കണങ്ങളുള്ള വലിയ തോതിലുള്ള സിമുലേഷനുകളിൽ അത്തരം പ്രക്രിയകൾ ദൃശ്യമാകുമെന്ന് ശാസ്ത്രജ്ഞൻ പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു, മാത്രമല്ല അവ പുതിയ സിദ്ധാന്തത്തെ സ്ഥിരീകരിക്കുകയോ നിരാകരിക്കുകയോ ചെയ്യുമെന്ന് നിർദ്ദേശിക്കുന്നു.

അവസാനമായി, ΛCDM മോഡലിന്റെ നിർദ്ദിഷ്ട പരിഷ്‌ക്കരണം യഥാർത്ഥത്തിൽ നിരീക്ഷിച്ച ഫലങ്ങളെ എത്രത്തോളം വികലമാക്കുമെന്ന് ശാസ്ത്രജ്ഞൻ പരിശോധിച്ചു - സാധാരണ മെഴുകുതിരികൾ ഉപയോഗിച്ച് അളക്കുന്ന പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ വികാസം, കോസ്മിക് മൈക്രോവേവ് പശ്ചാത്തലം, ഗാലക്‌സി ക്ലസ്റ്ററുകളുടെ ലയനത്തിന്റെ നിരീക്ഷണങ്ങൾ. ഈ സാഹചര്യങ്ങളിലെല്ലാം, തന്റെ സിദ്ധാന്തം നിരീക്ഷിച്ച ഡാറ്റയുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നതായി ജ്യോതിശാസ്ത്രജ്ഞൻ കണ്ടെത്തി. എന്നിരുന്നാലും, ധാരാളം ചോദ്യങ്ങൾ ഇപ്പോഴും തുറന്നിരിക്കുന്നു - പ്രത്യേകിച്ചും, അത്തരമൊരു സിദ്ധാന്തത്തെ സ്റ്റാൻഡേർഡ് മോഡലുമായി എങ്ങനെ ബന്ധിപ്പിക്കാമെന്ന് വ്യക്തമല്ല (ഹിഗ്സ് മെക്കാനിസത്തിന് നെഗറ്റീവ് പിണ്ഡം സൃഷ്ടിക്കാൻ കഴിയുമോ?), നെഗറ്റീവ് പിണ്ഡമുള്ള കണങ്ങളെ എങ്ങനെ പരീക്ഷണാത്മകമായി കണ്ടെത്താം, കൂടാതെ "നെഗറ്റീവ്" കണികകളും സിദ്ധാന്തവും തമ്മിലുള്ള വൈരുദ്ധ്യങ്ങൾ എങ്ങനെ വിശദീകരിക്കാം. എന്നിരുന്നാലും, പുതിയ മോഡലിന്റെ ചട്ടക്കൂടിനുള്ളിൽ ഈ പ്രശ്നങ്ങളെല്ലാം പരിഹരിക്കാൻ കഴിയുമെന്ന് ശാസ്ത്രജ്ഞൻ വിശ്വസിക്കുന്നു.

