Šta je to antigravitacija?

Anti-gravitacija (poznata i kao ne gravitaciono polje) predstavlja ideju stvaranja mjesta ili objekta koji je slobodan od sile gravitacije. Ne odnosi se na nedostatak težine pod gravitacijom koja se osjeća u slobodnom padu ili na orbiti, ili balansiranju sile gravitacije nekom drugom silom, kao što je elektromagnetizam ili aerodinamički lift. Anti gravitacija je ponavljajući koncept u naučnoj fantastici, naročito u kontekstu pokreta svemirskih letilica. Primeri su supstanca koja blokira gravitaciju “Cavorite” u H. G. Wells-u “Prvi muškarci na Mjesecu” i “Spindizzy” mašine u gradovima letova James Blish-a.

U Newtonovom zakonu univerzalne gravitacije gravitacija je spoljna sila koja se prenosi nepoznatim sredstvima. U 20. vijeku, Newtonov model zamjenjen je opštom relativnošću gdje gravitacija nije sila, već rezultat geometrije prostorvremena. Pod opštom relativnošću, antigravitacija je nemoguća, osim pod pretjeranim okolnostima. Kvantni fizičari su postulirali postojanje gravitona, bezmasivnih elementarnih čestica koje prenose gravitacionu silu, ali je mogućnost stvaranja ili uništavanja ovih nejasna.

“Anti gravitacija” se često koristi kolokvijalno da se odnosi na uređaje koji izgledaju kao da preuređuju gravitaciju iako rade kroz druga sredstva, kao što su podizači koji lete u vazduhu pomjeranjem vazduha elektromagnetnim poljima.


Hipotetička rješenja
Gravitacijski štitovi

Godine 1948. biznismen Roger Babson (osnivač Babson koledža) osnovao je Fondaciju Gravity Research za proučavanje načina smanjivanja efekata gravitacije. Njihovi napori su u početku bili pomalo čudni, ali su održavali povremene konferencije koje su privukle ljude poput Clarence Birdseye poznate po svojim zamrznutim prehrambenim proizvodima i Igor Sikorsky, izumitelj helikoptera. Tokom vremena Fondacija je skrenula pažnju od pokušaja kontrole gravitacije, kako bi se bolje razumjela. Fondacija je skoro nestala nakon Babsonove smrti 1967. godine. Međutim, i dalje vodi esejsku nagradu, koja nudi nagrade do 4.000 dolara. Od 2017. godine, i dalje se upravlja od Wellesley, Massachusetts, od strane George Rideout, Jr., sina prvobitnog režisera fondacije. Pobednici su kalifornijski astrofizičar George F. Smoot, koji je kasnije osvojio Nobelovu nagradu za fiziku u 2006. godini.

Istraživanja opšte relativnosti 1950-ih

Opšta relativnost uvedena je 1910-ih, ali je razvoj teorije u velikoj mjeri usporen nedostatkom odgovarajućih matematičkih alata. Izgledalo je da je antigravitacija zabranjena pod opštom relativnošću.

Vlasti tvrde da su vazduhoplovne snage SAD takođe vodile studijske napore tokom pedesetih i šestih godina prošlog vijeka. Bivši potpukovnik Ansel Talbert napisao je dvije serije članaka u novinama tvrdeći da je većina glavnih avio-kompanija započela istraživanje pogonske gravitacije u 1950-im. Međutim, malo je vanjskih potvrda o ovim pričama, a pošto se odvijaju sredinom politike za medije, nije jasno koliko bi se tim pričama trebalo vjerovati.

Poznato je da su u kompaniji Glenn L. Martin uloženi ozbiljni napori, koji su formirali Istraživački institut za napredne studije. Veće novine objavile su ugovor koji je napravljen između teoretskog fizičara Burkharda Heima i kompanije Glenn L. Martin. Još jedan napor u privatnom sektoru da bi se ovladalo razumjevanjem gravitacije bio je stvaranje Instituta za fiziku na Univerzitetu u Sjevernoj Karolini na Chapel Hillu 1956. godine, od strane povjerenika Fondacije Gravity Research Agnew H. Bahnson.

Vojna podrška za projekte protiv gravitacije prekinuta je izmjenom Mansfield-a iz 1973. godine, kojim se Ministarstvo odbrane ograničilo samo na područja naučnog istraživanja sa eksplicitnim vojnim aplikacijama. Amandman Mansfielda je usvojen konkretno kako bi se okončali dugoročni projekti koji su malo pokazali za svoje napore.

