Erzeugte Materie mit negativer Masse. Erstellt eine Substanz mit den Eigenschaften einer negativen Masse

Forschern der University of Washington (USA) ist aus Rubidium-Atomen das Verhalten einer Substanz mit negativer effektiver Masse gelungen. Das bedeutet, dass diese Atome unter äußerer Einwirkung nicht in Richtung des Vektors dieses Einflusses geflogen sind. Unter den experimentellen Bedingungen verhielten sie sich jedes Mal so, als ob sie gegen eine unsichtbare Wand liefen, wenn sie sich den Grenzen einer Region mit sehr kleinem Volumen näherten. Das entsprechende ist veröffentlicht in Briefe zur körperlichen Überprüfung. Die Erfahrung wurde von den Medien als „Materie mit negativer Masse erschaffen“ fehlinterpretiert (theoretisch erlaubt sie die Schaffung von Wurmlöchern für Reisen in den Weltraum). Tatsächlich geht das Erhalten einer Substanz mit einer negativen Masse weit über das hinaus, was für moderne Wissenschaft und Technologie erreichbar ist.

Rubidiumatome wurden gezwungen, sich in die Richtung zu bewegen, die dem Vektor der auf sie ausgeübten Kraft entgegengesetzt war. Die Medien interpretierten dies fälschlicherweise als die Schaffung einer Substanz mit einer "negativen Masse".

Die Autoren der Arbeit verlangsamten Rubidiumatome mit einem Laser (eine Verringerung der Geschwindigkeit eines Teilchens bedeutet seine Abkühlung). In der zweiten Kühlstufe durften die energiereichsten Atome das gekühlte Volumen verlassen. Das kühlte ihn noch mehr ab, so wie die Verdunstung von Kältemittelatomen den Inhalt eines Haushaltskühlschranks kühlt. In der dritten Stufe kam ein anderer Lasersatz zum Einsatz, dessen Pulse den Spin (vereinfacht die Rotationsrichtung um die eigene Achse) eines Teils der Atome veränderten.

Da einige Atome im gekühlten Volumen weiterhin einen normalen Spin hatten, während andere einen umgekehrten erhielten, nahm ihre Wechselwirkung untereinander einen ungewöhnlichen Charakter an. Bei normalem Verhalten würden kollidierende Rubidium-Atome in verschiedene Richtungen auseinanderfliegen. Die zentralen Atome würden die äußeren nach außen drücken und sie in Richtung der Krafteinwirkung (dem Bewegungsvektor des ersten Atoms) beschleunigen. Aufgrund der Inkonsistenz der Spins fliegen Rubidiumatome, die auf kleine Bruchteile eines Kelvins abgekühlt sind, nach Kollisionen in der Praxis nicht auseinander und verbleiben im ursprünglichen Volumen, das etwa einem Tausendstel Kubikmillimeter entspricht. Von außen sah es so aus, als würden sie gegen eine unsichtbare Wand stoßen.

Eine sehr entfernte Analogie für eine Gruppe von Atomen mit unterschiedlichem Spin ist die Kollision von zwei oder mehr Fußbällen, die durch einen Seitenaufprall vorläufig verdreht werden, bevor sie sich in verschiedene Richtungen um ihre Achse drehen. Es ist klar, dass die Richtungen und Geschwindigkeiten ihrer Bewegung nach der Kollision erheblich von den gleichen Ergebnissen für gewöhnliche Kugeln abweichen werden. Das bedeutet aber nicht, dass die Kugeln ihre physikalische Masse verändert haben. Nur die Art ihrer Interaktion untereinander hat sich geändert. Auch im Experiment wurde die Masse der Atome nicht negativ. In einem Gravitationsfeld würden sie immer noch untergehen. Was sich wirklich änderte, war nur, wo sie sich nach Kollisionen mit anderen ähnlichen Atomen bewegten, aber in die andere Richtung um ihre Achse "rotierten".

