Создано вещество со свойствами отрицательной массы


    Гипотетическая червоточина в пространстве-времени

    В теоретической физике, отрицательная масса — это концепция о гипотетическом веществе, масса которого имеет противоположное значение массе нормального вещества (также как электрический заряд бывает положительный и отрицательный). Например, −2 кг. Такое вещество, если бы оно существовало, нарушало бы одно или несколько энергетических условий и проявляло бы некоторые странные свойства. По некоторым спекулятивным теориям, вещество с отрицательной массой можно использовать для создания червоточин (кротовых нор) в пространстве-времени.

    Звучит как абсолютная фантастика, но сейчас группе физиков из Университета штата Вашингтон, Вашингтонского университета, Университета OIST (Окинава, Япония) и Шанхайского университета удалось получить вещество, которое проявляет некоторые свойства гипотетического материала с отрицательной массой. Например, если толкнуть это вещество, то оно ускорится не в направлении приложения силы, а в обратном направлении. То есть оно ускоряется в обратную сторону.

    Для создания вещества со свойствами отрицательной массы учёные подготовили конденсат Бозе — Эйнштейна, охладив атомы рубидия почти до абсолютного нуля. В этом состоянии частицы двигаются исключительно медленно, а квантовые эффекты начинают проявляться на макроскопическом уровне. То есть в соответствии с принципами квантовой механики частицы начинают вести себя как волны. Например, они синхронизируются между собой и протекают через капилляры без трения, то есть не теряя энергии — эффект так называемой сверхтекучести.

    В лаборатории Университета штата Вашингтон были созданы условия для образования конденсата Бозе — Эйнштейна в объёме менее 0,001 мм³. Частицы замедлили лазером и дождались, когда наиболее энергичные из них покинули объём, что ещё больше охладило материал. На этом этапе сверхкритическая жидкость ещё имела положительную массу. При нарушении герметичности сосуда атомы рубидия разлетелись бы в разные стороны, поскольку центральные атомы выталкивали бы крайние атомы наружу, а те ускорялись бы в направлении приложения силы.

    Для создания отрицательной эффективной массы физики применили другой набор лазеров, который изменял спин части атомов. Как предсказывает симуляция, в отдельных районах сосуда частицы должны приобрести отрицательную массу. Это хорошо видно по резкому увеличению плотности вещества как функции от времени в симуляциях (на нижней диаграмме).


    Рисунок 1. Анизотропное расширение конденсата Бозе — Эйнштейна с разными коэффициентами силы сцепления. Реальные результаты эксперимента обозначены красным, результаты предсказания в симуляции — чёрным



    Нижняя диаграмма — это увеличенный фрагмент среднего кадра в нижнем ряду рисунка 1.

    На нижней диаграмме показана одномерная симуляция общей плотности как функции от времени в регионе, где впервые проявилась динамическая нестабильность. Пунктирами разделены три группы атомов со скоростями $v_g=E_\_{'}(k)$ в квазимомент $k$, где эффективная масса $m_*^{-1}=E_\_{''}(k)$ начинает становиться отрицательной (верхняя линия). Показана точка минимальной отрицательной эффективной массы (посередине) и точка, где масса возвращается к положительным значениям (нижняя линия). Красные точки обозначают места, где локальный квазимомент лежит в районе отрицательной эффективной массы.

    На самом первом ряду графиков видно, что во время физического эксперимента вещество вело себя в точном соответствии с результатами симуляции, которая предсказывает появление частиц с отрицательной эффективной массой.

    В конденсате Бозе — Эйнштейна частицы ведут себя как волны и поэтому распространяются не в том направлении, в каком должны распространяться нормальные частицы положительной эффективной массы.

    Справедливости ради нужно сказать, что неоднократно физики регистрировали во время экспериментов результаты, когда проявлялись свойства вещества отрицательной массы, но те эксперименты можно было интерпретировать по-разному. Сейчас же неопределённость в большей мере устранена.

    Научная статья опубликована 10 апреля 2017 года в журнале Physical Review Letters (doi:10.1103/PhysRevLett.118.155301, доступно по подписке). Копия статьи перед отправкой в журнал размещена 13 декабря 2016 года в свободном доступе на сайте arXiv.org (arXiv:1612.04055).
    Поддержать автора
    Поделиться публикацией

    Комментарии 138

      +2
      Спасибо за новость, очень интересно!

      Как то даже само определение отрицательной массы в голове не укладывается))

      Получается она должна не притягиваться гравитацией а отталкиваться?
      А что будет если ее с обычной массой перемешать? -1кг + 1кг = 0

        +1
        Да здесь теперь вообще не понятно, почему молекулы вещества с отрицательной массой должны держаться вместе.
        Не совсем понял из статьи, как это вещество будет нарушать третий закон Ньютона? Чем это обосновано?
        В моем понимании, отрицательная масса будет подобна выталкиванию поплавка из воды, где вода — любая материя, а поплавок — предмет с отрицательной массой.
          +5
          А почему молекулы вещества с положительной массой должны держаться вместе? Если проводить аналогию с зарядом, то одинаковые заряды должны отталкиваться.
            0
            del
              +3

              Я, конечно, не специалист, то эффективная масса m = dE/dk — это просто параметр, к тому же, переменный. Отрицательная эффективная масса есть, к примеру, у дырок в полупроводниках, но намутить из них чревоточину не получится.