Pod opštom relativnošću gravitacija je rezultat prateće prostorne geometrije (promjene u normalnom obliku prostora) uzrokovane lokalnom masenom energijom. Ova teorija smatra da je izmjenjen oblik prostora, deformisan masivnim predmetima, koji izazivaju gravitaciju, što je ustvari svojstvo deformiranog prostora umjesto da bude prava sila. Iako jednačine normalno ne mogu proizvesti “negativnu geometriju”, moguće je to učiniti upotrebom “negativne mase”. Iste jednadžbe same po sebi ne isključuju postojanje negativne mase.

Izgleda da generalna relativnost i Newtonova gravitacija predviđaju da negativna masa proizvodi odbojno gravitaciono polje. Naročito, Sir Herman Bondi je predložio 1957. godine da će negativna gravitaciona masa, kombinovana sa negativnom inercijalnom masom, biti u skladu sa principom jake ekvivalentnosti teorije opće relativnosti i njutonskih zakona konzervacije linearnog momenta i energije. Bondijev dokaz dala je jedinstvena slobodna rješenja za jednačine relativiteta. U julu 1988. godine, Robert L. Forward je predstavio rad na AIAA / ASME / SAE / ASEE 24. zajedničkoj propulsionnoj konferenciji koja je predložila Bondi sistem negativne gravitacijske mase.


Bondi je istakao da će negativna masa pasti ka (ali ne i dalje) od “normalne” materije jer, iako je gravitaciona sila odbojna, negativna masa (prema Newtonovom zakonu, F = ma) odgovara ubrzavanjem u suprotnosti od pravca sile. Normalna masa, s druge strane, padaće od negativne materije. Napomenuo je da će se dvije identične mase, jedna pozitivna i jedna negativna, postavljene u blizini, stoga samo-ubrzati u pravcu linije između njih, pri čemu negativna masa trči za pozitivnom masom. Napominjemo da, pošto negativna masa dobija negativnu kinetičku energiju, ukupna energija ubrzavajućih masa ostaje na nuli. Naprijed istaknuto je da je efekat samozapaljanja usljed negativne inercijalne mase i da se može videti indukovano bez gravitacionih sila između čestica.

Standardni model fizike čestica, koji opisuje sve trenutno poznate oblike materije, ne uključuje negativnu masu. Iako kosmološka tamna materija može da se sastoji od čestica izvan Standardnog modela čija je priroda nepoznata, njihova masa je navodno poznata – budući da su postulirana od njihovih gravitacionih efekata na okolne objekte, što podrazumjeva njihovu pozitivnu masu. Predložena kosmološka tamna energija, s druge strane, je komplikovanija, s obzirom na opću relativnost, efekti njene energetske gustine i njenog negativnog pritiska doprinose njenom gravitacionom efektu.


Peta sila

Pod opštom relativnosti bilo koji oblik energije zakrivljuje prostorvrijeme, kako bi se stvorile geometrije koje izazivaju gravitaciju. Dugoročno pitanje bilo je da li su te iste jednačine primenjene na antimateriju. Ovo pitanje je rješeno 1960. godine razvojem simetrije CPT-a, što je pokazalo da antimaterija prati iste zakone fizike kao “normalna” materija, pa stoga ima pozitivan energetski sadržaj i takođe uzrokuje (i reaguje) gravitaciono kao i normalna materija (vidi gravitaciona interakcija antimaterije).

U većini posljednje četvrtine 20. vijeka, fizička zajednica je bila uključena u pokušaje stvaranja jedinstvene teorije polja, jedne fizičke teorije koja objašnjava četiri osnovne sile: gravitaciju, elektromagnetizam i jake i slabe nuklearne sile. Naučnici su ostvarili napredak u objedinjavanju tri kvantne sile, ali gravitacija je ostala “problem” u svakom pokušaju. Međutim, to nije zaustavilo veliki broj takvih pokušaja.

Generalno, ovi pokušaji su pokušali da “kvantizuju gravitaciju” postavljanjem čestice, gravitona, koja je nosila gravitaciju na isti način na koji fotoni (svjetlost) nose elektromagnetizam. Međutim, jednostavni pokušaji u ovom pravcu nisu uspjeli da dovedu do složenijih primjera koji su pokušali da objasne ove probleme. Dvije od ovih, supersimetrija i supergravitacija vezana za relativnost, zahtjevali su postojanje izuzetno slabe “pete sile” koju je nosio graviton, koji je na organizovan način povezivao nekoliko “labavih krajeva” u kvantnoj teoriji polja. Kao neželjeni efekat, obe teorije takođe su sve zahtjevale da ova peta sila utiče na antimateriju na način sličan anti-gravitaciji, diktirajući odvraćanje od mase. Nekoliko eksperimenata je sprovedeno u devedesetim godinama da bi se utvrdio ovaj efekat, ali nijedan nije dao pozitivne rezultate.