അങ്ങനെ, കൂടെ മോഡൽ നിരന്തരമായ ഉത്പാദനംപ്രപഞ്ചത്തിന്റെ നിരീക്ഷിച്ച വികാസം മാത്രമല്ല, അതിന്റെ വലിയ തോതിലുള്ള ഘടനയുടെ രൂപീകരണം, ഗാലക്സികൾക്ക് ചുറ്റുമുള്ള ഇരുണ്ട ദ്രവ്യത്തിന്റെ ഹാലോസ്, ഭ്രമണ വളവുകൾ എന്നിവയും നെഗറ്റീവ് പിണ്ഡം വിശദീകരിക്കുന്നു - സാധാരണയായി ഇരുണ്ട energy ർജ്ജം, ഇരുണ്ട ദ്രവ്യം എന്നിവയ്ക്ക് കാരണമാകുന്ന മിക്ക ഫലങ്ങളും. വിചിത്രമായി, അത്തരം അവബോധപൂർവ്വം പ്രകൃതിവിരുദ്ധംദ്രവ്യത്തെക്കുറിച്ചുള്ള പൊതുവായി അംഗീകരിക്കപ്പെട്ട വീക്ഷണത്തിന് വിരുദ്ധമായ ഒരു സിദ്ധാന്തം സമ്മതിക്കുന്നുനിരീക്ഷണ ഡാറ്റ ഉപയോഗിച്ച്. മാത്രമല്ല, അവ കൂടുതൽ വിശദീകരിക്കാൻ അവൾ വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു ലളിതമായ രീതിയിൽ, കുറച്ച് എന്റിറ്റികളെ ആകർഷിക്കുന്നു. ഉപസംഹാരത്തിൽ രചയിതാവ് തന്നെ എഴുതുന്നതുപോലെ, “ഈ നിർദ്ദേശം വിശ്വാസത്യാഗവും മതവിരുദ്ധവുമാണെങ്കിലും, ഈ പാരാമീറ്ററുകളുടെ നെഗറ്റീവ് മൂല്യങ്ങൾക്ക് പ്രപഞ്ച നിരീക്ഷണ ഡാറ്റയെ തത്വത്തിൽ വിശദീകരിക്കാൻ കഴിയുമെന്ന് [പേപ്പർ] നിർദ്ദേശിച്ചു, അവ എല്ലായ്പ്പോഴും പോസിറ്റീവ് എന്ന ന്യായമായ അനുമാനത്തിൽ വ്യാഖ്യാനിക്കപ്പെടുന്നു. പിണ്ഡം."

ചിലപ്പോൾ ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞർ പറയുന്നത് വളരെ ശരിയാണ് അസാധാരണമായ ആശയങ്ങൾസിദ്ധാന്തവും പരീക്ഷണവും തമ്മിലുള്ള നിരീക്ഷിച്ച വൈരുദ്ധ്യങ്ങൾ വിശദീകരിക്കാൻ. ഉദാഹരണത്തിന്, കഴിഞ്ഞ വർഷം നവംബറിൽ അമേരിക്കൻ സൈദ്ധാന്തിക ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞനായ ഹൂമാൻ ദാവൂഡിയാസ് അവതരിപ്പിച്ചു പുതിയ ശക്തി, ഇത് ഒരു അൾട്രാലൈറ്റ് സ്കെലാർ കണികയാൽ വഹിക്കപ്പെടുകയും ഇരുണ്ട ദ്രവ്യത്തെ ഭൂമിയിൽ നിന്ന് അകറ്റുകയും ചെയ്യുന്നു. ഈ അനുമാനം ഇരുണ്ട ദ്രവ്യം തിരയുന്നതിനുള്ള എല്ലാ ഭൗമ പരീക്ഷണങ്ങളുടെയും പരാജയങ്ങളെ നന്നായി വിശദീകരിക്കുന്നു - അത്തരമൊരു ശക്തി ശരിക്കും നിലവിലുണ്ടെങ്കിൽ, ഡിറ്റക്ടറുകൾക്ക് തത്വത്തിൽ ഒന്നും രജിസ്റ്റർ ചെയ്യാൻ കഴിയില്ല. നിർഭാഗ്യവശാൽ, സാങ്കേതിക വികസനത്തിന്റെ നിലവിലെ തലത്തിൽ ഈ പ്രസ്താവന പരിശോധിക്കുന്നത് അസാധ്യമാണ്.

ദിമിത്രി ട്രൂനിൻ

പൊൻക്രാറ്റ് ബോറിസോവ്, എഞ്ചിനീയർ നെഗറ്റീവ് മാസ്: അനന്തതയിലേക്കുള്ള ഒരു സൗജന്യ യാത്ര

എഡിറ്ററുടെ തിരഞ്ഞെടുപ്പ്

പൊൻക്രാറ്റ് ബോറിസോവ്, എഞ്ചിനീയർ
നെഗറ്റീവ് മാസ്: അനന്തതയിലേക്കുള്ള ഒരു സൗജന്യ യാത്ര