              Мягко говоря, не стоит здесь приплетать гравитационную массу.

                +1
                Проводя аналогию с какими зарядами? Теми которые собираются в кучу в ядрах атомов?
                  +1
                  С электрическими.
                    +1
                    Так протоны в ядре тоже не пороховыми зарядами обладают. И тем не менее не отталкиваются.
                      +8
                      Отталкиваются. Но слабее, чем оказываются удержаны другими силами.
                        0
                        Там как раз для этого нейтронов намешано, чтобы сильно не отталкивались.
                          +1
                          Нейтронов там намешано не для того. Протон удерживается в ядре сильным взаимодействием, которое много сильнее электрического. А нейтроны в ядрах живут потому, что только в ядрах они могут быть стабильными и не распадаться на протоны.
                            +1
                            Если «не для того», то предъявите, пожалуйста, гелий-2.
                            0
                            Так и я о том же. В любой системе присутствует гораздо более чем одно взаимодействие.
                      0

                      обычные, положительные килограммы все же притягиваются гравитацией друг к другу.
                      а вообще, гравитации же не существует, это просто искривление пространства и думать тут поидее надо со стороны топологии.

                      +3
                      >>Да здесь теперь вообще не понятно, почему молекулы вещества с отрицательной массой должны держаться вместе.

                      Потому что молекулы держатся вместе не за счет гравитационного взаимодействия.
                        +1
                        ЕМНИП, в их масштабе гравитационное будет слишком слабым. Держатся же на электрослабом.
                        Не?
                        +3
                        Потому что это НЕ масса, а эффективная масса — чисто виртуальный параметр. Вас же не удивляет (или удивляет?) наличие me у дырки в полупроводнике?

                        Более того, в БК волна плотности состояний ведёт себя именно как волна, за счёт интерференции и подобраных потенциалов можно получить и сверхсветовую скорость, и «нарушения» законов Ньютона и т.д.
                        Почему? Потому что ни ограничения СТО, ни законы Ньютона там применимы лишь на правах аналогии, ограниченно.
                        0
                        https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AD%D0%BA%D0%B7%D0%BE%D1%82%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B0%D1%8F_%D0%BC%D0%B0%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%B8%D1%8F

                        Свойства у неё очень интересные, теоретически можно построить двигатель, который не требует энергии и рабочего тела для ускорения
                          0
                          Насколько я понимаю речь в опыте идет о инертной массе, а вы говорите о гравитационной. Я конечно безнадежно отстал, но не слышал, что все-таки теоретически доказали о тождественности этих величин.
                            +1

                            Поздравляю вас с выходом из анабиоза!


                            С точки зрения ОТО, гравитация — не сила, а следствие кривизны пространства-времени. Поэтому никакой отдельной гравитационной массы не существует.


                            Так что как раз теоретически эквивалеетность этих масс давным-давно доказана.

                              +3
                              Эквивалентность гравитационной и инертной масс не доказана в ОТО, а принята за постулат.
                                0
                                Прошу минусовавшего предыдущий комментарий пояснить словами свое несогласие.
                                В каких экспериментах эквивалентность была доказана?
                                  –1
                                  Судя по минусу у меня в карме, минусующий не смог найти ответ на мой вопрос.
                                  — давно доказано!
                                  — кем, когда, как?
                                  — …
                                  Это бывает, и даже нормально. Автору минусов желаю поближе познакомиться с научным методом, чтобы не очернять науку аргументами подобного уровня.
                                +2
                                Принцип эквивалентности сил гравитации и инерции это эвристический принцип, положенный в основу дальнейших рассуждений, а не следствие доказательств.
                                Принцип был проверен рядом экспериментов, не был опровергнут, его можно придерживаться. Эксперименты имели ограничения и погрешности. Формулировка «эквивалентность была доказана» противоречит научному методу и уместен разве что в популярных журналах.
                                  +1
                                  Забыл добавить упоминание фотона. У которого масса покоя равна нулю, но гравитация на него таки действует. И упомянутое искривление пространства-времени (волна по кратчайшему пути) это не единственно возможное объяснение.
                                    0
                                    Кстати, просветите про фотон. Если фотон перпендикулярно летит из чёрной дыры к горизонту событий, то он в какой-то момент — остановится? Если да, то его масса обнулится и он не должен будет дальше приягиваться, правильно (тогда, по идее он снова должен стартануть, как только притяжение изменится в результате флуктуаций :-) )?
                                    И да, если чёрная дыра всего лишь искривляет пространство-время, то она должна это делать на конечную величину, ведь сама масса дыры — конечная, тогда фотон летящий перпендикулярно, рано или поздно улетит от чёрной дыры, значит они должны светиться перпендикулярными фотонами.
                                      0
                                      Если фотон перпендикулярно летит из чёрной дыры к горизонту событий, то он в какой-то момент — остановится?