U 2013. godini CERN je tražio efekat antigravitacije u eksperimentu dizajniranom za proučavanje nivoa energije unutar antihidrogena. Mjerenje antigravitacije je bilo samo “interesantna strana” i nije bilo jasno.

Generalno-relativistički “warp drives”

Postoje rješenja jednadžbi polja generalne relativnosti koja opisuju “warp drives” (kao što je Alcubierre metrika) i stabilne, prelazne crvotočine. Ovo samo po sebi nije značajno, jer je svaka geometrija prostornog vremena rješenje jednačina polja za određenu konfiguraciju polja tenzora napona i energije. Opšta relativnost ne ograničava geometriju prostornog vremena, osim ako se na tenzoru napona ne postave spoljašnja ograničenja. Geometrije sa prepucima i geometrijama koje se mogu premjestiti dobro se ponašaju u većini područja, ali zahtijevaju regije egzotičnih materija; tako da su isključene kao rješenja ako je tenzor napona i energije ograničen na poznate oblike materije. Tamna materija i mračna energija u ovom trenutku nisu dovoljno razumljivi da daju generalne izjave u vezi sa njihovom primjenom na warp-pogon.

Progresivni program fizike protoka
Tokom kraja dvadesetog vijeka NASA je finansirala Progresivni fizički program (BPP) od 1996. do 2002. godine. Ovaj program je proučavao niz “dalekih” dizajna za pogon na prostoru koji nisu dobili finansiranje putem normalnih univerzitetskih ili komercijalnih kanala. Ispitivani su simptomi poput gravitacije pod nazivom “diametrijski pogon”. Rad BPP programa nastavlja se u nezavisnoj, ne-NASA pridruženoj fondaciji Tau Zero.

Empirijske tvrdnje i komercijalni napori
Bilo je nekoliko pokušaja da se naprave uređaji protiv gravitacije i mali broj izveštaja o efektima koji utiču na gravitaciju u naučnoj literaturi. Nijedan od primjera koji slijedi nisu prihvaćeni kao ponovljivi primjeri antigravitacije.


Giroskopski uređaji

Generator “kinemaskog polja” iz U.S. Patenta 3,626,605: Metoda i aparat za generisanje polja sekundarnih gravitacijskih sila
Giroskopi proizvode silu kada su uvijene koje funkcionišu “van aviona” i mogu izgledati da se podižu od gravitacije. Iako je ta sila dobro shvaćena kao iluzorna, čak i pod njujtonskim modelima, ipak je stvorila brojne tvrdnje o uređajima protiv gravitacije i bilo kom broju patentiranih uređaja. Nijedan od ovih uređaja nikada nije dokazan da radi pod kontrolisanim uslovima i često postaje predmet teorije zavjere kao rezultat. Poznati primjer je profesor Eric Laithwaite Imperial College u Londonu, u adresi 1974. godine Kraljevskoj instituciji.

Drugi primer “rotirajućeg uređaja” prikazan je u nizu patenata koje je Henry Wallace izdao između 1968. i 1974. godine. Njegovi uređaji se sastoje od brzih centrifugiranih diskova od mesinga, materijala koji se sastoji uglavnom od elemenata sa totalnim nultim brojem nuklearnih centrifuga. On je tvrdio da je brzim okretanjem diska takvog materijala nuklearni spin postao poravnat i kao rezultat stvorio je “gravitomagnetno” polje slično magnetnom polju stvorenom efektom Barnetta. Nije poznato nezavisno testiranje ili javna demonstracija ovih uređaja.

  1. godine prijavljeno je da se težina smanjuje duž osa desnog vrtljivog žiroskopa. Test ove tvrdnje godinu dana kasnije donio je nulte rezultate. Preporučena je izvedba dodatnih testova na AIP konferenciji 1999.

Gravitator Thomas Townsend Brown-a

Tokom 1921. godine, dok je još u srednjoj školi, Thomas Townsend Brown otkrio je da je visokonaponska Coolidge cijev promjenila masu u zavisnosti od svoje orijentacije na balansnoj skali. Kroz 1920-ih Brown je ovo razvio u uređaje koji su kombinovali visoke napone sa materijalima sa visokim dielektričnim konstantama (u suštini veliki kondenzatori); takav uređaj nazvao je “gravitatorom”. Braun je tvrdio posmatračima i medijima da njegovi eksperimenti pokazuju efekte anti-gravitacije. Braun bi nastavio svoj rad i napravio seriju visokonaponskih uređaja u narednim godinama pokušavajući da prodade svoje ideje avionskim kompanijama i vojsci. Primjenio je imena Biefeld-Brown efekta i elektrogravitike zajedno sa svojim uređajima. Braun je testirao svoje asimetrične kondenzatorske uređaje u vakuumu, navodno pokazujući da to nije bio više elektrohidrodinamični efekat dole-zemlja koji je nastao visokim naponom jona u zraku.

