Sinasabi ng mga physicist ang paglikha ng bagay na may negatibong masa. Ang madilim na bagay at madilim na enerhiya ay napalitan ng negatibong masa

Hypothetical wormhole sa spacetime

Sa laboratoryo ng Unibersidad ng Washington, ang mga kundisyon ay nilikha para sa pagbuo ng isang Bose-Einstein condensate sa dami na mas mababa sa 0.001 mm³. Ang mga particle ay pinabagal ng isang laser at naghintay para sa pinaka-energetic sa kanila na umalis sa lakas ng tunog, na higit pang pinalamig ang materyal. Sa yugtong ito, ang supercritical fluid ay mayroon pa ring positibong masa. Kung sakaling may tumagas sa sisidlan, ang mga atomo ng rubidium ay magkakalat sa iba't ibang direksyon, dahil ang mga gitnang atomo ay itulak ang mga matinding atomo palabas, at sila ay magpapabilis sa direksyon ng paggamit ng puwersa.

Upang lumikha ng negatibong epektibong masa, gumamit ang mga physicist ng ibang hanay ng mga laser na nagpabago sa pag-ikot ng ilang mga atomo. Tulad ng hinuhulaan ng simulation, sa ilang mga lugar ng sisidlan, ang mga particle ay dapat makakuha ng negatibong masa. Ito ay malinaw na nakikita sa matalim na pagtaas sa density ng bagay bilang isang function ng oras sa mga simulation (sa mas mababang diagram).

Figure 1. Anisotropic expansion ng isang Bose-Einstein condensate na may iba't ibang cohesive force coefficients. Ang mga tunay na resulta ng eksperimento ay pula, ang mga resulta ng hula sa simulation ay nasa itim

Ang ilalim na diagram ay isang pinalaki na seksyon ng gitnang frame sa ibabang hilera ng Figure 1.

Ang diagram sa ibaba ay nagpapakita ng 1D simulation ng kabuuang density kumpara sa oras sa rehiyon kung saan unang lumitaw ang dynamic na kawalang-tatag. Ang mga tuldok na linya ay naghihiwalay sa tatlong grupo ng mga atom na may mga bilis sa quasi-momentum , kung saan ang epektibong masa ay nagsisimulang maging negatibo (itaas na linya). Ang punto ng pinakamababang negatibong epektibong masa ay ipinapakita (gitna) at ang punto kung saan ang masa ay bumalik sa mga positibong halaga (bottom line). Ang mga pulang tuldok ay nagpapahiwatig ng mga lugar kung saan ang lokal na quasi-momentum ay nasa rehiyon ng negatibong epektibong masa.

Ang pinakaunang hilera ng mga graph ay nagpapakita na sa panahon ng eksperimento sa pisika, ang bagay ay kumilos nang eksakto tulad ng kunwa, na hinuhulaan ang hitsura ng mga particle na may negatibong epektibong masa.

Sa isang Bose-Einstein condensate, ang mga particle ay kumikilos tulad ng mga alon at samakatuwid ay nagpapalaganap sa ibang direksyon kaysa sa normal na mga particle ng positibong mabisang masa ay dapat magpalaganap.

Sa patas, dapat sabihin na ang mga physicist ay paulit-ulit na nagtala ng mga resulta sa panahon ng mga eksperimento kapag ang mga katangian ng bagay ng negatibong masa ay ipinakita, ngunit ang mga eksperimentong iyon ay maaaring bigyang-kahulugan sa iba't ibang paraan. Ngayon ang kawalan ng katiyakan ay higit na inalis.

Ang artikulong pang-agham na inilathala noong Abril 10, 2017 sa journal Mga Liham ng Pagsusuri sa Pisikal(doi:10.1103/PhysRevLett.118.155301, available sa pamamagitan ng subscription). Ang isang kopya ng artikulo bago isumite sa journal ay inilagay noong Disyembre 13, 2016 sa pampublikong domain sa arXiv.org (arXiv:1612.04055).

Ang mga physicist sa University of Washington ay lumikha ng isang likido na may negatibong masa. Itulak ito, at hindi tulad ng lahat ng pisikal na bagay sa mundo na alam natin, hindi ito bumibilis sa direksyon ng pagtulak. Bibilisan siya sa kabilang direksyon. Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay bihirang nilikha sa lab at maaaring magamit upang tuklasin ang ilan sa mga mas kumplikadong konsepto tungkol sa kosmos, sabi ni Michael Forbes, associate professor, physicist at astronomer sa University of Washington. Ang pag-aaral ay lumabas sa Physical Review Letters.

Sa hypothetically, ang matter ay maaaring magkaroon ng negatibong masa sa parehong kahulugan na ang isang electric charge ay maaaring parehong negatibo at positibo. Ang mga tao ay bihirang mag-isip tungkol dito, at ang ating pang-araw-araw na mundo ay nagpapakita lamang ng mga positibong aspeto ng Ikalawang Batas ng Paggalaw ni Isaac Newton, ayon sa kung saan ang puwersa na kumikilos sa isang katawan ay katumbas ng produkto ng masa ng katawan at ang pagbilis na ibinibigay ng puwersang ito. , o F = ma.

