Mogao bi biti čudan izvor “negativne gravitacije” svuda oko nas

Makrosvijet kao što ga znamo upravlja Njutnov zakon o kretanju i gravitaciji - ono što ide gore, mora se vratiti dole.

Ali tim fizičara sa Kolumbijskog univerziteta objavio je teorijski rad koji ovo okreće na glavu. Kažu da u stvari mogu postojati čestice sa negativnom masom - koje se pod gravitacijom kreću, gore umjesto dole - i one su svuda oko nas.

Prema njihovom članku, nije čudna subatomska čestica koja ima ova svojstva, nego čestice zvuka koje čujemo i proizvodimo svaki dan - fononi - se bune protiv sile gravitacije.

Do sada, čudno, zar ne? Na kraju krajeva, zvuk nije ni fizički objekat, pa kako sila gravitacije može uticati na to?
Ovaj paradoks je u srcu nove hipoteze - šta ako, kažu istraživači, zvučni talasi zapravo nose masu. Negativnu masu. I ta negativna masa stvora mala negativna gravitacijska polja koja ih guraju gore umjesto dole.



Zvuči lijepo, ali postoje tri stvari koje treba imati u vidu ovdje.
Prvo, i što je najvažnije, ovaj članak je čisto teoretski - to znači da su istraživači jednostavno iznijeli hipotezu i izveli neke detaljne kalkulacije na osnovu toga šta znamo i pokazali da bi u teoriji to moglo biti tačno.
To ne znači da su pronašli nekakve fizičke dokaze da zvučni talasi nose negativnu masu, jednostavno su pokazali da u tom slučaju ne bi ništa drugo bilo kontradiktorno u fizici.

Drugi kvalifikator je da je ovaj dokument objavljen samo na lokaciji pre-print arXiv bez revizije. Zato moramo da vidimo nezavisnu verifikaciju ovih brojeva prije nego što se previše zauzmemo.

Za početak znamo da postoje negativne masene čestice - i one se kreću protiv sile u suprotnom smjeru nego što biste očekivali.

Samo prošle godine istraživači su prvi put u laboratoriji stvorili negativnu masu, a kada je gurnuta, ubrzala se unazad umjesto naprijed.
U redu, negativne masene čestice mogu biti stvarne. Ali zvučni talasi nisu zapravo čestice, zar ne?
Zvučni talasi prolaze kroz materiju i uzrokuju vibracije u molekulima oko njega, što dovodi do prenošenja tih vibracija i udara u naš bubanj tako da možemo čuti.
Ali iako nisu čestice u tradicionalnom smislu, zvučni talasi se mogu matematički opisati kao čestice, koje se zovu fononi.


Ipak, ranije se smatralo da gravitacija ne može da utiče na ove fonone - ili da utiče na težinu - jer ne nosi masu.
Međutim, ranije istraživanje lidera tima Alberto Nicolis, koji je objavljen u May Physical Review Letteru, pružio je neke eksperimentalne dokaze da to možda nije slučaj - bar ne pod ekstremnim uslovima.
Eksperiment je sproveden u superfluidima nulte temperature, koji su čudna vrsta tečnosti koja teče bez otpornosti na temperaturama blizu apsolutne nule.
Pod takvim uslovima, Nicolis i njegov tim su prijavili da se tragovi fonona sklanjaju naviše, naizgled suprotno efektu gravitacije.

U gravitacionom polju, fononi polako ubrzavaju u suprotnom smjeru nego biste mogli očekivati, recimo, opeku koja će pasti ", rekao je jedan od timova Rafael Kričevski za Live Science.
Efekat je suviše mali da bi se mjerio sa postojećom tehnologijom, a postoje i druga potencijalna objašnjenja za ovu putanju koja nema nikakve veze sa gravitacijom.
Ali najnoviji papir Nicolisa zasniva se na ideji da fononi stvaraju neku vrstu negativnog gravitacionog polja.

Predlažu da "mala efektivna gravitacijska masa fonona stvara (mala) gravitacijska polja, a izvor gravitacionog polja kreće fononom", piše tim na arXiv-u.
"Dakle, u vrlo fizičkom smislu, fonon nosi (negativnu) masu."
Sada, nećemo ući u sve proračune koji su izvršeni jer su prilično intenzivne (možete ih čitati u novinama).
Ali ukratko, tim je bio u stanju da pokaže matematički da klasični zvučni talasi mogu nositi masu - a ne samo u superfluidima ili kvantnom svjetu, već u stvarnim uslovima.
"Pokazali smo da, suprotno uobičajenom vjerovanju, zvučni talasi nose gravitacionu masu, u standardnom Newtonovom smislu: na njih utiču gravitacija, ali i oni stvaraju gravitaciju", zaključuje tim.



Takođe su opisani načini na koji bi eksperimentalno testirali ovu ideju.
I to je važno, ne samo zato što bi moglo da promjeni naše temeljno razumjevanje zvučnih talasa koji postoje u svijetu svuda oko nas.
Ali i zato što ovaj efekat može uticati na ponašanje drugih objekata u Univerzumu - poput neutronskih zvjezda, koje imaju nevjerovatno guste jezgre gdje se zvučni talasi kreću skoro brzinom svetlosti.
Potrebno je puno više istraživanja, ali definitivno je intrigantna hipoteza na kojoj treba nadograditi.
Rad je objavljen i može se čitati na arXiv-u.

Izvor: ScienceAlert

Ostavite Vaš komentar

Sva Fizika
%d bloggers like this: