Антигравитационный -Anti-gravity

Антигравитация (также известная как негравитационное поле ) — это гипотетическое явление создания места или объекта, свободного от силы гравитации . Это не относится к недостатку веса под действием силы тяжести, возникающему при свободном падении или орбите , или к уравновешиванию силы тяжести какой-либо другой силой, такой как электромагнетизм или аэродинамическая подъемная сила. Антигравитация — повторяющееся понятие в научной фантастике. Примерами могут служить блокирующее гравитацию вещество «Каворит» в « Первых людях на Луне » Герберта Уэллса и машины Spindizzy в « Городах в полете » Джеймса Блиша .

«Антигравитация» часто используется для обозначения устройств, которые выглядят так, как будто они изменяют гравитацию, хотя они работают с помощью других средств, таких как подъемники , которые летают в воздухе, перемещая воздух с помощью электромагнитных полей .

Исторические попытки понять гравитацию

Возможность создания антигравитации зависит от полного понимания и описания гравитации и ее взаимодействия с другими физическими теориями, такими как общая теория относительности и квантовая механика ; по состоянию на 2021 год физикам еще предстоит открыть квантовую теорию гравитации.

Летом 1666 года Исаак Ньютон наблюдал, как яблоко (сорт Флауэр оф Кент ) падает с дерева в его саду, реализуя таким образом принцип всемирного тяготения . Альберт Эйнштейн в 1915 году рассмотрел физическое взаимодействие между материей и пространством, где гравитация возникает как следствие того, что материя вызывает геометрическую деформацию пространства, которое в противном случае было бы плоским. Эйнштейн, как самостоятельно, так и вместе с Вальтером Майером , пытался объединить свою теорию гравитации с электромагнетизмом , используя работы Теодора Калуцы и Джеймса Клерка Максвелла , чтобы связать гравитацию и квантовую теорию поля .

Теоретические квантовые физики постулировали существование частицы квантовой гравитации, гравитона . Были созданы различные теоретические объяснения квантовой гравитации , в том числе теория суперструн , петлевая квантовая гравитация , теория E8 и теория асимптотической безопасности среди многих других.

Гипотетические решения

В законе всемирного тяготения Ньютона гравитация была внешней силой, передаваемой неизвестным образом. В 20 веке модель Ньютона была заменена общей теорией относительности , в которой гравитация является не силой, а результатом геометрии пространства-времени. В общей теории относительности антигравитация невозможна, кроме как при надуманных обстоятельствах.

Гравитационные щиты

Памятник в Бэбсон-колледже , посвященный Роджеру Бэбсону за исследования в области антигравитационных изоляторов и изоляторов частичной гравитации.

В 1948 году бизнесмен Роджер Бэбсон (основатель Бэбсон-колледжа ) основал Фонд исследования гравитации для изучения способов уменьшения воздействия гравитации. Поначалу их усилия были несколько « чудаковатыми », но время от времени они проводили конференции, на которые съезжались такие люди, как Кларенс Бердсай , известный своими замороженными продуктами, и пионер вертолетостроения Игорь Сикорский . Со временем Фонд переключил свое внимание с попыток контролировать гравитацию на просто лучшее ее понимание. Фонд почти исчез после смерти Бэбсона в 1967 году. Однако он продолжает присуждать награды за эссе, предлагая призы до 4000 долларов. По состоянию на 2017 год им по-прежнему управляет из Уэллсли, штат Массачусетс , Джордж Райдаут-младший, сын первоначального директора фонда. Среди победителей — калифорнийский астрофизик Джордж Ф. Смут (1993 г.), впоследствии получивший Нобелевскую премию по физике 2006 г., и Джерард т Хофт (2015 г.), ранее получивший Нобелевскую премию по физике 1999 г.

Исследования общей теории относительности в 1950-х годах

Общая теория относительности была представлена ​​в 1910-х годах, но развитие теории сильно замедлилось из-за отсутствия подходящих математических инструментов. Оказалось, что антигравитация была запрещена общей теорией относительности.

Утверждается, что ВВС США также проводили исследования на протяжении 1950-х и 1960-х годов. Бывший подполковник Ансель Талберт написал две серии газетных статей, в которых утверждалось, что большинство крупных авиационных фирм начали исследования двигателей с контролем гравитации в 1950-х годах. Однако у этих историй мало внешних подтверждений, и, поскольку они происходят в разгар политики пресс-релизов , неясно, какой вес следует придавать этим историям.