Sa madaling salita, kung itulak mo ang isang bagay, ito ay bibilis sa direksyon ng iyong pagtulak. Ang masa ay magpapabilis nito sa direksyon ng puwersa.

"Sanay na kami sa ganitong kalagayan," sabi ni Forbes, na naghihintay ng isang sorpresa. "With negative mass, if you push something, it will accelerate towards you."

Mga kondisyon para sa negatibong masa

Kasama ang mga kasamahan, nilikha niya ang mga kondisyon para sa negatibong masa sa pamamagitan ng paglamig ng mga atomo ng rubidium sa isang estado ng halos ganap na zero at sa gayon ay lumikha ng isang Bose-Einstein condensate. Sa ganitong estado, hinulaan nina Shatyendranath Bose at Albert Einstein, ang mga particle ay gumagalaw nang napakabagal at, kasunod ng mga prinsipyo ng quantum mechanics, ay kumikilos tulad ng mga alon. Sila rin ay nagsi-synchronize at gumagalaw nang sabay-sabay bilang isang superfluid na dumadaloy nang walang pagkawala ng enerhiya.

Pinangunahan ni Peter Engels, isang propesor ng physics at astronomy sa Unibersidad ng Washington, nilikha ng mga siyentipiko sa ikaanim na palapag ng Webster Hall ang mga kundisyong ito sa pamamagitan ng paggamit ng mga laser upang pabagalin ang mga particle, ginagawa itong mas malamig at pinapayagan ang mainit, mataas na enerhiya na mga particle na makatakas tulad ng singaw, pinapalamig pa ang materyal.

Nakuha ng mga laser ang mga atom na parang nasa isang mangkok na wala pang isang daang microns ang laki. Sa yugtong ito, ang superfluid rubidium ay may karaniwang masa. Ang pagkalagot ng mangkok ay nagpapahintulot sa rubidium na makatakas, na lumalawak habang ang rubidium sa gitna ay pinilit palabas.

Upang lumikha ng negatibong masa, gumamit ang mga siyentipiko ng pangalawang hanay ng mga laser na nagtulak sa mga atomo pabalik-balik, na binabago ang kanilang pag-ikot. Ngayon, kapag mabilis na naubos ang rubidium, kumikilos ito na parang may negatibong masa. "Itulak ito at ito ay mapabilis sa kabaligtaran ng direksyon," sabi ni Forbes. "Ito ay tulad ng rubidium na tumama sa isang hindi nakikitang pader."

Pag-aalis ng mga pangunahing depekto

Ang pamamaraang ginamit ng mga siyentipiko ng Unibersidad ng Washington ay umiwas sa ilan sa mga pangunahing bahid na natagpuan sa mga nakaraang pagtatangka upang maunawaan ang negatibong masa.

"Ang unang bagay na napagtanto namin ay mayroon kaming mahigpit na kontrol sa likas na katangian ng negatibong masa na ito nang walang anumang iba pang mga komplikasyon," sabi ni Forbes. Ipinapaliwanag ng kanilang pag-aaral, na mula sa posisyon ng negatibong masa, katulad na pag-uugali sa ibang mga sistema. Ang mas mataas na kontrol ay nagbibigay sa mga mananaliksik ng isang bagong tool para sa pagdidisenyo ng mga eksperimento upang pag-aralan ang katulad na pisika sa astrophysics, gamit ang mga neutron star bilang mga halimbawa, at mga cosmological phenomena tulad ng mga black hole at dark energy, kung saan ang mga eksperimento ay sadyang hindi posible.

Sinasabi ng mga siyentipiko mula sa Estados Unidos na lumikha ng isang sangkap na may negatibong masa sa laboratoryo. Ang sangkap na ito ay isang likido na may mga hindi pangkaraniwang katangian. Halimbawa, kung itulak mo ang likidong ito, makakatanggap ito ng negatibong acceleration, iyon ay, paatras, hindi pasulong. Ang ganitong kakaiba ay maaaring sabihin sa mga siyentipiko ng maraming tungkol sa kung ano ang nangyayari sa loob ng pantay na kakaibang mga bagay tulad ng mga black hole at neutron star.
Gayunpaman, maaari bang magkaroon ng negatibong masa ang isang bagay? pwede ba?

Sa teorya, maaaring magkaroon ng negatibong masa ang matter sa parehong paraan na maaaring magkaroon ng negatibo o positibong halaga ang isang electric charge.

Sa papel, ito ay gumagana, ngunit mayroong isang mainit na debate sa mundo ng agham tungkol sa kung ang mismong pagpapalagay ng pagkakaroon ng isang bagay na may negatibong masa ay lumalabag sa mga pangunahing batas ng pisika. Para sa amin, mga ordinaryong tao, ang konsepto na ito ay tila masyadong kumplikado upang maunawaan.