Elektrogravitika je popularna tema ufologije, antigravitacije, besplatne energije, teoretičara zavjere i srodnih web stranica, u knjigama i publikacijama sa tvrdnjama da je tehnologija postala visoko klasifikovana početkom šezdesetih i da se koristi za napajanje NLO-a i B -2 bombera. Takođe postoje istraživanja i video zapisi na internetu koji se prikazuju kao pokazivači kondenzatora u dizajnerskom stilu koji rade u vakuumu, stoga ne primaju pogon od jonskog drifta ili jonskog vjetra koji se generiše u zraku.

Prateće studije o Brownovom radu i drugim tvrdnjama izvršio je R. L. Talley iz studije vazduhoplovstva SAD iz 1990. godine, naučnika NASA Jonathan Campbell u eksperimentu iz 2003. i Martin Tajmar u članku iz 2004. Otkrili su da se u vakuumu ne može uočiti nikakav potisak i da Braunovi i drugi jonski uređaji proizvode potisak duž svoje osovine, bez obzira na pravac gravitacije u skladu sa elektrohidrodinamičkim efektima.


Gravitoelektrična spojnica

Godine 1992. ruski istraživač Eugene Podkletnov je tvrdio da je prilikom eksperimentisanja sa superprevodnicima otkrio da brz rotacijski superprevodnik smanjuje gravitacijski efekat. Mnoge studije su pokušale da reprodukuju Podkletnov eksperiment, uvijek na negativne rezultate.

Ning Li i Douglas Torr sa Univerziteta u Alabami u Huntsville su predložili kako magnetsko polje u zavisnosti od vremena može da izazove spinove jatova mreze u superprevodniku da generišu detektive gravitomagnetna i gravitoelektrična polja u nizu objavljenih radova.