Известно, что серьезные усилия велись в компании Гленна Л. Мартина , образовавшей Научно-исследовательский институт перспективных исследований. Крупные газеты сообщили о контракте, заключенном между физиком-теоретиком Буркхардом Хеймом и компанией Гленна Л. Мартина. Еще одной попыткой частного сектора овладеть пониманием гравитации было создание Института полевой физики Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл в 1956 году попечителем Фонда исследования гравитации Агнью Х. Бансоном .

Военная поддержка антигравитационных проектов была прекращена поправкой Мэнсфилда 1973 года, которая ограничивала расходы Министерства обороны только областями научных исследований с явным военным применением. Поправка Мэнсфилда была принята специально для того, чтобы положить конец долгосрочным проектам, усилия которых мало что показали.

В общей теории относительности гравитация является результатом следования пространственной геометрии (изменения нормальной формы пространства), вызванного локальной массой-энергией. Эта теория утверждает, что именно измененная форма пространства, деформированная массивными объектами, вызывает гравитацию, которая на самом деле является свойством деформированного пространства, а не истинной силой. Хотя уравнения обычно не могут дать «отрицательную геометрию», это можно сделать, используя « отрицательную массу ». Те же уравнения сами по себе не исключают существования отрицательной массы.

И общая теория относительности, и ньютоновская гравитация предсказывают, что отрицательная масса будет создавать отталкивающее гравитационное поле. В частности, сэр Герман Бонди в 1957 году предположил, что отрицательная гравитационная масса в сочетании с отрицательной инерционной массой будет соответствовать строгому принципу эквивалентности общей теории относительности и ньютоновским законам сохранения линейного количества движения и энергии. Доказательство Бонди дало решения уравнений относительности без особенностей. В июле 1988 года Роберт Л. Форвард представил на 24-й конференции по объединенным двигателям AIAA / ASME / SAE / ASEE доклад, в котором предлагалась двигательная установка Бонди с отрицательной гравитационной массой.

Бонди указал, что отрицательная масса будет падать на «нормальную» материю (а не прочь от нее), поскольку, хотя гравитационная сила отталкивает, отрицательная масса (согласно закону Ньютона, F=ma) в ответ ускоряется в направлении, противоположном направление силы. Нормальная масса, с другой стороны, будет отпадать от отрицательной материи. Он отметил, что две одинаковые массы, одна положительная и одна отрицательная, помещенные рядом друг с другом, будут поэтому самоускоряться в направлении линии между ними, при этом отрицательная масса будет преследовать положительную массу. Обратите внимание, что поскольку отрицательная масса приобретает отрицательную кинетическую энергию , полная энергия ускоряющихся масс остается равной нулю. Форвард указал, что эффект самоускорения возникает из-за отрицательной инерционной массы, и его можно увидеть без гравитационных сил между частицами.

Стандартная модель физики элементарных частиц, описывающая все известные в настоящее время формы материи, не включает отрицательную массу. Хотя космологическая темная материя может состоять из частиц за пределами Стандартной модели, природа которых неизвестна, их масса якобы известна, поскольку они были постулированы на основании их гравитационного воздействия на окружающие объекты, что подразумевает, что их масса положительна. С другой стороны, предлагаемая космологическая темная энергия является более сложной, поскольку, согласно общей теории относительности, эффекты как ее плотности энергии, так и ее отрицательного давления способствуют ее гравитационному эффекту.

Уникальная сила

Согласно общей теории относительности, любая форма энергии в сочетании с пространством-временем создает геометрию, вызывающую гравитацию. Давний вопрос заключался в том, применимы ли эти же уравнения к антиматерии . Проблема считалась решенной в 1960 году с развитием СРТ-симметрии , которая продемонстрировала, что антиматерия подчиняется тем же законам физики, что и «нормальная» материя, и, следовательно, имеет положительное содержание энергии, а также вызывает гравитацию (и реагирует на нее), как и обычная материя (см. гравитационное взаимодействие антивещества ).

На протяжении большей части последней четверти 20-го века физическое сообщество было вовлечено в попытки создать единую теорию поля , единую физическую теорию, объясняющую четыре фундаментальных взаимодействия: гравитацию, электромагнетизм, сильное и слабое ядерные взаимодействия. Ученые добились прогресса в объединении трех квантовых взаимодействий , но гравитация оставалась «проблемой» при каждой попытке. Однако это не помешало предпринять ряд подобных попыток.

Как правило, эти попытки пытались «квантовать гравитацию», постулируя частицу, гравитон , которая переносит гравитацию так же, как фотоны (свет) переносят электромагнетизм. Однако все простые попытки в этом направлении потерпели неудачу, что привело к более сложным примерам, пытающимся объяснить эти проблемы. Два из них, суперсимметрия и связанная с относительностью супергравитация , оба требовали существования чрезвычайно слабой «пятой силы», переносимой гравифотоном , которая организованно соединяла несколько «незакрепленных концов» в квантовой теории поля. В качестве побочного эффекта обе теории также требовали, чтобы пятая сила воздействовала на антиматерию подобно антигравитации, диктующей отталкивание от массы. В 1990-х годах было проведено несколько экспериментов для измерения этого эффекта, но ни один из них не дал положительных результатов.