Ang differential law ng mekanikal na paggalaw, o, mas simple, ang pangalawang batas ni Newton, ay ipinahayag ng formula A=F/M. Iyon ay, ang acceleration ng isang katawan ay katumbas ng ratio ng puwersa na inilapat dito sa masa ng katawan. Kung nagtakda ka ng negatibong halaga ng masa, kung gayon ang katawan, medyo lohikal, ay makakatanggap ng negatibong acceleration. Isipin mo, natamaan mo ang bola, at gumulong ito sa iyong binti.

Gayunpaman, ang tila kakaiba sa atin ay hindi kailangang imposible, at ang mga teoretikal na pagsasanay sa itaas ay ang pinakamahusay na paraan upang patunayan na ang negatibong masa ay maaaring umiral sa ating Uniberso nang hindi nilalabag ang pangkalahatang teorya ng relativity.

Ang pagnanais na maunawaan ang lahat ng ito ay nagbunga ng mga aktibong pagtatangka ng mga mananaliksik na muling likhain ang negatibong masa sa laboratoryo, tulad ng nakikita natin, kahit na may ilang tagumpay.

Sinabi ng mga siyentipiko mula sa Unibersidad ng Washington na nagtagumpay sila sa pagkuha ng isang likido na kumikilos nang eksakto kung paano dapat kumilos ang isang katawan na may negatibong masa. At ang kanilang pagtuklas ay maaaring magamit sa wakas upang pag-aralan ang ilan sa mga kakaibang phenomena sa kailaliman ng uniberso.

Upang lumikha ng kakaibang likidong ito, gumamit ang mga siyentipiko ng mga laser upang palamig ang mga atomo ng rubidium hanggang sa halos ganap na zero, na lumilikha ng tinatawag na Bose-Einstein condensate.

Sa ganitong estado, ang mga particle ay gumagalaw nang hindi kapani-paniwalang mabagal at hindi karaniwan, na sumusunod sa kakaibang mga prinsipyo ng quantum mechanics kaysa sa klasikal na pisika, iyon ay, nagsisimula silang kumilos tulad ng mga alon.

Ang mga particle ay nag-synchronize din at gumagalaw nang sabay-sabay, na bumubuo ng isang superfluid substance na maaaring gumalaw nang hindi nawawala ang enerhiya sa pamamagitan ng friction.
Gumamit ang mga siyentipiko ng mga laser upang lumikha ng superfluid na likido sa mababang temperatura, pati na rin upang ilagay ito sa isang hugis-mangkok na field na wala pang 100 microns ang lapad.

Hangga't ang supermatter ay nanatiling nakalagay sa espasyong ito, mayroon itong ordinaryong masa at medyo pare-pareho sa konsepto ng isang Bose-Einstein condensate. Hanggang sa napilitan siyang gumalaw.

Gamit ang pangalawang hanay ng mga laser, pinilit ng mga siyentipiko ang mga atom na lumipat pabalik-balik, bilang isang resulta kung saan ang kanilang pag-ikot ay nagbago at rubidium, na nagtagumpay sa hadlang ng "mangkok", mabilis na tumalsik palabas. Gayunpaman, parang ito ay may negatibong masa. Ayon sa mga siyentipiko, ang impresyon ay tulad na ang likido ay natitisod sa isang hindi nakikitang hadlang at naitaboy mula dito.

Kaya, kinumpirma ng mga mananaliksik ang mga pagpapalagay tungkol sa pagkakaroon ng negatibong masa, ngunit ito ay simula pa lamang ng paglalakbay. Ito ay nananatiling upang makita kung ang tuluy-tuloy na pag-uugali sa ilalim ng mga kondisyon ng laboratoryo ay nauulit at sapat na maaasahan upang subukan ang ilang mga pagpapalagay tungkol sa mga negatibong masa. Kaya, huwag magsaya nang maaga, ang ibang mga koponan ay kailangang ulitin ang mga resulta sa kanilang sarili.

Isang bagay ang sigurado, ang physics ay nagiging mas kawili-wili at nagkakahalaga ng pagkuha ng interes.

Bakit ang oras ay dumadaloy lamang. Ipinaliwanag ng mga Physicist "Ang oras ang pumipigil sa lahat na mangyari nang sabay-sabay," isinulat ni Ray Cummings sa kanyang nobelang science fiction noong 1922...
Mga Wormhole, Wormhole, at Time Travel Ang wormhole ay isang theoretical passage sa space-time na lubos na makakabawas sa malayuang paglalakbay sa buong uniberso sa pamamagitan ng paggawa ng mga shortcut...

Inirerekomendang panoorin sa 1280 x 800 na resolution

"Technique-youth", 1990, No. 10, p. 16-18.