                                      Если я все правильно помню, то внутри горизонта событий не существует никаких допустимых направлений движения кроме как к горизонту событий. Там не бывает фотонов, летящих "перпендикулярно наружу".


                                      И да, если чёрная дыра всего лишь искривляет пространство-время, то она должна это делать на конечную величину, ведь сама масса дыры — конечная

                                      Почему из конечности одного следует конечность другого?

                                        +3
                                        (в трэд врывается слоупок).
                                        Без матана объяснить сложно, но попробую на пальцах.
                                        Даже в Ньютоновской физике есть поворот осей координат. Допустим, вы летите в самолёте на одной и той же высоте вдоль экватора с востока на запад, и у вас есть три оси — на север, на запад и вертикальная. В процессе полёта все ваши оси постоянно поворачиваются (хотя углы между ними остаются строго 90'). И если вы пролетели 10000 км (1/4 длины экватора), то каждая ось в конце маршрута станет перпендикулярной своему же положению в начале маршрута. Этот момент понятен, да?
                                        В ОТО пространство и время объединены в единое пространство-время, и осей у нас уже 4. Координат, соответственно, тоже 4, т.е. положение задаётся четвёркой (ct,x,y,z). Время здесь записано с коэффициентом c, чтобы измеряться в метрах; по желанию, если вы там допустим астроном, можете вместо этого измерять длину в единицах времени (световых секундах, годах и т.д.). Главное, чтобы все 4 координаты были в одних и тех же единицах.
                                        Теперь вынос мозга: в ОТО поворачиваются все четыре оси одновременно, а не только три пространственных. И вот внутри чёрной дыры они по определению повёрнуты так, что время становится ещё одной пространственной координатой, а его роль выполняет «вертикальная» пространственная координата! И поскольку вы не можете двигаться в обратную сторону во времени, внутри ЧД вы просто не можете лететь «перпендикулярно из чёрной дыры к горизонту». Даже если вы фотон.
                                        А вот собственно время теперь работает пространственной осью, и на движение во времени теперь запретов нет. Возможно даже существование замкнутых времениподобных траекторий (т.е. зацикленный день сурка).
                                          –1
                                          К сожалению, мне это всё ничем не помогло. Поворота координат нет, мы просто заново их строим как нам угодно избавляясь от какой-то переменной и заменяя её внешним воздействием на коородинаты, как бы говоря, что нам всё внешее не важно. То есть, в солнечной системе движение по экватору земли же не прямая и такое преобразование делает некорректным общее применение. Но это не суть важно. Я согласен с тем, что время можно представить 4ой координатой, но я не согласен с тем, что угол будет 90 градусов, на мой взгляд никакого угла быть не может, иначе движение по остальным 3м осям, будет приводить к нелинейному движению по оси времени вплоть. до отрицательных значений. Фактически, новая ось координат означает независимость от любых других, то есть движение по остальным никак не приводит движения по оси времени. Можете это легко проверить двигаясь в плоскости xy, при этом z вы изменить никак не сможете. Правая/левая тройка векторов, это частность и не думаю что корректно будет перенести её на 4мерное пространство.
                                          В свете сказанно, для меня всё остальное, начинающееся с «поворачиваются все четыре оси одновременно… «вертикальная» пространственная координата» читается как бред, не в обиду вам будет сказано. Мне бы попримитивней.
                                            0
                                            То есть, в солнечной системе движение по экватору земли же не прямая и такое преобразование делает некорректным общее применение

                                            Если я правильно понимаю (а я понимаю слабо все это), то движение по экватору — это как раз что-то вроде прямой, но само пространство искривлено Землей. Так же как Земля движется по прямой, но постоянно вокруг Солнца из-за того, что Солнце искривило пространство
                                              0
                                              Вообще-то — да! Как объясняют продвинутые люди, движение возможно только по прямой, просто пространство-время (единое понятие, через дефис) неоднородно.
                                              Я бы не сказал, что я эту теорию отрицаю, но и не поддерживаю полностью, просто в силу того, что не до конца понимаю и не могу проверить. Думаю, когда-нибудь количество перейдёт в качество и просто коплю знания. Но вот некторые утверждения не подвергать сомнению — не могу. И как правило, прихожу к выводу, что люди их описывающие сами не разбираются в них, это, конечно, не опровержение, но не сильно меня продвигает в понимании.
                                                +1
                                                движение возможно только по прямой

                                                Корректнее говорить, что движение по инерции (в отсутствии внешних сил) возможно только по геодезической. Геодезическая как раз тем и отличается от просто «прямой», что может быть искривлена.

                                                Насчёт проверить: вот вам три факта, которые можно проверить гуглом (гыгы).
                                                1. Гравитационное отклонение света, оно же гравитационное линзирование.
                                                Гуглить картинки про «крест Эйнштейна».
                                                В Ньютоновской механике гравитационное притяжение равно F = G * m1 * m2 / R2.
                                                Масса фотона 0, он не должен участвовать в гравитации и куда-либо отклоняться.