Das Verhalten von Rubidiumatomen im Experiment entspricht der Definition der negativen effektiven Masse in der Physik. Es wird beispielsweise verwendet, um das Verhalten eines Elektrons in einem Kristallgitter zu beschreiben. Für ihn hängt die formale Masse von der Bewegungsrichtung relativ zu den Achsen des Kristalls ab. Wenn Sie sich in eine Richtung bewegen, zeigt es eine Varianz (Streuung), in der anderen - eine andere. Für sie wurde der Begriff der effektiven Masse eingeführt, weil sonst bei der formelmäßigen Beschreibung ihrer Streuung die Masse von der Energie abzuhängen beginnen würde, was für Berechnungen nicht sehr bequem ist. Ein Beispiel für eine negative effektive Masse ist das Verhalten von Löchern in Halbleitern, mit denen sich jeder Anwender moderner Elektronik auseinandersetzen muss.

Die meisten Medien, einschließlich der russischen, interpretierten das Experiment als die Schaffung einer Substanz mit einer negativen Masse. Theoretisch könnte Materie mit ähnlichen Eigenschaften verwendet werden, um Wurmlöcher funktionsfähig zu halten, wodurch Langstreckenreisen in Raum und Zeit in nahezu Nullzeit ermöglicht werden. Die praktische Möglichkeit, eine solche Substanz sowie die Wurmlöcher selbst herzustellen, wurde noch nicht bewiesen. Selbst wenn es möglich ist, ist es unrealistisch, es mit den modernen technischen Möglichkeiten der Menschheit zu erreichen.

Hypothetisches Wurmloch in der Raumzeit

Im Labor der University of Washington wurden Bedingungen für die Bildung eines Bose-Einstein-Kondensats in einem Volumen von weniger als 0,001 mm³ geschaffen. Die Partikel wurden von einem Laser abgebremst und warteten darauf, dass die energiereichsten von ihnen das Volumen verließen, was das Material weiter abkühlte. Zu diesem Zeitpunkt hatte das überkritische Fluid noch eine positive Masse. Bei einem Leck im Gefäß würden die Rubidiumatome in unterschiedliche Richtungen streuen, da die zentralen Atome die äußersten Atome nach außen drücken würden und diese in Richtung der Krafteinwirkung beschleunigen würden.

Um eine negative effektive Masse zu erzeugen, verwendeten Physiker einen anderen Satz von Lasern, die den Spin einiger Atome veränderten. Wie die Simulation vorhersagt, sollten die Partikel in einigen Bereichen des Behälters eine negative Masse annehmen. Deutlich wird dies am starken Anstieg der Materiedichte als Funktion der Zeit in den Simulationen (im unteren Diagramm).


Abbildung 1. Anisotrope Expansion eines Bose-Einstein-Kondensats mit unterschiedlichen Kohäsionskraftkoeffizienten. Die realen Ergebnisse des Experiments sind rot, die Ergebnisse der Vorhersage in der Simulation sind schwarz

Das untere Diagramm ist ein vergrößerter Ausschnitt des mittleren Rahmens in der unteren Reihe von Abbildung 1.

Das untere Diagramm zeigt eine 1D-Simulation der Gesamtdichte über der Zeit in dem Bereich, in dem die dynamische Instabilität zuerst auftrat. Gepunktete Linien trennen drei Atomgruppen mit Geschwindigkeiten beim Quasi-Impuls , wo die effektive Masse negativ zu werden beginnt (obere Linie). Der Punkt der minimalen negativen effektiven Masse wird angezeigt (Mitte) und der Punkt, an dem die Masse zu positiven Werten zurückkehrt (untere Linie). Die roten Punkte markieren die Stellen, an denen der lokale Quasi-Impuls im Bereich der negativen effektiven Masse liegt.

Die allererste Reihe von Diagrammen zeigt, dass sich die Materie während des Physikexperiments genau wie simuliert verhielt, was das Auftreten von Teilchen mit einer negativen effektiven Masse vorhersagt.

In einem Bose-Einstein-Kondensat verhalten sich Teilchen wie Wellen und breiten sich daher in eine andere Richtung aus, als sich normale Teilchen mit positiver effektiver Masse ausbreiten sollten.

Fairerweise muss gesagt werden, dass Physiker wiederholt Ergebnisse während Experimenten aufgezeichnet haben, als sich die Eigenschaften von Materie mit negativer Masse manifestierten, aber diese Experimente konnten auf unterschiedliche Weise interpretiert werden. Jetzt ist die Ungewissheit weitgehend beseitigt.

Wissenschaftlicher Artikel veröffentlicht am 10. April 2017 in der Zeitschrift Briefe zur körperlichen Überprüfung(doi:10.1103/PhysRevLett.118.155301, im Abonnement erhältlich). Eine Kopie des Artikels vor der Einreichung bei der Zeitschrift wurde am 13. Dezember 2016 öffentlich zugänglich auf arXiv.org (arXiv:1612.04055) gestellt.