Na-scan ni Igor Stepikin

Tribune ng matapang na hypotheses

Ponkrat BORISOV, inhinyero
Negatibong Misa: Libreng Paglipad patungong Infinity

Ang mga artikulo sa paksang ito ay lumilitaw sa dayuhan at Soviet physics journal sa pana-panahon nang higit sa 30 taon. Ngunit ang kakaiba, tila hindi pa rin sila nakakaakit ng atensyon ng mga sikat. Ngunit ang problema ng negatibong masa, at kahit na sa isang mahigpit na pang-agham na setting, ay isang mahusay na regalo para sa parehong mga mahilig sa mga kabalintunaan ng modernong pisika at science fiction na mga manunulat. Ngunit ganoon ang pag-aari ng espesyal na panitikan: ang isang sensasyon dito ay maaaring manatiling nakatago sa loob ng mga dekada ...

Kaya, pinag-uusapan natin ang tungkol sa isang hypothetical na anyo ng bagay, ang masa nito ay kabaligtaran sa sign sa karaniwan. Ang tanong ay agad na lumitaw: ano ang ibig sabihin nito? At agad itong nagiging malinaw: hindi napakadali na tukuyin nang tama ang konsepto ng negatibong masa.

Walang alinlangan, dapat itong magkaroon ng pag-aari ng gravitational repulsion. Ngunit lumalabas na ito lamang ay hindi sapat. Sa modernong pisika, apat na uri ng masa ang mahigpit na nakikilala:

gravitational active - ang nakakaakit (kung ito ay positibo, siyempre);

gravitational passive - ang naaakit;

hindi gumagalaw, na nakakakuha ng isang tiyak na acceleration sa ilalim ng pagkilos ng isang inilapat na puwersa (a \u003d F / m);

panghuli, ang rest mass ni Einstein, na nagtatakda ng kabuuang enerhiya ng katawan (E = mC 2).

Sa balangkas ng pangkalahatang tinatanggap na mga teorya, lahat sila ay pantay-pantay sa magnitude. Ngunit ito ay kinakailangan upang makilala sa pagitan ng mga ito, at ito ay nagiging malinaw kapag sinusubukang matukoy ang negatibong masa. Ang katotohanan ay ito ay magiging ganap na kabaligtaran sa karaniwan lamang kung ang lahat ng apat na uri nito ay magiging negatibo.

Batay sa diskarteng ito, sa pinakaunang artikulo sa paksang ito, na inilathala noong 1957, tinukoy ng English physicist na si X. Bondy ang mga pangunahing katangian ng "minus mass" sa pamamagitan ng mahigpit na mga patunay.

Maaaring hindi masyadong mahirap na ulitin ang mga ito dito, dahil ang mga ito ay nakabatay lamang sa Newtonian mechanics. Ngunit ito ay kalat sa aming kuwento, at pagkatapos ay mayroong maraming pisikal at matematika na "mga subtleties". Samakatuwid, dumiretso tayo sa mga resulta, lalo na't medyo malinaw ang mga ito.

Una, ang "minus matter" ay dapat na gravitationally pagtataboy sa anumang iba pang mga katawan, iyon ay, hindi lamang sa negatibo, kundi pati na rin sa positibong masa (samantalang ang ordinaryong bagay, sa kabaligtaran, ay palaging umaakit sa bagay ng parehong uri). Dagdag pa, sa ilalim ng pagkilos ng anumang puwersa, hanggang sa puwersa ng pagkawalang-galaw, dapat itong lumipat sa direksyon na kabaligtaran sa vector ng puwersang ito. At sa wakas, ang kabuuang Einstein energy nito ay dapat na negatibo din.

Samakatuwid, sa pamamagitan ng paraan, dapat itong bigyang-diin na ang aming kamangha-manghang bagay ay hindi antimatter, na ang masa nito ay itinuturing na positibo pa rin. Halimbawa, ayon sa mga modernong konsepto, ang "Anti-Earth" ng antimatter ay iikot sa Araw sa eksaktong kaparehong orbit ng ating planeta.

Ang lahat ng ito ay halos halata. Ngunit pagkatapos ay magsisimula ang hindi kapani-paniwala.

Kunin natin ang parehong gravity. Kung ang dalawang ordinaryong katawan ay umaakit at lumalapit sa isa't isa, at dalawang antimass ay nagtataboy sa isa't isa at nagkakalat, ano ang mangyayari sa panahon ng pakikipag-ugnayan ng gravitational ng mga masa ng iba't ibang mga palatandaan?

Hayaang ito ang pinakasimpleng kaso: isang katawan (sabihin nating bola) na gawa sa isang sangkap na may negatibong masa -M ang nasa likod ng isang bagay (tawagin natin itong "rocket" - ngayon malalaman natin kung bakit) na may katumbas na positibo masa +M. Ito ay malinaw na ang gravitational field ng bola ay nagtataboy sa rocket, habang ito mismo ang umaakit sa bola. Ngunit ito ay sumusunod mula dito (ito ay muling mahigpit na pinatunayan) na ang buong sistema ay lilipat sa isang tuwid na linya na nagkokonekta sa mga sentro ng dalawang masa, na may patuloy na acceleration na proporsyonal sa lakas ng gravitational interaction sa pagitan nila!