                                                2. Часы на поверхности Земли идут медленнее, чем точно такие же, хорошо синхронизированные с первыми часы, но на орбите высотой 19100 км (орбита ГЛОНАСС). Эту поправку приходится учитывать вашему смартфону, когда он определяет координаты (так как на самом деле он определяет разницу во времени прихода одних и тех же сигналов от нескольких, как минимум 4, спутников).

                                                3. Аномальная прецессия перигелия Меркурия. Это исторически первое экспериментальное подтверждение ОТО, и это вы можете проверить лично, вооружившись любительским телескопом, калькулятором и тетрадкой для записи наблюдений.
                                                  0

                                                  В Ньютоновской механике ускорение свободного падения не зависит от массы, поэтому свет тоже отклоняется. Более того, с позиций Ньютоновской механики говорить о нулевой массе фотона и вовсе некорректно.

                                                    0
                                                    Простите, а какая тогда масса фотона «с позиций Ньютоновской механики»?

                                                    Ну, учитывая, что E2 = m2c4 + p2c2 — это уже как минимум СТО?
                                                      +1

                                                      С позиций Ньютоновской механики масса у фотона существует и определяется экспериментально.

                                              +2
                                              Послушайте, ну если вы из себя весь такой несогласный — ну, почитайте первоисточники, покурите матан. А так, простите, заявлять что «я, мол, несогласный с Эйнштейном и Ландавшицом» и при этом ожидать внятного продолжения спора — ну, странно, не находите?

                                              Матан там не такой уж и суровый. Ну то есть математики любят всё переусложнять, вводить там всякие тензоры с дивергенциями, но, когда доходит до «посчитать реальную задачку», всё сводится к матрицам и частным производным.

                                              В частности, тензор кривизны пространства-времени это всего-лишь матрица 4х4, заданная в каждой точке пространства. Устроена она очень просто: у нас есть искривлённая система координат (t,x,y,z) и некая идеальная неискривлённая (t0,x0,y0,z0).

                                              Многие физические уравнения после раскрытия хитрых математических значков превращаются в систему дифференциальных уравнений в частных производных. Т.е. вместо одной страшной непонятной формулы у нас появляется пачка длинных, но «понятных» формул вида df/dx =…, df/dy =…, которые нужно взять и проинтегрировать. Ну или, для второго порядка, d2f / dxdy =… Вот только уравнения эти рассчитаны на неискривлённое пространство (t0,x0,y0,z0). Но тут, как говорит товарищ Мутко, ноу проблем. У нас есть формула дифференцирования сложной функции, df(x(x0)) / dx0 = df(x)/dx * dx/dx0.

                                              Вот эти вот части dx/dx0, dy/dy0 и т.п., если их собрать в кучу, они и дадут тот самый метрический тензор. По сути, это матрица, первая строчка которой есть (dt/dt0, dt/dx0, dt/dy0, dt/dz0), вторая — (dx/dt0, dx/dx0, dx/dy0, dx/dz0) и т.д. Эта матрица описывает все возможные варианты «перекошенных» координат — как угодно повёрнутых, изогнутых, сплюшенных, с неортогональными (неперпендикулярными) осями и т.д.

                                              А дальше есть главное уравнение ОТО. Для компактных объектов выкидываем лямбду (космологическую постоянную) в виду её малости на малых масштабах, и получаем слева — метрический тензор, справа — тензор энергии-импульса. Тензор энергии-импульса это тоже матрица 4х4, и, можете погуглить, для каждого элемента этой матрицы есть относительно простая и понятная формула.

                                              Дальше можете приравнять одну матрицу другой и посчитать, чего у вас там получается с кривизной пространства для разных начальных данных. В частности, могут там получиться повороты на 90 или не могут.
                                              0
                                              Для оперативно поставившего минус, дополню 2 тезиса:
                                              1. В двухмерной системе координат нет понятия правой/левой тройки, почему должно быть для 4 мерного?
                                              2. Я не утверждаю что пространство и время никак не связаны, я утверждаю что модель 4 мерных координат именно это и означает, насколько подходит такая аналогия, виднее тому, кто это предложил. Если же она подходит, то движение в трёхмерном пространстве никак не влияет на движение во времени, да мы постоянно движемся по оси времени, поэтому любое движение СОПРОВОЖДАЕТСЯ движением во времени, но не зависит от него. А вот если связь есть, то это не пространство целой размерности точно и как это себе представить — не знаю.
                                                +1
                                                2. Связь есть в том смысле, что нет отдельно пространства и отдельно времени, а есть единое четырёхмерное пространство-время. Связь тут не более и не менее сильная, чем между тремя «обычными» пространственными измерениями. Любой объект движется не во времени, а в пространстве-времени, причём модуль скорости всегда равен c. Если объект покоится в пространстве, то всё движение направлено вдоль оси времени. Если он начинает двигаться в пространстве, то это соответствует повороту вектора, так что проекция на пространственные оси становится ненулевой, а на временну́ю ось уменьшается, что и вызывает релятивистское замедление времени в движущихся системах. В предельном случае для световой скорости весь вектор направлен вдоль пространственной координаты, а проекция на время — ноль, для фотонов время не движется.