Hypothetisches Wurmloch in der Raumzeit

In der theoretischen Physik ist es das Konzept einer hypothetischen Substanz, deren Masse das Gegenteil von der einer normalen Substanz ist (so wie eine elektrische Ladung positiv oder negativ sein kann). Zum Beispiel -2 kg. Eine solche Substanz würde, wenn sie existierte, eine oder mehrere brechen und einige seltsame Eigenschaften aufweisen. Nach einigen spekulativen Theorien kann Materie mit negativer Masse verwendet werden, um (Wurmlöcher) in der Raumzeit zu erzeugen.

Klingt nach absoluter Fiktion, aber jetzt zeigt eine Gruppe von Physikern der University of Washington, der University of Washington, der OIST University (Okinawa, Japan) und der University of Shanghai einige der Eigenschaften eines hypothetischen Materials mit negativer Masse. Wenn Sie zum Beispiel diesen Stoff schieben, beschleunigt er nicht in Richtung der Krafteinwirkung, sondern in die entgegengesetzte Richtung. Das heißt, es beschleunigt in die entgegengesetzte Richtung.

Um eine Substanz mit den Eigenschaften einer negativen Masse herzustellen, stellten die Wissenschaftler ein Bose-Einstein-Kondensat her, indem sie Rubidiumatome fast auf den absoluten Nullpunkt abkühlten. In diesem Zustand bewegen sich Teilchen extrem langsam und Quanteneffekte beginnen sich auf makroskopischer Ebene zu manifestieren. Das heißt, gemäß den Prinzipien der Quantenmechanik beginnen sich Teilchen wie Wellen zu verhalten. Beispielsweise synchronisieren sie sich miteinander und fließen reibungsfrei, also ohne Energieverlust, durch die Kapillaren – der Effekt der sogenannten Suprafluidität.

Im Labor der University of Washington wurden Bedingungen für die Bildung eines Bose-Einstein-Kondensats in einem Volumen von weniger als 0,001 mm³ geschaffen. Die Partikel wurden von einem Laser abgebremst und warteten darauf, dass die energiereichsten von ihnen das Volumen verließen, was das Material weiter abkühlte. Zu diesem Zeitpunkt hatte das überkritische Fluid noch eine positive Masse. Bei einem Leck im Gefäß würden die Rubidiumatome in unterschiedliche Richtungen streuen, da die zentralen Atome die äußersten Atome nach außen drücken würden und diese in Richtung der Krafteinwirkung beschleunigen würden.

Um eine negative effektive Masse zu erzeugen, verwendeten Physiker einen anderen Satz von Lasern, die den Spin einiger Atome veränderten. Wie die Simulation vorhersagt, sollten die Partikel in einigen Bereichen des Behälters eine negative Masse annehmen. Deutlich wird dies am starken Anstieg der Materiedichte als Funktion der Zeit in den Simulationen (im unteren Diagramm).


Abbildung 1. Anisotrope Expansion eines Bose-Einstein-Kondensats mit unterschiedlichen Kohäsionskraftkoeffizienten. Die realen Ergebnisse des Experiments sind rot, die Ergebnisse der Vorhersage in der Simulation sind schwarz

Das untere Diagramm ist ein vergrößerter Ausschnitt des mittleren Rahmens in der unteren Reihe von Abbildung 1.

Das untere Diagramm zeigt eine 1D-Simulation der Gesamtdichte über der Zeit in dem Bereich, in dem die dynamische Instabilität zuerst auftrat. Gepunktete Linien trennen drei Atomgruppen mit Geschwindigkeiten

in einem Quasi-Moment

Wo ist die wirksame Masse

beginnt negativ zu werden (obere Linie). Der Punkt der minimalen negativen effektiven Masse wird angezeigt (Mitte) und der Punkt, an dem die Masse zu positiven Werten zurückkehrt (untere Linie). Die roten Punkte markieren die Stellen, an denen der lokale Quasi-Impuls im Bereich der negativen effektiven Masse liegt.

Die allererste Reihe von Diagrammen zeigt, dass sich die Materie während des Physikexperiments genau wie simuliert verhielt, was das Auftreten von Teilchen mit einer negativen effektiven Masse vorhersagt.