Siyempre, sa unang sulyap, ang larawang ito ng kusang, walang dahilan na paggalaw ay "nagpapatunay" lamang ng isang bagay: ang antimass na may mga pag-aari na iniugnay natin dito sa kahulugan mula pa sa simula ay hindi maaaring umiral. Pagkatapos ng lahat, nakatanggap kami, tila, isang buong grupo ng mga paglabag sa mga pinaka-hindi nababagong batas.

Well, hindi ba't ang batas ng konserbasyon ng momentum, halimbawa, ay tahasang nilalabag dito? Parehong katawan, nang walang dahilan, ay nagmamadali sa parehong direksyon, habang walang gumagalaw sa kabilang direksyon. Ngunit tandaan na ang isa sa masa ay negatibo! Ngunit nangangahulugan ito na ang momentum nito, anuman ang bilis, ay may minus sign: (-M)V, at pagkatapos ay ang kabuuang momentum ng two-body system ay nananatiling zero!

Ang parehong ay totoo para sa kabuuang kinetic energy ng system. Habang ang mga katawan ay nagpapahinga, ito ay katumbas ng zero. Ngunit gaano man kabilis ang paggalaw nila, walang nagbabago: ang negatibong masa ng bola, alinsunod sa pormula (-M)V 2/2, ay nag-iipon ng negatibong kinetic energy, na eksaktong nagbabayad para sa pagtaas ng positibong enerhiya ng rocket.

Kung ang lahat ng ito ay tila walang katotohanan, kung gayon marahil ay "i-knock out ang isang wedge na may isang wedge" - subukan nating kumpirmahin ang isang kahangalan sa isa pa? Mula noong ika-anim na baitang, alam natin na ang sentro ng equal point mass (siyempre positibo) ay nasa gitna sa pagitan nila. Kaya - paano mo gusto ang sumusunod na output? Ang sentro ng pantay na punto ng masa ng MAGKAIBANG SIGN ay namamalagi, bagaman sa isang tuwid na linya na dumadaan sa kanila, ngunit hindi sa loob, ngunit sa LABAS ng segment na kumukonekta sa kanila, sa puntong ±Ґ ?!

Well, mas madali ba?

Sa pamamagitan ng paraan, ang konklusyon na ito ay medyo elementarya, at lahat ay maaaring ulitin ito kung nais nila, pagmamay-ari ng pisika sa antas ng parehong ikaanim na baitang.

Ang sinumang hindi naniniwala sa isang salita at gustong matiyak na tama ang lahat ng mga kalkulasyon ay maaaring sumangguni sa isa sa mga pinakabagong publikasyon sa paksang ito - ang artikulo ng American physicist na si R. Forward "Rocket engine on negative mass matter", na inilathala sa ang isinalin na journal na "Aerospace Technology" No. 4 para sa 1990.

Ngunit, marahil, iniisip ng sopistikadong mambabasa na kahit na walang anumang mga kalkulasyon ay naiintindihan niya kung saan ang "linden" ay nadulas sa kanya? Sa katunayan: sa lahat ng matikas na argumentong ito, ang tanong ay patahimikin: saan nagmula ang gayong kahanga-hangang misa? Pagkatapos ng lahat, anuman ang pinagmulan nito, kakailanganin ng enerhiya upang "i-extract", "paggawa" o, sabihin nating, ihatid ito sa pinangyarihan ng aksyon, na nangangahulugang ...

Naku, sopistikadong mambabasa! Ang enerhiya, siyempre, ay kakailanganin, ngunit muli ay negatibo. Walang magagawa: sa formula ni Einstein para sa kabuuang enerhiya ng katawan E = Ms 2, ang ating kahanga-hangang masa ay may parehong minus sign. Nangangahulugan ito na ang "produksyon" ng isang pares ng mga katawan na may PANTAY na masa ng IBA'T IBANG palatandaan ay mangangailangan ng ZERO kabuuang enerhiya. Ang parehong naaangkop sa paghahatid, at sa anumang iba pang mga manipulasyon.

Hindi - gaano man kabalintunaan ang lahat ng mga resultang ito, ang mahigpit na mga konklusyon ay nagsasaad na ang pagkakaroon ng antimass ay hindi sumasalungat hindi lamang sa Newtonian mechanics, kundi pati na rin sa pangkalahatang teorya ng relativity. Hindi posible na makahanap ng anumang lohikal na pagbabawal sa pagkakaroon nito.