                                                Это не совсем точная аналогия из-за неевклидовости пространства-времени, но для общего представления сойдёт.
                                                  +1
                                                  В двухмерной системе координат есть левая и правая пара.
                                                  0
                                                  поскольку вы не можете двигаться в обратную сторону во времени

                                                  А почему нельзя двигатся во времени назад? Ну то есть я понимаю, что сейчас никто не может двигатся во времени назад, но что именно запрещает? Почему четвертая ось времени отличается от трех пространственных осей?
                                                    0
                                                    Если брать просто обстракцию, то она ничем не отличается. Если же в ней рассматривать реальные физические являения, моделируя окружающий мир, то по ней постоянно происходит приращение координат, и явлений, где бы эта модель была бы неверна, пока нет даже теоретических. Собственно, ничего не мешает отложить в обратную сторону координату, историки это постоянно делают.
                                                    А вообще четрёхмерные координаты учитывают только пространство. Фактически наделяют свойством трёхмерное пространство — не пересекатся в одной и той же точке, в разные моменты времени, только и всего. Не ждите от такой простой модели ретро-восстановление событий, только от того, что координату времени стали уменьшать, это будет просто петля на графике функции, где одна и та же точка будет находится по двум разным координатам, как график круга на плоскости.
                                                      +2
                                                      Математически есть два физических запрета:
                                                      — постулат причинности СТО (и ОТО), в школе его формулируют как «запрет на сверхсветовые перемещения», применённый к самому объекту (состояние/положение объекта в текущий момент времени одной из причин имеет состояние/положение этого же объекта в предыдущие моменты).
                                                      — второй закон термодинамики, тот который про неубывание энтропии.
                                                      Понятно, что оба этих запрета принимаются «на веру», но пока неизвестны факты или способы их нарушения. Хотя почти вся остальная физика остаётся верной и при движении во времени в обратном направлении (квантмех, электродинамика и пр.)
                                                        0
                                                        А почему нельзя двигатся во времени назад?

                                                        Кажется, для этого нужно двигаться быстрее скорости света. А это невозможно.
                                                  +1

                                                  Вы путаете направление поиска доказательства с направлением доказательства. Они обычно направлены в противоположные стороны.


                                                  Не вижу причин не считать эквивалентность гравитационной и инертной масс теоретически доказанной при наличии математической модели мира, дающей проверяемые (и проверенные) предсказания, из которой однозначно следует равенство этих самых масс.

                                              0

                                              Ускорение свободного падения от массы не зависит — поэтому гравитация действует одинаково на любые тела — что с положительной массой, что с отрицательной, что с нулевой.

                                                –1
                                                Насколько я помню недавние статьи на тему гравитации, не прекратились попытки оспорить этот постулат.
                                                ОТО это теория, она предлагает возможное объяснение, а не доказывает невозможность других объяснений.
                                                  +2

                                                  Попытки оспорить не прекратились потому что такова суть физики — любые выводы надо проверять и перепроверять. Важны не количество попыток, а их результаты.


                                                  На данный момент нет причин считать что объяснение, даваемое ОТО, неверно.

                                                  0
                                                  Ускорение свободного падения g — вектор, а значит направление действия силы тяжести будет зависеть от знака массы из формулы F = g*m. Если m отрицательна, то сила тяжести будет направлена в противоположную вектору g сторону.
                                                    0

                                                    Какое значение вы вкладываете в слово "притягиваются"?

                                                  +2
                                                  Если вам действительно интересно — почитайте в «Краткой истории времени» Хокинга главы о чёрных дырах, там довольно популярно объяснено, что такое отрицательная масса (точнее, отрицательная энергия, так как масса и энергия эквивалентны). Я хотел сам пересказать, но, после размышлений, решил воздержаться, чтобы не было эффекта испорченного телефона (и, к тому же, кто я, а кто Хокинг, чтобы я его вольно пересказывал :) )
                                                    +1
                                                    это вы зря. Нормальный человек понимает, что пересказ содержит возможные погрешности и ошибки, и воспринимает это нормально ))
                                                      0
                                                      Спасибо большое за книгу!
                                                      0
                                                      Формула для силы гравитации F = G*M1*M2 / (R^2). Если обе массы с минусом или плюсом, то тела притягиваются, если знаки разные, то отталкиваются
                                                        0
                                                        Не выйдет.
                                                        F = m*a;
                                                        Тело с отрицательной массой должно ускоряться в направлении, противоположном действию силы. Т.е. всё равно «притягиваться» к телу с положительной массой, а вот оно в свою очередь — отталкиваться от первого. Противоречие.
                                                          –1
                                                          Интересное замечание. Действительно, получается что тела «отталкиваясь» друг от друга будут «двигаться» в одну сторону. Лично мне кажется, что где-то в физике что-то треснуло и в какую-то из этих формул масса должна входить по модулю. Но с этим разберутся учёные.
                                                            0
                                                            Скорее всего, обе эти формулы совершенно неприменимы для случая с отрицательной массой. Там нужно использовать ОТО. Впрочем, если подобная задача будет часто встречаться в технике — для неё тоже придумают приближенные формулы.
                                                              0

                                                              В ОТО все еще проще: гравитация — это разновидность инерции. Будучи предоставлены сами себе, тела двигаются по геодезическим линиям, которые являются характеристикой пространства-времени, а никак не массы двигающегося тела.