В 2013 году ЦЕРН искал эффект антигравитации в эксперименте, предназначенном для изучения уровней энергии в антиводороде. Измерение антигравитации было просто «интересной интермедией» и не дало окончательных результатов.

Прорывная программа по физике двигателей

В конце двадцатого века НАСА финансировало Программу прорыва в области физики двигателей (BPP) с 1996 по 2002 год. В рамках этой программы изучался ряд «дальних» проектов космических двигателей, которые не получали финансирования через обычные университетские или коммерческие каналы. Концепции, подобные антигравитации, исследовались под названием «диаметральный привод». Работа программы BPP продолжается в независимом, не входящем в НАСА фонде Tau Zero Foundation .

Эмпирические утверждения и коммерческие усилия

Было предпринято несколько попыток создания антигравитационных устройств и небольшое количество сообщений об антигравитационных эффектах в научной литературе. Ни один из следующих примеров не принимается в качестве воспроизводимых примеров антигравитации.

Гироскопические устройства

Генератор «кинемассового поля» из патента США 3626605 : Способ и устройство для создания вторичного гравитационного силового поля.

Гироскопы создают силу при скручивании, которая действует «вне плоскости» и может казаться, что они поднимаются против силы тяжести. Хотя хорошо известно, что эта сила иллюзорна, даже в рамках ньютоновских моделей, она, тем не менее, породила многочисленные заявления об антигравитационных устройствах и большом количестве запатентованных устройств. Никогда не демонстрировалось, что ни одно из этих устройств работает в контролируемых условиях, и в результате они часто становились предметом теорий заговора .

Другой пример «вращающегося устройства» показан в серии патентов, выданных Генри Уоллесу в период с 1968 по 1974 год. Его устройства состоят из быстро вращающихся дисков из латуни , материала, состоящего в основном из элементов с полуцелым ядерным вращением. Он утверждал, что при быстром вращении диска из такого материала ядерный спин выравнивается и в результате создается «гравитомагнитное» поле, подобное магнитному полю, создаваемому эффектом Барнетта . О независимых испытаниях или публичных демонстрациях этих устройств ничего не известно.

В 1989 году сообщалось, что вес уменьшается вдоль оси правого вращающегося гироскопа. Проверка этого утверждения годом позже дала нулевые результаты. На конференции AIP в 1999 г. была дана рекомендация провести дальнейшие испытания.

Гравитатор Томаса Таунсенда Брауна

В 1921 году, еще учась в средней школе , Томас Таунсенд Браун обнаружил, что высоковольтная трубка Кулиджа как бы изменяет массу в зависимости от ее ориентации на весах. В течение 1920-х годов Браун разработал это в устройствах, которые сочетали высокое напряжение с материалами с высокой диэлектрической проницаемостью (по существу, большие конденсаторы ); такое устройство он назвал «гравитатором». Браун заявил наблюдателям и в средствах массовой информации, что его эксперименты показали эффекты антигравитации. Браун продолжил свою работу и в последующие годы произвел серию высоковольтных устройств, пытаясь продать свои идеи авиастроительным компаниям и военным. Он придумал названия эффект Бифельда-Брауна и электрогравитацию в связи со своими устройствами. Браун проверил свои асимметричные конденсаторные устройства в вакууме, предположительно показав, что это не более приземленный электрогидродинамический эффект, создаваемый потоком ионов высокого напряжения в воздухе.

Электрогравитация является популярной темой в уфологии , антигравитации, свободной энергии , среди правительственных теоретиков заговора и связанных с ними веб-сайтов, в книгах и публикациях с утверждениями о том, что технология стала строго засекреченной в начале 1960-х годов и что она используется для питания НЛО и Б. -2 бомбардировщик . В Интернете также есть исследования и видеоролики, призванные показать конденсаторные устройства в стиле лифтера, работающие в вакууме, поэтому не получающие движение от дрейфа ионов или ионного ветра , генерируемого в воздухе.

Последующие исследования работы Брауна и других заявлений были проведены Р.Л. Тэлли в исследовании ВВС США в 1990 году, ученым НАСА Джонатаном Кэмпбеллом в эксперименте 2003 года и Мартином Таймаром в статье 2004 года. Они обнаружили, что в вакууме невозможно наблюдать тягу и что ионные подъемные устройства Брауна и другие создают тягу вдоль своей оси независимо от направления силы тяжести, согласующегося с электрогидродинамическими эффектами.