In einem Bose-Einstein-Kondensat verhalten sich Teilchen wie Wellen und breiten sich daher in eine andere Richtung aus, als sich normale Teilchen mit positiver effektiver Masse ausbreiten sollten.

Fairerweise muss gesagt werden, dass Physiker während der Experimente immer wieder aufgezeichnet haben, aber diese Experimente konnten auf unterschiedliche Weise interpretiert werden. Jetzt ist die Ungewissheit weitgehend beseitigt.

Wissenschaftlicher Artikel vom 10. April 2017 in der Zeitschrift Briefe zur körperlichen Überprüfung(doi:10.1103/PhysRevLett.118.155301, im Abonnement erhältlich). Eine Kopie des Artikels vor der Einreichung bei der Zeitschrift am 13. Dezember 2016 ist frei verfügbar unter arXiv.org (arXiv:1612.04055).

Es wird empfohlen, mit einer Auflösung von 1280 x 800 anzusehen


"Technik-Jugend", 1990, Nr. 10, p. 16-18.

Gescannt von Igor Stepikin

Tribüne der kühnen Hypothesen

Ponkrat BORISOV, Ingenieur
Negative Masse: Freier Flug in die Unendlichkeit

  • Artikel zu diesem Thema erscheinen seit mehr als 30 Jahren von Zeit zu Zeit in ausländischen und sowjetischen Physikzeitschriften. Aber seltsamerweise scheinen sie immer noch nicht die Aufmerksamkeit der Popularisierer auf sich gezogen zu haben. Aber das Problem der negativen Masse ist selbst in einem streng wissenschaftlichen Rahmen ein hervorragendes Geschenk sowohl für Liebhaber der Paradoxien der modernen Physik als auch für Science-Fiction-Autoren. Aber das ist die Eigenschaft der Spezialliteratur: Eine Sensation darin kann jahrzehntelang verborgen bleiben ...
  • Wir sprechen also von einer hypothetischen Form von Materie, deren Masse ein entgegengesetztes Vorzeichen zur üblichen hat. Da stellt sich sofort die Frage: Was bedeutet das eigentlich? Und es wird sofort klar: Es ist gar nicht so einfach, den Begriff der negativen Masse richtig zu definieren.
  • Zweifellos muss es die Eigenschaft der Gravitationsabstoßung haben. Doch es stellt sich heraus, dass dies allein nicht ausreicht. In der modernen Physik werden vier Arten von Massen streng unterschieden:
  • gravitationsaktiv - derjenige, der anzieht (wenn er natürlich positiv ist);
  • Gravitationspassiv - derjenige, der angezogen wird;
  • träge, die unter Einwirkung einer angelegten Kraft eine bestimmte Beschleunigung erhält (a \u003d F / m);
  • schließlich Einsteins Ruhemasse, die die Gesamtenergie des Körpers festlegt (E = mC 2).
  • Im Rahmen allgemein akzeptierter Theorien sind sie alle gleich groß. Aber es ist notwendig, zwischen ihnen zu unterscheiden, und das wird gerade klar, wenn man versucht, die negative Masse zu bestimmen. Tatsache ist, dass es dem üblichen nur dann völlig entgegengesetzt ist, wenn alle vier seiner Typen negativ werden.
  • Basierend auf diesem Ansatz hat der englische Physiker X. Bondy im allerersten Artikel zu diesem Thema, der bereits 1957 veröffentlicht wurde, die grundlegenden Eigenschaften von "Minusmasse" durch strenge Beweise bestimmt.
  • Es mag nicht einmal sehr schwierig sein, sie hier zu wiederholen, weil sie nur auf der Newtonschen Mechanik beruhen. Aber das wird unsere Geschichte unübersichtlich machen, und dann gibt es eine Menge physikalischer und mathematischer "Feinheiten". Kommen wir daher direkt zu den Ergebnissen, zumal diese recht eindeutig sind.
  • Erstens muss „Minus-Materie“ alle anderen Körper, also nicht nur mit negativer, sondern auch mit positiver Masse, gravitativ abstoßen (während gewöhnliche Materie dagegen immer Materie beider Arten anzieht). Außerdem muss es sich unter der Wirkung einer Kraft bis zur Trägheitskraft in die dem Vektor dieser Kraft entgegengesetzte Richtung bewegen. Und schließlich muss auch seine gesamte Einstein-Energie negativ sein.
  • Daher muss übrigens betont werden, dass unsere erstaunliche Materie keine Antimaterie ist, deren Masse immer noch als positiv angesehen wird. Zum Beispiel würde nach modernen Vorstellungen die „Anti-Erde“ aus Antimaterie in genau der gleichen Umlaufbahn um die Sonne kreisen wie unser Heimatplanet.
  • All dies ist fast offensichtlich. Doch dann beginnt das Unglaubliche.
  • Nehmen wir die gleiche Schwerkraft. Wenn zwei gewöhnliche Körper einander anziehen und sich nähern und zwei Antimassen einander abstoßen und zerstreuen, was passiert dann während der gravitativen Wechselwirkung von Massen unterschiedlicher Vorzeichen?
  • Seien wir der einfachste Fall: ein Körper (sagen wir eine Kugel) aus einer Substanz mit negativer Masse -M befindet sich hinter einem Objekt (nennen wir es eine "Rakete" - jetzt werden wir herausfinden warum) mit einer ebenso positiven Masse Masse +M. Es ist klar, dass das Gravitationsfeld des Balls die Rakete abstößt, während es selbst den Ball anzieht. Aber daraus folgt (das ist wiederum streng bewiesen), dass sich das ganze System entlang einer geraden Linie bewegen wird, die die Mittelpunkte zweier Massen verbindet, mit einer konstanten Beschleunigung, die proportional zur Stärke der gravitativen Wechselwirkung zwischen ihnen ist!
  • Natürlich „beweist“ dieses Bild der spontanen, ursachenlosen Bewegung auf den ersten Blick nur eines: Antimasse mit den Eigenschaften, die wir ihr in der Definition von Anfang an zugeschrieben haben, kann es einfach nicht geben. Schließlich haben wir anscheinend eine ganze Reihe von Verstößen gegen die unveränderlichsten Gesetze erhalten.
  • Nun, wird hier nicht zum Beispiel das Gesetz der Impulserhaltung ganz offen verletzt? Beide Körper eilen grundlos in die gleiche Richtung, während sich nichts in die entgegengesetzte Richtung bewegt. Aber denken Sie daran, dass eine der Massen negativ ist! Das bedeutet aber, dass sein Impuls unabhängig von der Geschwindigkeit ein Minuszeichen hat: (-M)V, und dann bleibt der Gesamtimpuls des Zweikörpersystems immer noch Null!
  • Dasselbe gilt für die gesamte kinetische Energie des Systems. Während die Körper in Ruhe sind, ist sie gleich Null. Aber egal wie schnell sie sich bewegen, es ändert sich nichts: Die negative Masse des Balls akkumuliert gemäß der Formel (-M)V 2 /2 negative kinetische Energie, die die Zunahme der positiven Energie der Kugel genau kompensiert Rakete.
  • Wenn das alles absurd erscheint, werden wir vielleicht „einen Keil mit einem Keil ausschlagen“ - versuchen wir, eine Absurdität mit einer anderen zu bestätigen? Seit der sechsten Klasse wissen wir, dass der Mittelpunkt gleicher (natürlich positiver) Punktmassen in der Mitte zwischen ihnen liegt. Also - wie würde Ihnen die folgende Ausgabe gefallen? Der Mittelpunkt gleicher Punktmassen unterschiedlichen Vorzeichens liegt zwar auf einer durch sie hindurchgehenden Geraden, aber nicht innerhalb, sondern AUSSERHALB der sie verbindenden Strecke, im Punkt ±Ґ ?!
  • Nun, ist es einfacher?
  • Übrigens ist diese Schlussfolgerung bereits ziemlich elementar, und jeder kann sie wiederholen, wenn er möchte, und Physik auf dem Niveau derselben sechsten Klasse besitzen.
  • Wer kein Wort glaubt und sich vergewissern möchte, dass alle Berechnungen stimmen, kann auf eine der neuesten Veröffentlichungen zu diesem Thema verweisen – einen Artikel des amerikanischen Physikers R. Forward „Raketentriebwerk über eine negative Massensubstanz“, erschienen in der übersetzten Zeitschrift "Aerospace Technology" Nr. 4 für 1990.