                                                            –1

                                                            Не противоречие, а Пузырь Алькубьерре. Я лично не проверял, но если верить источникам, то в уравнениях там противоречий нету. Но вот наблюдаемые эффекты очень непривычные начнутся.

                                                          0
                                                          >А что будет если ее с обычной массой перемешать?

                                                          Ребята в подъезде говорили мешать нельзя (с) Пушной
                                                          0
                                                          Этак скоро и водку изобретут, от которой не веселеешь и дурнеешь, а наоборот.
                                                            +17
                                                            Становишься умным и грустным? :)
                                                              +2
                                                              Но похмелье такое же.
                                                                +2
                                                                image
                                                                  0
                                                                  https://www.youtube.com/watch?v=RTrq3x3RdAY
                                                                  в Оба-на это было бесподобно
                                                              +4
                                                              Обратнолетний виноград?
                                                                +1
                                                                Этак скоро и водку изобретут, от которой не веселеешь и дурнеешь, а наоборот.


                                                                И водку, от которой женщины выглядят менее привлекательными?
                                                                  +1
                                                                  такая водка есть. Если ей поить женщин, а не себя.
                                                                +10
                                                                Блин, ну блин же! Не вещество создали с отрицательной массой, а просто продемонстрировали эффект отрицательной массы. Частицы совершенно обычные, с обычной массой, просто ведут себя как-будто у них отрицательная массы.

                                                                  +4
                                                                  Так даже в заголовке написано «со свойствами отрицательной массы», а не с отрицательной массой. К чему претензия?
                                                                    0
                                                                    Я еще немного попридираюсь. Вещество не создали, просто создали такие условия для вещества.
                                                                      0

                                                                      Просто поместили вещество в такие условия. Либо пишешь признанку масса отрицательная либо ...

                                                                    –12
                                                                    ещё и заряды отрицательные приплели, хотя в природе есть заряды только левосторонние и правосторонние и оба положительные.
                                                                      0
                                                                      Левосторонние относительно тебя или меня? Как мне мои правосторонние заряды отличить от твоих правосторонних? Еще важнее не спутать мои правосторонние с твоими левосторонними. Это очень важно, если перепутаются левосторонние с правосторонними то быть беде. К тому ж мои левосторонние могут подумать про твоих левосторонних что они свои правосторонние, а правосторонние (мои) за это на них (твоих) могут обидеться. Тогда левосторонние (твои) подумают что правосторонние (свои) это уже не свои (не твои). Ну и как теперь дальше со всем этим разгребать? Теперь твои не свои и мои не свои, что делать непонятно. Все стали сами не свои, бегают и галдят а толку ноль. Что ты натвотил, grayich, может лучше по-старинке с плюсами и минусами?
                                                                        –3
                                                                        может лучше по-старинке с плюсами и минусами?

                                                                        Нет, тогда в голове будет каша и полное непонимание физики с подобными мечтами об отрицательной массе. Для масс можно просто не лезть в глубину и довольствоваться плюс и нуль.

                                                                        А минуса в природе не бывает и быть не может, это просто виртуальное понятие которое иногда может быть удобно при расчётах, но с которым сильно перегибают используя где надо и где не надо.
                                                                          +1
                                                                          но с которым сильно перегибают используя где надо и где не надо.

                                                                          Разуйте глаза. Его нигде кроме расчётов и не используют.

                                                                          Кстати, понимания физики Вы не продемонстрировали ни разу за всю Вашу историю на Гиктаймс. Поэтому на эту тему — не Вам судить.
                                                                          0
                                                                          Он эфирщик. По направлению вращения их называет.
                                                                          +1
                                                                          Тогда уж традиционные и нетрадиционные.
                                                                            +1
                                                                            Заряды нетрадиционной ориентации.
                                                                          +10
                                                                          Ученый хоть и не изнасиловал журналиста, но уже путешествует во времени.
                                                                            +1
                                                                            Он просто не успел, он еще в прошлом
                                                                              0

                                                                              Он изнасиловал его в будущем и возвращается назад.

                                                                            0
                                                                            Та же история, что и с магнитными монополями
                                                                              +1
                                                                              Праздное любопытство пересилило — открыл пост, хотя всё было понятно с самого начала — речь о физике твёрдого тела (там никого не удивишь сверхсветовых электронами или остановившимися фотонами). Прекратил чтение на словах про «бозе-конденсат». Дальше — понятно. Плююсь, возмущаюсь.

                                                                              Ну какого чёрта разводить вначале спекуляции про червоточины, когда с самого начала авторам понятно, что это никаким боком не имеет отношения к исследованию.

                                                                              И вообще отрицательный наклон dE/dk — не новость.
                                                                                –1
                                                                                НО если нечто летает как утка, выглядит как утка и крякает как утка, то может это утка?
                                                                                  0
                                                                                  Краткий пересказ статьи:

                                                                                  Мы подействовавили на частицы, а они полетели не в ту сторону, куда мы ожидали, а в противоположную. Поскольку мы не знаем, почему так (ибо кванты), давайте скажем, что мы получили отрицательнкю маасу.
                                                                                +5
                                                                                тут это видимо в смысле отрицательной эффективной массы.
                                                                                P.S. ну да, так оно и есть, первые слова абстракта — A negative effective mass can be realized in quantum systems by engineering the dispersion relation.

                                                                                Короче, учёный изнасиловал журналиста.
                                                                                  +3

                                                                                  вот и поди расскажи людям, что масса — это всего лишь коэффициент в зависимости энергии от импульса объекта. Как бы народ удивился, узнав, сколько "весит" электрон в полупроводниках.

                                                                                  +1
                                                                                  Получается, если создать объект (например 1 кг) из такого вещества, склеить с обычным веществом в 1кг и толкать, то объект будет стоять на месте независимо от прикладываемых усилий? Ведь 1кг будет ускоряться по вектору, а "-1кг" против вектора усилия?
                                                                                  PS Ждем люстры и карнизы из такого вещества, которые не нужно крепить — просто положить на потолок :)
                                                                                    +3
                                                                                    Придется охладить комнату до почти 0 по Кельвину.
                                                                                      +8
                                                                                      Когда нас это останавливало?
                                                                                        +1
                                                                                        раз почти до 0, то почти всегда
                                                                                      +3
                                                                                      Эта люстра достаточно быстро проломит потолок, а вскоре останется одиноко висеть в космосе, грустно наблюдая за улетающей Землей.
                                                                                        –3
                                                                                        С чего это ей такое делать?
                                                                                          +2
                                                                                          Ну что ж поясню, гравитация довольно слабая сила, даже если вешалка имеет массу -10кг, этого будет не достаточно, что-бы пробить потолок. Это будет просто воздушный шарик, пока он привязан или уперся в опору — он ни куда не денется.
                                                                                            0

                                                                                            Он отвечал не столько про идею нулевой массы, сколько на идею тела, которое не сдвигается с места сколько его не толкай.


                                                                                            Раз на такое гипотетическое тело (не имеющее ничего общего с телом суммарной нулевой массы) не действовуют никакие силы — то и сила реакции опоры не сможет остановить его.

                                                                                              0
                                                                                              Но если на него не действуют ни какие силы, то оно для нас попросту не существует. И оно не пробьет потолок, а пройдет сквозь потолок. Правда такая вешалка даже и знать не будет что был вообще потолок.
                                                                                          0
                                                                                          останется одиноко висеть в космосе

                                                                                          Движение не относительно? Висеть в эфире?
                                                                                          0
                                                                                          А еще можно делать космические корабли, не требующие рабочего тела для движения. Приклеиваем к обычной массе равную по модулю «антимассу» и объект начнет ускоряться в направлении обычной массы, т.к. вектор ускорения «антимассы» будет направлен в сторону массы, а вектор массы — в противоположную сторону от «антимассы».
                                                                                            0

                                                                                            вот прямо так (без люстры) и начнет? стоп… прямо в месте приклеивания аннигиляция — люстра, полет… все сошлось! сори

                                                                                              0
                                                                                              Как я понял — в этом случае рабочее тело понадобится для удержания корабля на месте :)
                                                                                              0
                                                                                              Вопрос еще в том, как вещь из подобного вещества «просто положить на потолок», если она неперемещаема? ;-)
                                                                                                0
                                                                                                Просто нужно делать это вещество двухкомпонентным и замешивать в форме, прижатой к потолку. Да, сложнее, зато не повреждается потолок! Наверное, будет актуально для архитектурных памятников.
                                                                                                0
                                                                                                Если «склеить», то эти два объекта будут реагировать друг с другом — ну как минимум путем теплообмена, так что эта экзотика пропадет.
                                                                                                0
                                                                                                Поясните, кто в теме. Значит ли это, что они получили ту самую «экзотическую материю», которая в теории необходима для работы варп-двигателя Мигеля Алькубьерре?
                                                                                                  –1
                                                                                                  В общем, корабль генерирует это вещество спереди, оно протекает по корпусу, нагревается и дает ракетную тягу. Не совсем понимаю почему, но ученый утверждает то, что это позволит двигаться быстрее скорости света.
                                                                                                    –1
                                                                                                    Только для скорости света, это вот поле должно компенсировать почти всю массу корабля. Тогда даже пучок электронов/фотонов выпущенных заборт разгонит корабль до скорости света, если скомпенсированная масса корабля будет равна массе пучка. Но может и большей. Ведь существенный Х делить на почти ноль = почти бесконечность. Вопрос только насколько точно получится сделать компенсацию масс.

                                                                                                    Далее интереснее. Корабль с компенсированной массой пройдет сквозь почти любые преграды, как иголка сквозь воду. Так как скорее всего, будет в состоянии пространственной сверхтекучести относительно внешней среды.