Well - kung ang teorya ay "pinapayagan", pagkatapos ay isipin natin, halimbawa - kung ano ang maaaring mangyari sa panahon ng pisikal na pakikipag-ugnay ng dalawang magkaparehong mga particle ng bagay na may plus at minus na masa? Sa "ordinaryong" antimatter, ang lahat ay malinaw: ang paglipol ay magaganap sa paglabas ng kabuuang enerhiya ng parehong mga katawan. Ngunit kung ang isa sa dalawang pantay na masa ay negatibo, kung gayon ang kanilang kabuuang enerhiya, gaya ng naintindihan natin, ay zero. Ngunit ANO ang mangyayari sa kanila sa katotohanan - ito ay isang katanungan na higit pa sa teorya.

Ang kinalabasan ng naturang kaganapan ay malalaman lamang sa empiriko. Imposibleng "kalkulahin" ito - pagkatapos ng lahat, wala tayong ideya tungkol sa "mekanismo ng pagkilos" ng negatibong masa, ang "internal na istraktura" nito (bilang, sa pamamagitan ng paraan, hindi rin natin alam ito tungkol sa ordinaryong masa. ). Theoretically, isang bagay ang malinaw: sa anumang kaso, ang kabuuang enerhiya ng system ay mananatiling zero. Kami ay may karapatan na maglagay lamang ng isang HYPOTHESIS, tulad ng ginagawa ng parehong Forward. Ayon sa kanyang palagay, ang pisikal na pakikipag-ugnayan dito ay hindi humahantong sa pagkalipol, ngunit sa tinatawag na "pagpawalang-bisa", iyon ay, ang "tahimik" na pagpuksa sa isa't isa ng mga particle, ang kanilang pagkawala nang walang anumang paglabas ng enerhiya.

Ngunit, inuulit namin, isang eksperimento lamang ang maaaring kumpirmahin o pabulaanan ang hypothesis na ito.

Para sa parehong mga kadahilanan, wala kaming alam tungkol sa kung paano "gumawa" ng negatibong masa (kung posible man). Ang teorya ay nagsasaad lamang na ang dalawang pantay na masa ng kabaligtaran na tanda ay maaaring, sa prinsipyo, ay bumangon nang walang anumang mga gastos sa enerhiya. At sa sandaling lumitaw ang gayong pares ng mga katawan, ito ay lilipad, bumibilis, sa isang tuwid na linya hanggang sa kawalang-hanggan...

Si R. Forward sa kanyang artikulo ay "nagdisenyo" na ng negatibong mass engine na maaaring magdadala sa atin sa anumang punto sa Uniberso sa anumang acceleration na itinakda natin. Ito ay lumiliko na ang lahat ng kailangan para dito ay ... isang pares ng magagandang bukal (lahat ng mga pakikipag-ugnayan ng "minus-mass" sa karaniwan sa pamamagitan ng nababanat na pwersa, siyempre, ay kinakalkula din nang detalyado).

Kaya, ilagay natin ang ating kahanga-hangang masa, katumbas ng laki ng masa ng rocket, sa gitna ng "compartment ng makina" nito. Kung kailangan mong lumipad pasulong, iunat ang spring mula sa likod na dingding at ikabit ang negatibong mass body nito. Kaagad, dahil sa mga "perverted" na inertial na mga katangian nito, hindi ito magmadali kung saan ito hinihila, ngunit sa eksaktong kabaligtaran na direksyon, na kinakaladkad ang rocket kasama nito na may isang acceleration na proporsyonal sa puwersa ng pag-igting sa tagsibol.

Upang ihinto ang acceleration, ito ay sapat na upang i-unhook ang spring. At upang pabagalin at ihinto ang barko, kailangan mong gumamit ng pangalawang spring na nakakabit sa front wall ng engine compartment.

At gayon pa man mayroong isang bahagyang pagpapabulaanan ng "libreng makina"! Totoo, nagmula ito sa isang ganap na hindi inaasahang panig. Ngunit higit pa tungkol doon sa dulo.

Pansamantala, maghanap tayo ng mga lugar kung saan maaaring magkaroon ng malaking halaga ng negatibong masa. Ang mga nasabing lugar ay iminungkahi ng mga higanteng void na matatagpuan sa malakihang tatlong-dimensional na mga mapa ng pamamahagi ng mga kalawakan sa Uniberso - mga phenomena na pinaka-interesante sa kanilang sarili. Gaya ng makikita sa fig. 2, ang mga sukat ng mga cavity na ito, na tinatawag ding "bubbles", ay humigit-kumulang 100 milyong light years (samantalang ang mga sukat ng ating Galaxy ay mga 0.06 million light years). Kaya, sa pinakamalaking sukat, ang Uniberso ay may "mabula" na istraktura.