  • Aber vielleicht denkt der anspruchsvolle Leser, dass er auch ohne Berechnung verstanden hat, wo ihm die "Linde" zugesteckt wurde? In der Tat: Bei all diesen eleganten Argumenten wird die Frage totgeschwiegen: Woher kommt eine so wunderbare Masse? Schließlich wird es unabhängig von seiner Herkunft Energie benötigen, um es zu „extrahieren“, zu „herstellen“ oder, sagen wir, an den Ort des Geschehens zu liefern, was bedeutet ...
  • Ach, anspruchsvoller Leser! Energie wird natürlich benötigt, aber wieder negativ. Da ist nichts zu machen: In Einsteins Formel für die Gesamtenergie des Körpers E = Ms 2 hat unsere wunderbare Masse das gleiche Minuszeichen. Das bedeutet, dass die „Herstellung“ eines Körperpaares mit GLEICHEN Massen UNTERSCHIEDLICHER Zeichen NULL Gesamtenergie erfordert. Gleiches gilt für die Zustellung und für sonstige Manipulationen.
  • Nein - so paradox all diese Ergebnisse auch sein mögen, strenge Schlussfolgerungen besagen, dass das Vorhandensein von Antimasse nicht nur der Newtonschen Mechanik, sondern auch der allgemeinen Relativitätstheorie widerspricht. Es konnten keine logischen Existenzverbote gefunden werden.
  • Nun - wenn die Theorie "erlaubt", dann denken wir zum Beispiel - was kann beim physischen Kontakt zweier identischer Materieteilchen mit Plus- und Minusmassen passieren? Bei "normaler" Antimaterie ist alles klar: Die Vernichtung erfolgt mit der Freisetzung der Gesamtenergie beider Körper. Aber wenn eine der beiden gleichen Massen negativ ist, dann ist ihre Gesamtenergie, wie wir gerade verstanden haben, Null. Aber WAS wird in Wirklichkeit mit ihnen passieren – das ist schon eine Frage, die über die Theorie hinausgeht.
  • Der Ausgang eines solchen Ereignisses kann nur empirisch ermittelt werden. Es ist unmöglich, sie zu "berechnen" - schließlich haben wir keine Ahnung vom "Wirkmechanismus" der negativen Masse, ihrem "inneren Aufbau" (wie wir dies übrigens auch nicht von der gewöhnlichen Masse wissen). ). Theoretisch ist eines klar: In jedem Fall bleibt die Gesamtenergie des Systems Null. Wir haben das Recht, nur eine HYPOTHESE aufzustellen, wie es derselbe Forward tut. Nach seiner Annahme führt die physikalische Wechselwirkung hier nicht zur Vernichtung, sondern zur sogenannten „Nullifizierung“, also der „stillen“ gegenseitigen Vernichtung von Teilchen, ihrem Verschwinden ohne Energiefreisetzung.
  • Aber, wir wiederholen, nur ein Experiment könnte diese Hypothese bestätigen oder widerlegen.
  • Aus den gleichen Gründen wissen wir nichts darüber, wie man eine negative Masse "macht" (wenn überhaupt möglich). Die Theorie besagt lediglich, dass zwei gleiche Massen mit entgegengesetztem Vorzeichen prinzipiell ohne Energieaufwand entstehen können. Und sobald ein solches Körperpaar auftaucht, fliegt es beschleunigend in gerader Linie ins Unendliche ...
  • R. Forward hat in seinem Artikel bereits einen Motor mit negativer Masse „entworfen“, der uns mit jeder von uns eingestellten Beschleunigung an jeden Punkt im Universum bringen kann. Es stellt sich heraus, dass dazu nur ... ein Paar gute Federn benötigt werden (alle Wechselwirkungen der "Minus-Masse" mit der üblichen durch elastische Kräfte werden natürlich auch detailliert berechnet).
  • Platzieren wir also unsere wunderbare Masse, die so groß ist wie die Masse der Rakete, in der Mitte ihres "Motorraums". Wenn Sie vorwärts fliegen müssen, spannen Sie die Feder von der Rückwand und haken Sie ihren Körper mit negativer Masse ein. Aufgrund seiner "perversen" Trägheitseigenschaften rast es sofort nicht dorthin, wo es gezogen wird, sondern in die genau entgegengesetzte Richtung und reißt die Rakete mit einer Beschleunigung mit, die proportional zur Kraft der Federspannung ist.