Glavni izvor: Viki


Ostali izvori: Peskin, M and Schroeder, D.; An Introduction to Quantum Field Theory (Westview Press, 1995) ISBN 0-201-50397-2
Wald, Robert M. (1984). General Relativity. Chicago: University of Chicago Press. ISBN 0-226-87033-2.
Polchinski, Joseph (1998). String Theory, Cambridge University Press. A modern textbook
Thompson, Clive (August 2003). “The Antigravity Underground”. Wired. Archived from the original on 18 August 2010. Retrieved 23 July 2010.
“On the Verge of Antigravity”. About.com. Retrieved 23 July 2010.
Mooallem, J. (October 2007). “A curious attraction”. Harper’s Magazine. 315 (1889): 84–91.
List of winners Archived 28 December 2012 at the Wayback Machine.
Goldberg, J. M. (1992). US air force support of general relativity: 1956–1972. In, J. Eisenstaedt & A. J. Kox (Ed.), Studies in the History of General Relativity, Volume 3 Boston, Massachusetts: Center for Einstein Studies. ISBN 0-8176-3479-7
Mallan, L. (1958). Space satellites (How to book 364). Greenwich, CT: Fawcett Publications, pp. 9–10, 137, 139. LCCN 58-001060
Clarke, A. C. (1957). “The conquest of gravity”. Holiday. 22 (6): 62.
Bondi, H. (1957). “Negative mass in general relativity”. Reviews of Modern Physics. 29 (3): 423–428. Bibcode:1957RvMP…29..423B. doi:10.1103/revmodphys.29.423.
Forward, R. L. (1990). “Negative matter propulsion”. Journal of Propulsion and Power. 6 (1): 28–37. doi:10.2514/3.23219.; see also commentary Landis, G.A. (1991). “Comments on Negative Mass Propulsion”. Journal of Propulsion and Power. 7 (2): 304. doi:10.2514/3.23327.
Supergravity and the Unification of the Laws of Physics, by Daniel Z. Freedman and Peter van Nieuwenhuizen, Scientific American, February 1978
Jason Palmer, Antigravity gets first test at Cern’s Alpha experiment, bbc.co.uk, 30 April 2013
Tau Zero Foundation
“Eric LAITHWAITE Gyroscope Levitation”. Rex research. rexresearch.com. Retrieved 23 October 2010.
U.S. Patent 3,626,606
U.S. Patent 3,626,605
U.S. Patent 3,823,570
Hayasaka, H. & Takeuchi, S. (1989). “Anomalous weight reduction on a gyroscope’s right rotations around the vertical axis on the Earth”. Physical Review Letters. 63 (25): 2701–2704. Bibcode:1989PhRvL..63.2701H. doi:10.1103/PhysRevLett.63.2701.
Nitschke, J. M. & Wilmath, P. A. (1990). “Null result for the weight change of a spinning gyroscope”. Physical Review Letters. 64 (18): 2115–2116. Bibcode:1989PhRvL..63.2701H. doi:10.1103/PhysRevLett.64.2115. Retrieved 5 January 2014.
Iwanaga, N. (1999). “Reviews of some field propulsion methods from the general relativistic standpoint”. AIP Conference Proceedings. 458. pp. 1015–1059. doi:10.1063/1.57497.
Thompson, Clive (August 2003). “The Antigravity Underground”. Wired Magazine.
Thomas Valone, Electrogravitics II: Validating Reports on a New Propulsion Methodology, Integrity Research Institute, page 52-58
Thompson, Clive (August 2003). “The Antigravity Underground”. Wired Magazine.
Tajmar, M. (2004). “Biefeld-Brown Effect: Misinterpretation of Corona Wind Phenomena”. AIAA Journal. 42 (2): 315–318. Bibcode:2004AIAAJ..42..315T. doi:10.2514/1.9095.
Podkletnov, E; Nieminen, R (10 December 1992). “A possibility of gravitational force shielding by bulk YBa2Cu3O7−x superconductor”. Physica C. 203 (3–4): 441–444. Bibcode:1992PhyC..203..441P. doi:10.1016/0921-4534(92)90055-H. Retrieved 29 April 2014.
N. Li; D. Noever; T. Robertson; R. Koczor; et al. (August 1997). “Static Test for a Gravitational Force Coupled to Type II YBCO Superconductors”. Physica C. 281 (2–3): 260–267. Bibcode:1997PhyC..281..260L. doi:10.1016/S0921-4534(97)01462-7.
Woods, C., Cooke, S., Helme, J., and Caldwell, C., “Gravity Modification by High Temperature Superconductors,” Joint Propulsion Conference, AIAA 2001–3363, (2001).
Hathaway, G., Cleveland, B., and Bao, Y., “Gravity Modification Experiment using a Rotating Superconducting Disc and Radio Frequency Fields,” Physica C, 385, 488–500, (2003).
Tajmar, M., and de Matos, C.J., “Gravitomagnetic Field of a Rotating Superconductor and of a Rotating Superfluid,” Physica C, 385(4), 551–554, (2003).
Li, Ning; Torr, DG (1 September 1992). “Gravitational effects on the magnetic attenuation of superconductors”. Physical Review. B46 (9): 5489–5495. Bibcode:1992PhRvB..46.5489L. doi:10.1103/PhysRevB.46.5489. Retrieved 6 March 2014.
Li, Ning; Torr, DG (15 January 1991). “Effects of a gravitomagnetic field on pure superconductors”. Physical Review. D43 (2): 457–459. Bibcode:1991PhRvD..43..457L. doi:10.1103/PhysRevD.43.457. Retrieved 6 March 2014.
Li, Ning; Torr, DG (August 1993). “Gravitoelectric-electric coupling via superconductivity”. Foundations of Physics Letters. 6 (4): 371–383. Bibcode:1993FoPhL…6..371T. doi:10.1007/BF00665654. Retrieved 6 March 2014.
Wilson, Jim (1 October 2000). “Taming Gravity”. Popular Mechanics. HighBeam Reseatch. Retrieved 5 January 2014.
Cain, Jeanette. “Gravity Conquered?”. light-science.com. Archived from the original on 6 July 2013. Retrieved 5 January 2014.
“Patent and Copyright Committee List of Disclosures Reviewed Between July 1996 and June 1997 – USC ID”. Retrieved 30 April 2014.
Platt, Charles (3 June 1998). “Breaking the Law of Gravity”. Wired. Retrieved 1 May 2014.
“The Göde award – One Million Euro to overcome gravity”. Institute of Gravity Research. Retrieved 2 January 2014.

 2,494 total views,  6 views today

Arnes K.

Ja sam nastavnik i profesor fizike koji nastoji da ispuni rupe u svom i svačijem znanju kako bi svi bili bolje informisani i mogli da donosimo bolje odluke i živimo bolji život.

One thought on “Šta je to antigravitacija?

Šta vi mislite o ovom? Ostavite vaš komentar i podijelite mišljenje sa svima.

Sva Fizika
%d bloggers like this: