Vienas iš labiausiai stebinančių faktų moksle yra tai, kokie universalūs yra gamtos dėsniai. Kiekviena dalelė paklūsta toms pačioms taisyklėms, patiria tas pačias jėgas, egzistuoja tose pačiose pagrindinėse konstantose, nepriklausomai nuo to, kur ir kada ji yra. Gravitacijos požiūriu, kiekviena atskira Visatos dalelė patiria tą patį gravitacinį pagreitį arba tą patį erdvės-laiko kreivumą, nepaisant to, kokias savybes ji turi.
Bet kokiu atveju tai išplaukia iš teorijos. Praktiškai kai kuriuos dalykus gali būti labai sunku išmatuoti. Kaip tikėtasi, fotonai ir paprastos stabilios dalelės, kaip ir tikėtasi, patenka vienodai, gravitaciniame lauke, ir Žemė priverčia bet kurias masyvias daleles įsibėgėti savo centro link 9,8 m / s2 greičiu. Bet kad ir kaip stengdavomės, mes niekada nesugebėjome išmatuoti antimaterijos gravitacinio pagreičio. Jis turėtų paspartėti tuo pačiu būdu, tačiau kol neišmatuosime, negalime būti tikri. Vienas iš eksperimentų skirtas kartą ir visiems laikams rasti atsakymą į šį klausimą. Priklausomai nuo to, ką jis randa, galime būti vienu žingsniu arčiau mokslinės ir technologinės revoliucijos.
- „Salik.biz“
Ar egzistuoja antigravitacija?
Galbūt to nežinote, tačiau yra du visiškai skirtingi būdai, kaip pavaizduoti masę. Viena vertus, yra masė, kuri greitėja, kai jai pritaikote jėgą: tai m garsiojoje Niutono lygtyje, kur F = ma. Tas pats yra su Einšteino lygtimi E = mc2, iš kurios galite apskaičiuoti, kiek energijos jums reikia norint sukurti dalelę (ar antidalelę) ir kiek energijos jūs gaunate, kai ją sunaikinsite.
Tačiau yra ir kita masė: gravitacinė. Tai yra masė m, kuri atsiranda svorio lygtyje Žemės paviršiuje (W = mg) arba Niutono gravitacijos dėsnyje, F = GmM / r2. Paprastosios materijos atveju mes žinome, kad šios dvi masės - inercinė ir gravitacinė masės - turėtų būti lygios artimiausiai 1 daliai iš 100 milijardų, dėka eksperimentinių suvaržymų, kuriuos daugiau nei prieš 100 metų nustatė Laurentas Eotvosas.
Bet antimaterijos atveju niekada negalėtume viso to išmatuoti. Antimaterijai pritaikėme negravitacines jėgas ir pamatėme, kad ji greitėja; sukūrėme ir sunaikinome antimateriją; mes tiksliai žinome, kaip elgiasi jo inercinė masė - kaip ir paprastosios materijos inercinė masė. F = ma ir E = mc2 antimaterijos atveju veikia taip pat, kaip ir įprastos medžiagos.
Bet jei norime sužinoti apie antimaterijos gravitacinį elgesį, negalime tiesiog remtis teorija; turime tai išmatuoti. Laimei, vykdomas eksperimentas, kad būtų galima tiksliai tai sužinoti: ALPHA eksperimentas CERN.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Vienas iš didelių įvykių, įvykusių neseniai, buvo ne tik antimedžiagos dalelių, bet ir neutralių, stabiliai surištų būsenų susidarymas jose. Antiprotonai ir pozitronai (antielektronai) gali būti sukurti, sulėtinti ir priversti sąveikauti tarpusavyje, kad susidarytų neutralus antihidrogenas. Naudodamiesi elektrinių ir magnetinių laukų deriniu, mes galime atitolinti šiuos antiatomus ir išlaikyti juos stabilų atokiau nuo materijos, o tai susidūrimo atveju galėtų sunaikinti.
Mes sugebėjome sėkmingai išlaikyti juos stabilius 20 minučių vienu metu, gerokai viršydami mikrosekundės laiką, kurį paprastai patiria nestabilios pagrindinės dalelės. Mes šaudėme į juos fotonus ir nustatėme, kad jų emisijos ir absorbcijos spektrai yra tokie patys kaip atomų. Mes nustatėme, kad antimedžiagos savybės yra tokios pačios, kaip ir numatė standartinė fizika.
Išskyrus gravitacinius, žinoma. Naujasis ALPHA-g detektorius, pastatytas Kanados gamykloje TRIUMF ir pristatytas į CERN šiais metais, turėtų pagerinti antimaterijos gravitacinio pagreičio ribas iki kritinės ribos. Ar antimaterija pagreitėja esant gravitaciniam laukui Žemės paviršiuje iki 9,8 m / s2 (žemyn), -9,8 m / s2 (aukštyn), 0 m / s2 (jei nėra gravitacinio pagreičio), ar iki kokios nors kitos vertės ?
Tiek teoriniu, tiek praktiniu požiūriu bet koks rezultatas, išskyrus numatytą +9,8 m / s2, bus visiškai revoliucinis.
Antimaterijos analogas kiekvienai materijos dalelei turėtų turėti:
- ta pati masė
- tas pats pagreitis gravitaciniame lauke
- priešingas elektros krūvis
- priešinga nugara
- tas pačias magnetines savybes
- tuo pačiu būdu turėtų jungtis į atomus, molekules ir didesnes struktūras
- turėtų būti tas pats pozitronų perėjimų spektras įvairiose konfigūracijose.
Kai kurios iš šių savybių buvo išmatuotos laikui bėgant: inertinė antimaterio masė, elektros krūvis, verpimo ir magnetinės savybės yra gerai žinomos ir ištirtos. Ryšio ir laikinosios savybės buvo matuojamos kitais detektoriais ALPHA eksperimente ir atitinka dalelių fizikos prognozes.
Bet jei gravitacinis pagreitis pasirodys neigiamas, o ne teigiamas, tai tiesiogine prasme apvers pasaulį aukštyn kojomis.
Šiuo metu nėra tokio dalyko kaip gravitacinis laidininkas. Elektros laidininkuje nemokami įkrovai gyvena paviršiuje ir gali judėti, persiskirstę, reaguodami į visus netoliese esančius krūvius. Jei turite elektros krūvį už elektros laidininko ribų, laidininko vidus bus apsaugotas nuo to elektros energijos šaltinio.
Tačiau nėra galimybės apsisaugoti nuo gravitacijos jėgos. Negalima suderinti vienodo gravitacinio lauko tam tikroje erdvės srityje, pavyzdžiui, tarp lygiagrečių elektrinio kondensatoriaus plokščių. Priežastis? Skirtingai nuo elektrinės jėgos, kurią sukuria teigiami ir neigiami krūviai, yra tik vienas gravitacinio „krūvio“tipas - masė / energija. Gravitacinė jėga visada traukia ir nėra galimybės jos pakeisti.
Bet jei turite neigiamą gravitacinę masę, viskas pasikeičia. Jei antimaterija iš tikrųjų pasireiškia antigravitacinėmis savybėmis, krenta aukštyn, o ne žemyn, tada, atsižvelgiant į gravitaciją, ją sudaro priešmasė arba anti-energija. Pagal mums žinomus fizikos įstatymus nėra jokios priešmasės ar priešenergijos. Mes galime juos įsivaizduoti ir įsivaizduoti, kaip jie elgtųsi, tačiau mes tikimės, kad antimaterijoje yra normali masė ir normali energija, kai kalbama apie gravitaciją.
Jei egzistuos priešmasė, daugybė technologinių pažangų, apie kuriuos mokslinės fantastikos rašytojai svajojo daugelį metų, staiga taps fiziškai įmanoma.
- Mes galime sukurti gravitacinį laidininką, saugant save nuo gravitacinių jėgų.
- Mes galime sukurti gravitacinį kondensatorių erdvėje ir sukurti dirbtinį gravitacijos lauką.
- Mes netgi galėtume sukurti metmenų pavarą, nes erdvės laiką mes galėtume deformuoti taip, kaip to reikalauja 1994 m. Migelio Alcubierre'o pasiūlytas bendrojo reliatyvumo matematinis sprendimas.
Tai yra neįtikėtina galimybė, kurią visi teoriniai fizikai laiko beveik neįmanoma. Bet kad ir kokios beprotiškos ar neįsivaizduojamos jūsų teorijos, jūs turite jas paremti arba paneigti išskirtinai eksperimentiniais duomenimis. Tik išmatuodamas ir išbandęs Visatą, gali tiksliai žinoti, kaip veikia jos įstatymai.
Kol neišmatuosime gravitacinio antimaterijos pagreičio, reikalingo tiksliai nustatyti, ar jis krenta aukštyn, ar žemyn, turime būti atviri galimybei, kad gamta elgiasi ne taip, kaip tikimės. Lygiavertiškumo principas gali neveikti antimaterijos atveju; tai gali būti šimtaprocentinis principas. Ir tokiu atveju atsivers visiškai naujų galimybių pasaulis. Atsakymą sužinosime po kelerių metų, atlikdami paprastą eksperimentą: padėkite antiatomą į gravitacinį lauką ir pažiūrėkite, kaip jis nukris.
Ilja Khel