a téridő, az Általános relativisztikus kép, a gravitációs tömegek torzítása mi… okozza a gravitációs erőt. Feltételezzük, de kísérletileg nem igazolható, hogy az antianyag-tömegek ugyanúgy viselkednek, mint az anyagtömegek egy gravitációs mezőben.
LIGO / T. Pyle
a tudomány egyik legmegdöbbentőbb ténye az, hogy a természet törvényei általánosan alkalmazhatók., Minden részecske ugyanazokat a szabályokat követi, ugyanazokat az erőket tapasztalja, és ugyanazokat az alapvető állandókat látja, függetlenül attól, hogy hol vagy mikor léteznek. Gravitationally, minden egyes entitás az univerzumban tapasztalatok, attól függően, hogy hogyan nézel rá, vagy ugyanaz a gravitációs gyorsulás vagy azonos görbülete téridő, nem számít, milyen tulajdonságokkal rendelkezik.
legalábbis elméletben ilyenek a dolgok. A gyakorlatban néhány dolgot közismerten nehéz mérni., A fotonok és a normál, stabil részecskék egyaránt a várt módon esnek egy gravitációs mezőben, a föld pedig minden hatalmas részecskét 9,8 m/s2 sebességgel gyorsul fel középpontja felé. Minden erőfeszítésünk ellenére soha nem mértük meg az antianyag gravitációs gyorsulását. Pontosan ugyanúgy kell gyorsítani, de amíg nem mérjük, nem tudjuk. Az egyik kísérlet megpróbálja eldönteni az ügyet, egyszer s mindenkorra. Attól függően, hogy mit talál, ez lehet a kulcsa a tudományos és technológiai forradalomnak.,
az alfa-kísérletből származó antihidrogénatomok pályái. Akár 20-ig is stabilan tarthatjuk őket… a következő logikus lépés, hogy percről percre mérjük, hogyan viselkednek egy gravitációs mezőben.
Chukman So / University of California, Berkeley
lehet, hogy nem veszi észre, de két teljesen különböző módon gondolkodni tömeg. Egyrészt ott van a tömeg, amely felgyorsul, amikor erőt alkalmaz rá: az M Newton híres egyenletében, F = ma., Ez ugyanaz, mint az M Einstein E = mc2-ben, amely megmondja, hogy mennyi energiára van szükség egy részecske (vagy antirészecske) létrehozásához,és mennyi energiát kap, amikor megsemmisíti azt.
de van még egy tömeg odakint: gravitációs tömeg. Ez a tömeg, m, amely a Föld felszínén (W = mg) vagy Newton gravitációs törvényében, F = GmM/r2 súlyegyenletében jelenik meg., A normál anyag esetében tudjuk, hogy ennek a két tömegnek — tehetetlenségi tömegnek és gravitációs tömegnek-100 milliárdból körülbelül 1 résznek kell lennie, köszönhetően az Eötvös Loránd által több mint 100 évvel ezelőtt tervezett kísérleti korlátozásoknak.
Newton univerzális gravitációs törvénye (L) és Coulomb elektrosztatikai törvénye (R) majdnem… azonos formák. Ha a gravitációs erő ” m ” – je negatív jelet kap az antianyagra, a közelgő kísérleteknek fel kell tárniuk.
Dennis Nilsson / RJB1 / E., Siegel
antianyagra, bár ezt még soha nem tudtuk mérni. Nem gravitációs erőket alkalmaztunk az antianyagra, láttuk, hogy gyorsul, és létrehoztuk és megsemmisítettük az antianyagot is; biztosak vagyunk benne, hogy a tehetetlenségi tömege hogyan viselkedik, és pontosan ugyanaz, mint a normál anyag tehetetlenségi tömege. Mind az F = ma, mind az E = mc2 ugyanúgy működik az antianyag esetében, mint a normál anyag esetében.
de ha tudni akarjuk, hogyan viselkedik az antianyag gravitációsan, akkor nem hagyhatjuk el azt, amit elméletileg elvárunk; meg kell mérnünk., Szerencsére van egy Most futó kísérlet, amelynek célja pontosan ez volt: az alfa kísérlet a CERN-ben.
az alfa együttműködés a legközelebb állt minden kísérlethez a semleges viselkedés mérésére… antianyag egy gravitációs mezőben. A közelgő alfa – g detektorral végre megtudhatjuk a választ.