  • Um die Beschleunigung zu stoppen, genügt es, die Feder auszuhaken. Und um das Schiff zu verlangsamen und anzuhalten, müssen Sie eine zweite Feder verwenden, die an der Vorderwand des Motorraums befestigt ist.
  • Und doch gibt es eine teilweise Widerlegung des „freien Motors“! Es stimmt, es kommt von einer völlig unerwarteten Seite. Aber dazu am Ende mehr.
  • Lassen Sie uns in der Zwischenzeit nach Orten suchen, an denen große Mengen an negativer Masse vorhanden sein könnten. Solche Orte werden durch die riesigen Hohlräume nahegelegt, die auf großformatigen dreidimensionalen Karten der Verteilung von Galaxien im Universum gefunden werden – Phänomene, die an sich höchst interessant sind. Wie aus Abb. 2, die Abmessungen dieser Hohlräume, die auch einfach "Blasen" genannt werden, betragen etwa 100 Millionen Lichtjahre (während die Abmessungen unserer Galaxie etwa 0,06 Millionen Lichtjahre betragen). Somit hat das Universum im größten Maßstab eine "schaumige" Struktur.
  • Die Grenzen der Blasen sind deutlich durch Haufen einer großen Anzahl von Galaxien gekennzeichnet. Es gibt praktisch keine Blasen im Inneren, und wenn sie dort gefunden werden, handelt es sich um sehr ungewöhnliche Objekte. Sie zeichnen sich durch die Spektren starker Hochfrequenzstrahlung aus. Es wird nun angenommen, dass die Blasen "ausgefallene" Galaxien oder Gaswolken aus gewöhnlichem Wasserstoff enthalten.
  • Aber kann man annehmen, dass die "schaumige" Struktur des Universums das Ergebnis seiner Bildung aus der gleichen Anzahl von Teilchen mit negativer und positiver Masse ist? Übrigens folgt aus einer solchen Erklärung eine sehr reizvolle Konsequenz: Die Gesamtmasse des Universums war und bleibt immer gleich Null. Dann sind die Blasen natürliche Orte für Minusmasse, deren Teilchen dazu neigen, sich möglichst weit voneinander zu entfernen. Und die positive Masse wird an die Oberfläche der Blasen gedrückt, wo sie unter dem Einfluss der Schwerkraft Galaxien und Sterne bildet. Hier können wir uns an den Artikel von A. A. Baranov erinnern, der bereits 1971 in Nr. 11 der Zeitschrift Izvestia Vuzov erschien. Physik". Es betrachtet das kosmologische Modell des Universums mit Teilchen mit Massen beider Vorzeichen. Unter Verwendung dieses Modells erklärt der Autor die experimentellen Schätzungen der kosmologischen Konstante und der Hubble-Rotverschiebung sowie einige anomale Phänomene, die in wechselwirkenden Galaxien beobachtet wurden.
  • Ein weiteres mögliches Zeichen für große Mengen an negativer Masse ist das Vorhandensein sehr schneller "Ströme" in den großräumigen Strukturen des Universums. So „fließt“ der Superhaufen, der unsere Galaxie enthält, mit einer Geschwindigkeit von 600 km/s relativ zum ruhenden Hintergrund der Hintergrundstrahlung. Eine solche Geschwindigkeit passt nicht in den Rahmen von Theorien zur Entstehung von Galaxien aus kalter dunkler Materie. R. Forward schlägt vor, dieses Phänomen unter Berücksichtigung der kollektiven Abstoßung von Superhaufen von Blasen mit negativer Masse zu erklären.
  • Negative Materie kann also nur streuen. Aber es stellt sich heraus, dass dies die teilweise Widerlegung vieler der diskutierten Schlussfolgerungen ist. Schließlich führt die Eigenschaft der gravitativen Abstoßung von Materieteilchen, gleich welcher Art, zwangsläufig dazu, dass diese Teilchen unter dem Einfluss von Gravitationskräften nicht zusammenkommen können. Da sich ein Teilchen mit negativer Masse unter dem Einfluss einer Kraft in die entgegengesetzte Richtung zum Vektor dieser Kraft bewegt, können gewöhnliche interatomare Wechselwirkungen solche Teilchen nicht zu „normalen“ Körpern binden.
  • Aber wir hoffen, dass der Leser dennoch Freude an all diesen Argumenten hatte ...