Ang mga hangganan ng mga bula ay malinaw na minarkahan ng mga kumpol ng isang malaking bilang ng mga kalawakan. Halos walang mga bula sa loob, at kung sila ay matatagpuan doon, kung gayon ang mga ito ay napaka hindi pangkaraniwang mga bagay. Ang mga ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng spectra ng malakas na high-frequency radiation. Pinaniniwalaan na ngayon na ang mga bula ay naglalaman ng mga "nabigo" na mga kalawakan o mga ulap ng gas ng ordinaryong hydrogen.

Ngunit posible bang ipagpalagay na ang "mabula" na istraktura ng Uniberso ay ang resulta ng pagbuo nito mula sa parehong bilang ng mga particle ng negatibo at positibong masa? Sa pamamagitan ng paraan, ang isang napaka-kaakit-akit na kahihinatnan ay sumusunod mula sa naturang paliwanag: ang kabuuang masa ng Uniberso ay palaging at nananatiling katumbas ng zero. Pagkatapos ang mga bula ay natural na mga lugar para sa minus na masa, ang mga particle na kung saan ay may posibilidad na magkalat hangga't maaari mula sa isa't isa. At ang positibong masa ay itinulak sa ibabaw ng mga bula, kung saan, sa ilalim ng impluwensya ng mga puwersa ng grabidad, bumubuo ito ng mga kalawakan at mga bituin. Dito natin maaalala ang artikulo ni A. A. Baranov, na lumitaw noong 1971 sa No. 11 ng journal na Izvestia Vuzov. Physics". Isinasaalang-alang nito ang cosmological na modelo ng Uniberso na may mga particle na may mga masa ng parehong mga palatandaan. Gamit ang modelong ito, ipinaliwanag ng may-akda ang mga pang-eksperimentong pagtatantya ng cosmological constant at ang Hubble redshift, pati na rin ang ilang maanomalyang phenomena na naobserbahan sa mga nakikipag-ugnayang galaxy.

Ang isa pang posibleng palatandaan ng malaking halaga ng negatibong masa ay ang pagkakaroon ng napakabilis na "agos" sa malalaking istruktura ng Uniberso. Kaya, ang supercluster na naglalaman ng ating Galaxy ay "dumaloy" sa bilis na 600 km/s kaugnay sa resting background ng background radiation. Ang ganitong bilis ay hindi umaangkop sa balangkas ng mga teorya ng pagbuo ng mga kalawakan mula sa malamig na madilim na bagay. Iminumungkahi ni R. Forward na subukang ipaliwanag ang hindi pangkaraniwang bagay na ito na isinasaalang-alang ang kolektibong pagtanggi ng mga supercluster mula sa mga bula na naglalaman ng negatibong masa.

Kaya, nakakalat lamang ang negatibong bagay. Ngunit ito, lumalabas, ay ang bahagyang pagpapabulaanan ng marami sa mga konklusyon na tinalakay. Pagkatapos ng lahat, ang pag-aari ng gravitational repulsion ng mga particle ng bagay, anuman ang kanilang kalikasan, ay hindi maiiwasang humahantong sa katotohanan na ang mga particle na ito ay hindi maaaring magsama-sama sa ilalim ng impluwensya ng mga puwersa ng gravitational. Bukod dito, dahil ang isang particle ng negatibong masa sa ilalim ng pagkilos ng anumang puwersa ay gumagalaw sa direksyon na kabaligtaran sa vector ng puwersang ito, kung gayon ang mga ordinaryong interatomic na pakikipag-ugnayan ay hindi maaaring magbigkis ng mga naturang particle sa "normal" na mga katawan.

Ngunit inaasahan namin na ang mambabasa gayunpaman ay nakatanggap ng kasiyahan mula sa lahat ng mga argumentong ito ...

Ang mga mananaliksik mula sa University of Washington (USA) ay nakamit mula sa rubidium atoms ang pag-uugali ng isang substance na may negatibong mabisang masa. Nangangahulugan ito na ang mga atomo na ito ay hindi lumipad sa direksyon ng vector ng impluwensyang ito sa ilalim ng panlabas na impluwensya. Sa ilalim ng mga pang-eksperimentong kondisyon, kumilos sila na parang tumakbo sila sa isang hindi nakikitang pader sa tuwing lalapit sila sa mga hangganan ng isang rehiyon na may napakaliit na volume. Ang kaukulang isa ay nai-publish sa Mga Liham ng Pagsusuri sa Pisikal. Ang karanasan ay na-misinterpret ng media bilang "paglikha ng bagay na may negatibong masa" (sa teorya, pinapayagan nito ang paglikha ng mga wormhole para sa malalim na paglalakbay sa kalawakan). Sa katunayan, ang pagkuha ng isang sangkap na may negatibong masa, kung maaari, ay higit pa sa kung ano ang makakamit para sa modernong agham at teknolohiya.

Ang mga atomo ng rubidium ay pinilit na lumipat sa direksyon na kabaligtaran sa vector ng puwersa na inilapat sa kanila. Napagkamalan ito ng media bilang ang paglikha ng isang sangkap na may "negatibong masa"

Ang mga may-akda ng gawain ay pinabagal ang mga atomo ng rubidium na may isang laser (ang pagbaba sa bilis ng isang butil ay nangangahulugan ng paglamig nito). Sa ikalawang yugto ng paglamig, ang pinaka-masiglang mga atomo ay pinahintulutan na umalis sa pinalamig na dami. Lalo siyang pinalamig nito, kung paanong pinalamig ng evaporation ng mga refrigerant atoms ang mga nilalaman ng refrigerator sa bahay. Sa ikatlong yugto, isang iba't ibang hanay ng mga laser ang ginamit, ang mga pulso nito ay nagbago ng pag-ikot (pinasimple, ang direksyon ng pag-ikot sa paligid ng sarili nitong axis) ng isang bahagi ng mga atomo.

Dahil ang ilang mga atomo sa pinalamig na dami ay patuloy na may normal na pag-ikot, habang ang iba ay nakatanggap ng kabaligtaran, ang kanilang pakikipag-ugnayan sa isa't isa ay nakakuha ng isang hindi pangkaraniwang karakter. Sa normal na pag-uugali, ang mga atomo ng rubidium na nagbabanggaan ay lilipad sa iba't ibang direksyon. Itutulak ng mga gitnang atomo ang mga sukdulan palabas, pinabilis ang mga ito sa direksyon ng paggamit ng puwersa (vector ng paggalaw ng unang atom). Dahil sa hindi pagkakapare-pareho sa mga pag-ikot, sa pagsasagawa, ang mga atomo ng rubidium na pinalamig sa maliliit na praksyon ng isang kelvin ay hindi lumipad nang magkahiwalay pagkatapos ng mga banggaan, na natitira sa paunang volume, na katumbas ng humigit-kumulang isang libo ng isang cubic millimeter. Sa labas, parang may nabangga silang pader na hindi nakikita.

Ang isang napakalayo na pagkakatulad para sa isang pangkat ng mga atom na may iba't ibang mga pag-ikot ay ang banggaan ng dalawa o higit pang mga bola ng soccer, na paunang pinaikot ng isang side impact bago umikot sa paligid ng kanilang axis sa iba't ibang direksyon. Malinaw na ang mga direksyon at bilis ng kanilang paggalaw pagkatapos ng banggaan ay mag-iiba nang malaki mula sa parehong mga resulta para sa mga ordinaryong bola. Ngunit hindi ito nangangahulugan na ang mga bola ay nagbago ng kanilang pisikal na masa. Tanging ang likas na katangian ng kanilang pakikipag-ugnayan sa isa't isa ay nagbago. Gayundin sa eksperimento, ang masa ng mga atomo ay hindi naging negatibo. Sa isang gravitational field, bababa pa rin sila. Ang talagang nagbago ay kung saan lamang sila lumipat pagkatapos ng banggaan sa iba pang katulad na mga atomo, ngunit "umiikot" sa paligid ng kanilang axis sa kabilang direksyon.

Ang pag-uugali ng rubidium atoms sa eksperimento ay tumutugma sa kahulugan ng negatibong epektibong masa sa pisika. Ginagamit ito, halimbawa, sa paglalarawan ng pag-uugali ng isang elektron sa isang kristal na sala-sala. Para sa kanya, ang pormal na masa ay nakasalalay sa direksyon ng paggalaw na may kaugnayan sa mga axes ng kristal. Ang paglipat sa isang direksyon, magpapakita ito ng isang pagkakaiba (scattering), sa isa pa - isa pa. Ang konsepto ng epektibong masa ay ipinakilala para sa kanila dahil kung hindi, kapag inilalarawan ang kanilang pagkalat sa pamamagitan ng mga formula, ang masa ay magsisimulang umasa sa enerhiya, na hindi masyadong maginhawa para sa mga kalkulasyon. Ang isang halimbawa ng isang negatibong epektibong masa ay ang pag-uugali ng mga butas sa semiconductors, na kailangang harapin ng bawat gumagamit ng modernong electronics.

Karamihan sa mga media, kabilang ang mga Ruso, ay binigyang-kahulugan ang eksperimento bilang paglikha ng isang sangkap na may negatibong masa. Sa teorya, ang bagay na may katulad na mga katangian ay maaaring gamitin upang panatilihing gumagana ang mga wormhole, na nagpapahintulot sa malayuang paglalakbay sa espasyo at oras sa halos zero na oras. Ang praktikal na posibilidad ng paglikha ng naturang sangkap, pati na rin ang mga wormhole mismo, ay hindi pa napatunayan. Kahit na posible, hindi makatotohanang makuha ito gamit ang mga modernong teknikal na kakayahan ng sangkatauhan.

Ponkrat BORISOV, inhinyero Negatibong Misa: Libreng Paglipad patungong Infinity

Pinili ng Editor

Ponkrat BORISOV, inhinyero
Negatibong Misa: Libreng Paglipad patungong Infinity