Maximilien Brice / CERN
az utóbbi időben tett egyik nagy lépés az antianyag részecskék létrehozása, de semleges, stabil kötött állapotok., Anti-protonok és pozitronok (anti-elektronok) hozhatók létre, lassíthatók és egymással való kölcsönhatásra kényszeríthetők, ahol semleges anti-hidrogént képeznek. Az elektromos és mágneses mezők kombinációjával korlátozhatjuk ezeket az anti-atomokat, és stabilan tarthatjuk őket, távol az anyagtól, ami megsemmisítené őket.
sikeresen stabilan tartottuk őket körülbelül 20 percig egy időben, messze meghaladva az instabil, alapvető részecskék mikroszekundumát. Fotonokkal ütöttük őket, felfedezve, hogy ugyanolyan emissziós és abszorpciós spektrummal rendelkeznek, mint az atomok., Minden szempontból, ami számít, megállapítottuk, hogy az antianyag tulajdonságai pontosan úgy vannak, ahogy azt a standard fizika jósolja.
A Kanadai részecskegyorsító létesítményben, a Triumf-ben épített alfa-g detektor az első… a gravitáció antianyagra gyakorolt hatásának mérésére tervezett típus. Ha függőlegesen orientálódik, képesnek kell lennie arra, hogy megmérje, melyik irányba esik az antianyag, és milyen nagyságrendű.
Stu Shepherd / TRIUMF
kivéve természetesen gravitációsan., Az új alfa-g detektornak, amelyet a kanadai TRIUMF létesítményben építettek, és amelyet az év elején szállítottak a CERN-be, javítania kell az antianyag gravitációs gyorsulásának korlátait a kritikus küszöbértékig. Az antianyag felgyorsul-e a Föld felszínén lévő gravitációs mező jelenlétében +9,8 m/s2 (lefelé), -9,8 m/s2 (felfelé), 0 m/s2 (egyáltalán nem gravitációs gyorsulás) vagy más érték mellett?
mind elméleti, mind alkalmazási szempontból a várt +9,8 m/s2-től eltérő eredmény teljesen forradalmi lenne.,
Ha lenne valamilyen típusú anyag, amely negatív gravitációs töltéssel rendelkezik, akkor azt visszaszorítaná… az ügy és az energia, amit tudunk., Muu-karhu a Wikimédia Commons
Az antianyag megfelelője minden részecskével kell:
- ugyanaz a tömeg,
- ugyanaz a gyorsulás a gravitációs mező,
- az ellentétes elektromos töltés,
- az ellentétes forgás,
- az azonos mágneses tulajdonságok,
- kellene fognunk ugyanúgy be atomok, molekulák, valamint a nagyobb struktúrák,
- lehetőséget, majd ugyanezt a spektrum a pozitron átmenetek azokban a változatos formációkban.,
ezek egy részét hosszú ideig mérték: az antianyag inerciális tömege, az elektromos töltés, a centrifugálás és a mágneses tulajdonságok jól ismertek. Kötési és átmeneti tulajdonságait az alfa-kísérlet más detektorai mérték, és összhangban vannak azzal, amit a részecskefizika jósol.
de ha a gravitációs gyorsulás pozitív helyett negatív, akkor szó szerint fejjel lefelé fordítja a világot.
a mesterséges gravitáció lehetősége kínzó, de a létezésre épül…, negatív gravitációs tömeg. Az antianyag lehet az a tömeg, de még nem tudjuk, kísérletileg.
