Atgrūšanās klints

Saskaņā ar izplatītu leģendu, lielais fiziķis Īzaks Ņūtons atklāja vispasaules pievilkšanās spēku, 1555.gada vasarā pievēršot uzmanību krītošam ābolam savā dārzā. Bet ja visi ķermeņi, tajā skaitā debesu, pievelkas cits citam, tad kāpēc Zeme un citas planētas joprojām nav uzkritušas Saulei? Sanāk, ka bez gravitācijas pasaulē vēl darbojas antigravitācija? Esot dziļi ticīgs cilvēks Ņūtons pieļāva, ka, caur antigravitāciju izpaužas Dievišķā griba, kura nedod Visumam aizcirsties.

1915.gadā Alberts Einšteins noformulēja kopējos relativitātes teorijas principus (OTO), saskaņā ar kuru gravitācija – tas nav spēks, bet gan sekas ķermeņu masas deformācijai laika-telpas kontiniuma ģeometrijā. No sākuma OTO izraisīja nepieņemšanu, tomēr 100 gadu laikā ieguva daudzus eksperimentālus apstiprinājumus. Šajā teorēmā nav vietas antigravitācijai, kas satrauca Einšteinu, kurš saprata, ka mūžīgajā kosmosā pievelkošos ķermeņu satuvināšanās iespējamībai vajadzēja būt horizontālai. Visuma un Lielā sprādziena, kurš deva tam sākumu, izplešanās atklājums it kā noņēma jautājumu. Taču 1990.gados tika atklāts, ka izplešanās notiek ar paātrinājumu, kas prasīja ieviest kosmoloģiskajā modelī tumšo enerģiju ar negatīvu spiedienu, kura arī kalpo par kaut ko līdzīgu antigravitācijai galaktikas mērogos. Patlaban, vispār, tādas formas enerģijas eksistēšana tiek apšaubīta, taču kamēr nebūs pierādīts, ka paātrinājums ir novērošanas kļūda vai tai ir kaut kāds cits iemesls, zinātnieki pētīs tumšo enerģiju savās laboratorijās.

Bēgošā kustība

Viens ir tiešām skaidrs: pat ja izdosies tikt skaidrībā ar tumšās enerģijas mīklām, tā nevarēs tikt izmantota lai radītu antigravitācijas tehnoloģijas, kuras pieļauj iespēju vajadzības gadījumā ekstraģēt pievilkšanās spēku, ar to pašu iegūt brīvo kritienu vai lidojumu.

Kā tas varētu izskatīties, aprakstīja slavenais fantasts Herberts Velss romānā “Pirmie cilvēki uz Mēness” (1901). Tajā pirmais kosmiskais lidojums tiek veikt sar aparātu, kurš klāts ar īpašu materiālu – keivoritu, kurš neitralizē gravitācijas ietekmi visā tā laukumā. Vēlāk fiziķi norādīja, ka tāds aparāts nav iespējams, par cik pārkāpj enerģijas nezūdamības likumu, jo pievilkšanās spēka pārvarēšana prasa darbu, kuru jebkāds materiāls pats no sevis paveikt nevar. Tajā pat laikā ja izskatīt uzdevumu kā teorētisku skaitli un aprēķināt enerģētisko līdzsvaru, tad  reivorits ceļojumam uz Mēnesi izrādīsies pat mazāk efektīvs, nekā mūsdienu raķetes ar šķidro dzinēju.

Neskatoties uz fiziķu iebildumiem, XX gadsimta garumā izgudrotāji piedāvāja “bezsvara” lidaparātu projektus. Piemēram, grāmatā “Jaunumi militārajā tehnikā”, kuru iespieda Militārā izdevniecība 1958.gadā, pilnīgā nopietnībā tika apgalvots, ka lūk-lūk zinātnieki iemācīsies vadīt gravitācijas plūsmas – “sīkākām daļiņām, kuras ir pievilkšanās spēku nesējas”, kas ļauj “radīt antigavitācijas dzinējus, kuri spēs aizvietot visus citas spēka iekārtas un tiks izmantotas lidmašīnās, automobiļos, zemūdenēs, stacionārās spēka iekārtās”.