Гравитоэлектрическая муфта

В 1992 году российский исследователь Евгений Подклетнов заявил, что во время экспериментов со сверхпроводниками обнаружил , что быстро вращающийся сверхпроводник уменьшает гравитационный эффект. Многие исследования пытались воспроизвести эксперимент Подклетнова, но всегда с отрицательными результатами.

Нинг Ли и Дуглас Торр из Университета Алабамы в Хантсвилле предложили, как зависящее от времени магнитное поле может заставить спины ионов решетки в сверхпроводнике генерировать обнаруживаемые гравитомагнитные и гравитоэлектрические поля в серии статей, опубликованных между 1991 и 1993 годами. В 1999 году Ли и ее команда появились в « Популярной механике », заявив, что построили рабочий прототип для создания того, что она назвала «переменной гравитацией». Никаких дополнительных доказательств этого прототипа предложено не было.

Дуглас Торр и Тимир Датта участвовали в разработке «гравитационного генератора» в Университете Южной Каролины . Согласно просочившемуся документу из Управления передачи технологий Университета Южной Каролины, подтвержденному репортеру Wired Чарльзу Платту в 1998 году, устройство будет создавать «силовой луч» в любом желаемом направлении, и что университет планировал запатентовать и лицензировать это. устройство. Никакой дополнительной информации об этом университетском исследовательском проекте или устройстве «Гравитационного генератора» никогда не публиковалось.

Премия Гёде

Институт гравитационных исследований Научного фонда Гёде пытался воспроизвести множество различных экспериментов, в которых заявлялись о каких-либо «антигравитационных» эффектах. Все попытки этой группы наблюдать эффект антигравитации путем воспроизведения прошлых экспериментов до сих пор не увенчались успехом. Фонд предложил вознаграждение в размере одного миллиона евро за воспроизводимый антигравитационный эксперимент.

В художественной литературе

Существование антигравитации — обычная тема фэнтези и научной фантастики .

Апергия

Апергия — вымышленная форма антигравитационной энергии, впервые описанная Перси Грегом в его романе о мече и планете 1880 года « Через Зодиак » .

Он также используется Джоном Джейкобом Астором IV в его научно-фантастическом романе 1894 года «Путешествие в другие миры» .

Apergy также можно найти в статье Клары Джессап Блумфилд-Мур 1896 года под названием «Некоторые истины о Кили». В нем апергия используется для описания скрытой силы , которую использовал Джон Кили , используя частоту для высвобождения скрытой силы, обнаруженной во всей атомной материи .

В статье 1897 года, якобы не выдуманной, в The San Francisco Call под названием «Раскрытая тайна воздушных полетов» научный корреспондент Фрэнк М. Клоуз , доктор наук, посещает неназванного индуса, маскирующегося под виноградаря , где-то на Тихом океане . побережье , который утверждает, что изобрел летающую лодку, в которой используется «апергент» - редкий металл под названием «радлум» - для создания контролируемой апергической силы, позволяющей кораблю подниматься и опускаться. Изобретатель описывает апергию как «силу, полученную путем смешивания положительного и отрицательного электричества с ультеиком, третьим элементом или состоянием электрической энергии», и называет апергию «второй фазой гравитации», намекая также на третью фазу.

В рассказе С. П. Мика «Холодный свет», опубликованном в «Поразительных историях сверхнауки» за март 1930 г., апергия упоминается как сила, противоположная гравитации.

В рассказе Криса Роберсона «Annus Mirabilis» из второго тома « Рассказов о людях-тенях» 2006 года доктор Омега и Альберт Эйнштейн исследуют апергию. Apergy также упоминается в комиксе Уоррена Эллиса Aetheric Mechanics , как созданный с помощью технологии Cavorite из The First Men in the Moon .

Другие условия

В романе Герберта Уэллса 1901 года «Первые люди на Луне » космические путешествия основаны на блокирующих гравитацию свойствах « каворита ».

В рассказе Филипа Фрэнсиса Новлана 1928 года « Армагеддон 2419 г. н.э. » описывается «инертрон», вещество, которое падает вверх. Эта история легла в основу комикса и адаптации Бака Роджерса .

Смотрите также

использованная литература

Библиография

Критерии:

дальнейшее чтение

  • Кэди, ВМ (15 сентября 1952 г.). «Томас Таунсенд Браун: Электрогравитационное устройство» (Файл 24-185). Пасадена, Калифорния: Управление военно-морских исследований. Публичный доступ к отчету был разрешен 1 октября 1952 года.

внешние ссылки