Rolf Landua / CERN
jelenleg nincs olyan dolog, mint egy gravitációs vezető. Egy elektromos vezetéken a szabad töltések a felszínen élnek, mozoghatnak, újraeloszthatják magukat bármilyen más töltésre válaszul. Ha elektromos töltése van az elektromos vezetéken kívül, akkor a vezető belseje árnyékolva lesz az elektromos forrástól.
de nincs mód arra, hogy megvédje magát a gravitációs erőtől., Nincs mód arra, hogy egységes gravitációs mezőt hozzanak létre a tér egy részén, mint ahogy az elektromos kondenzátor párhuzamos lemezei között is. Az OK? Mert az elektromos erőtől eltérően, amit pozitív és negatív töltések generálnak, csak egyféle gravitációs “töltés” létezik, és ez a tömeg és az energia. A gravitációs erő mindig vonzó, és ezt egyszerűen nem lehet megkerülni.
kondenzátor vázlatos rajza, ahol két párhuzamos vezetőlemez egyenlő és ellentétes…, töltések, egységes elektromos mező létrehozása közöttük. Ez a konfiguráció lehetetlen a gravitáció számára, hacsak nincs valamilyen negatív gravitációs tömeg.
Wikimedia Commons felhasználó Papa November
de ha negatív gravitációs tömege van, mindez megváltozik. Ha az antianyag valóban gravitációellenes, lefelé esik, akkor a gravitáció úgy látja, mintha anti-tömegből vagy anti-energiából készült volna. A fizika törvényei szerint, amelyeket jelenleg megértünk, olyan mennyiségek, mint az anti-tömeg vagy az anti-energia nem léteznek., El tudjuk képzelni őket, és beszélhetünk arról, hogyan viselkednének, de elvárjuk, hogy az antianyagnak normális tömege és normális energiája legyen, amikor a gravitációról van szó.
ha létezik anti-tömeg, akkor a tudományos-fantasztikus írók által generációk számára elképzelt nagy technológiai fejlődés hirtelen fizikailag lehetségessé válik.
a virtuális IronBird eszköz a CAM (centrifuga Szállás modul) egyik módja annak, hogy hozzon létre… mesterséges gravitáció, de sok energiát igényel, és csak egy nagyon specifikus, középre ható erőt tesz lehetővé., A valódi mesterséges gravitációnak valami negatív tömeggel kell viselkednie.
NASA Ames
építhetünk egy gravitációs vezetőt, és megvédhetjük magunkat a gravitációs erőtől.
létrehozhatunk egy gravitációs kondenzátort az űrben, egységes mesterséges gravitációs mezőt hozva létre.
még görbületi hajtást is létrehozhatunk, mivel megszereznénk a téridő deformálódásának képességét pontosan úgy, ahogy az általános relativitás matematikai megoldása, amelyet Miguel Alcubierre 1994-ben fedezett fel, megköveteli.,
az Alcubierre megoldás az Általános Relativitáselméletre, lehetővé téve a warp drive-hoz hasonló mozgást. Ez a megoldás… negatív gravitációs tömeget igényel, ami pontosan az antianyag lehet.
Wikimedia Commons felhasználó AllenMcC
Ez egy hihetetlen lehetőség, amelyet gyakorlatilag minden elméleti fizikus valószínűtlennek tart., De nem számít, milyen vad vagy megszelídíteni az elméletek, feltétlenül el kell szembesíteni őket a kísérleti adatok; csak mérése az Univerzum teszi, hogy a teszt valaha pontosan meghatározni, hogy a természet törvényei működnek.
amíg meg nem mérjük az antianyag gravitációs gyorsulását olyan pontossággal, amely annak meghatározásához szükséges, hogy felfelé vagy lefelé esik-e, nyitva kell tartanunk magunkat annak a lehetőségnek, hogy a természet esetleg nem viselkedik úgy, ahogy elvárjuk. Az egyenértékűség elve nem feltétlenül igaz az antianyagra; valójában 100%-ban igazellenes lehet., De ha ez a helyzet, a lehetőségek teljesen új világát nyitják meg. Megváltoztathatjuk annak a jelenleg ismert határait, amit az emberek létrehozhatnak az univerzumban. Néhány év alatt megtanuljuk a választ a legegyszerűbb kísérleteken keresztül: egy anti-atomot gravitációs mezőre helyezünk, és figyeljük, hogy melyik irányba esik.