Tamlīdzīgu pieļāvumu autori, acīmredzot, neapjauta fiziskās saiknes starp masu un gravitāciju jēgu. Objektam, kura pievilkšanās vienāda ar Zemes gravitāciju, jābūt tādai pat masai kā pašai planētai. Tas var būt mazāks izmēra ziņā, taču tad viņam jābūt lielam blīvumam. Tas ir, priekš smaguma spēka kompensācijas pie zemes virsmas, ja runa ir par miera stāvokli, nepieciešams radīt analoģisku negatīvo masu.

Mūsdienu fizikas modeļi neaizliedz negatīvās masas eksistenci. Zinātnieki uzsākuši tās izpēti ar matemātiskās analīzes palīdzību vēl pagājušā gadsimta vidū. Tajā skaitā, tika noteikts, ka tā demonstrēs reakcijas, kuras ir pretējas mūsu intuīcijai, teiksim, objekts ar negatīvo masu paātrināsies pretējā virzienā tam, kurā to ir pagrūduši.

1957.gadā britu kosmologs Hermans Bondi veica testa pētījumu tam, kā mijiedarbojas parastā un negatīvā masa. Tajā skaitā, viņš noskaidroja, ka divas negatīvās masas vienmēr atgrūdīsies analoģiski tam, kā vienmēr pievelkas parastās masas. Tomēr starp vienādām dažādu zīmju masām vajag rasties atgrūšanās un pievilkšanās darbību apvienojumam, kurš novestu pie nepārtraucamas “prombēgošas” darbības ar paātrinājumu, kurš ierobežots tikai ar gaismas ātrumu. No tā izriet, ka nolīdzsvarotā antigravitācija pēc savas darbības pamanāmi atšķiras no keivorita vai cita varianta spēka ekranizēšanas, kuru izdomājuši fantasti.

Negatīvā masa

Spriežot par hipotētiskiem dabiskiem vielas avotiem ar negatīvo masu Ronerts Forvards norādīja, ka Visumā sen jau atklāti milzīgi tukšumi līdz simtiem miljoniem gaismas gadu lielumā, kuri aplenkti ar galaktiku sakopojumiem. Pašos tukšumos gandrīz pavisam nav galaktiku, bet tie izņēmumi, kurus var novērot, atšķiras ar jaudīgu izstarojuma spektru. Var pieļaut, ka šīs telpas piepildītas ar negatīvās masas daļiņām, kuras atgrūž cita citu, tādēļ nevar savienoties makroobjektā. Bez tam, uz “bēgošās” kustības efekta rēķina tie izspiež no savas darbības sfēras apjomīgu vielu, no kuras savācas galaktikas. vēl viens argumentu par labu negatīvās masas eksistēšanai – augsts relatīvais zvaigžņu megaapkopojumu ātrums, vienā no kuriem ietilpst arī mūsu Piena Ceļš. Izskaidrot šo dīvainību var, ja ievest kosmiskajā modelī pieļāvumu, ka Visums satur vielas ar vienādu daudzumu parastās un negatīvās masas.

Tajā pat laikā sintezēt daļiņas ar negatīvo masu pagaidām neizdodas, kaut arī pētījumi šajā virzienā tiek veikti. 2017.gada aprīlī fiziķis Pīters Engelss un grupa viņa kolēģu no Vašingtonas štata universitātes veica eksperimentu lai radītu no rubīdija atomiem Bozē-Einšteina kondensātu – vielas īpašu stāvokli pie temperatūras, kura tuva nullei, un atšķiras ar to, ka tajā kvantu efekti sāk parādīties makroskopiskā līmenī. Zinātnieki atklāja, ka pie iedarbības uz kondensātu ar speciālu lāzeru atomi uzvedas tā, it kā būtu ieguvuši negatīvo masu, tas ir, paātrinās viņu grūdošā spēka virzienā, nevis tā, kā vajadzētu būt. Protams, rubīdijs nepārvērtās pēc tam ielā ar negatīvo masu, taču pirmais kautrais soli vajadzīgā virzienā ir veikts.

Sanāk, ka antigravitācija mūsu pasaulē tomēr ir iespējama. Un kad tā ir kaut kas cits, nekā ko gaidīja teorētiķi un fantasti pirms gadsimta,  perspektīvas pakļaut šo matērijas formu izskatās aizraujošas.