                                                                                                    Представляю залезли в корабль, как дали жару и на пролом через космос, астероиды, планеты, звезды и черные дыры.
                                                                                                    Хотя с последними под вопросом, смотря что за горизонтом событий. Например: Если верна теория вложенных (nested) мультивселенных) там может быть бесконечное пространство. По-этому, видимо как залетишь назад не выберешся.
                                                                                                    А может быть в ЧД просто «первичный суп», тогда корабль пройдет через неё и даже не почуствует.
                                                                                                    А если верна теория струн, то возможен вариант где, корабль вошедший в черную дыру множественно выйдет /материализируется из связанных с дырой червоточин во вселенной или мультивселенных.
                                                                                                      0
                                                                                                      Лучше пусть в ЧД будут «первичные котлеты».
                                                                                                        0
                                                                                                        Тогда уж ресторан со всеми блюдами мира, че уж мелочиться…
                                                                                                          +2
                                                                                                          на краю вселенной
                                                                                                        +2
                                                                                                        Не совсем понятно, что такое корабль в вашем понимании. Понятно что масса скомпенсирована для стороннего наблюдателя, но если подойти по ближе, то у корабля явно будут две части, и не понятно как кусок отрицательной массы на одном конце, придаст сверхтекучесть на противоположном. И что такое корабль? Материя которая имеет физический контакт между собой? А если это почти бесконечный шнур, у которого материя с отрицательной массой находится в хвосте, а хвост за 10 световых лет от головы. И тут голова врезается в астероид, как этот шнур поймет что он сверхтекучий? А если вдруг противовес отвалится, как быстро голова это поймет?
                                                                                                          –1
                                                                                                          Суть в том, что не используется принцип тяни-толкай. А корабль оборачивается в материю отрицательной масы как в кокон. И этот кокон разжимает пространство вокруг. Получается, что корабль создает для себя собственное пространство которое не взаимодействует с внешним. А двигается уже за счет небольшой направленной неравномерности в поле отрицательной массы. Как-бы раздвигая перед собой и схлопывая пространство за собой.
                                                                                                            +1
                                                                                                            как нейтрино пролетают сквозь землю?

                                                                                                            а что если нейтрино и есть такие корабли?
                                                                                                              0
                                                                                                              За счет гравитационного поля? Если так то такое прохождение будет разрывать материю. Т.к. прочие силы связей будут ослабляться из-за изменения расстояния. Конечно если это сделать очень быстро, то есть вероятность что связи обратно схлопнуться до того, как атомы сдвинутся. Но может получится и черти что.
                                                                                                        0
                                                                                                        Придется отвечать второй раз… Да, значит. Вот пример:
                                                                                                        Берем космический корабль, для простоты понимания это идеальный шар. Берем жидкость, которая выпускается шпилем спереди корабля. Так как этот жидкость отталкивается от корпуса и отталкивает все что пытается затормозить корабль, по факту на корабль не действуют никакие силы. А если еще эта жидкость превращается в газ, то корабль ускоряется. И сама гравитация не может помешать кораблю, ибо она тоже отталкивается.
                                                                                                        +3
                                                                                                        Большинству барышень известно, что некоторые ухажёры обладают свойствами такой отрицательной массы: чем больше их отталкиваешь, тем больше они липнут.
                                                                                                          0

                                                                                                          Нулевой элемент из ME

                                                                                                          • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                                                                                                              0
                                                                                                              Депозит называется :)
                                                                                                                0
                                                                                                                В стране, с отрицательной инфляцией
                                                                                                                  0
                                                                                                                  Как ни странно, но много где. Например с прошлого года в Дании отрицательные ставки.
                                                                                                                  +1
                                                                                                                  Кейворит на подходе.
                                                                                                                    0
                                                                                                                    Что-то это мне напоминает сюжет
                                                                                                                    Одного аниме
                                                                                                                    image
                                                                                                                      –2
                                                                                                                      эммм… они изобрели «черную дыру» и нам теперь «страдать»?
                                                                                                                        –1
                                                                                                                        Тогда придётся страдать.
                                                                                                                          0
                                                                                                                          1. у чёрных дыр масса должна быть положительна, а у стабильных — весьма так положительна, не?
                                                                                                                          2. это 2 большие разницы.
                                                                                                                          0
                                                                                                                          Например, если толкнуть это вещество, то оно ускорится не в направлении приложения силы, а в обратном направлении. То есть оно ускоряется в обратную сторону.

                                                                                                                          Я могу ещё с трудом понять отталкивание (гравитационное) от положительной массы, но вот прилипчивость отрицательной к положительной — это уже выше моего понимания. :(
                                                                                                                            0

                                                                                                                            Да нет никакого отталкивания от положительной массы. К положительной массе липнет все что угодно. А вот от отрицательной — отталкивается.

                                                                                                                              0
                                                                                                                              Эмм… Т.е. отрицательная липнет к положительной (всё, что угодно ведь), но положительная отталкивается от отрицательной? Это уже вечный двигатель получается. Или отрицательная всё-таки отталкивается от положительной без лишних странных эффектов (хотя и так куда уж страннее)
                                                                                                                                0
                                                                                                                                Можно попробовать рассуждать так. Если пространство двумерное, тогда положительная масса прогибает его вниз, и все объекты скатываются к нему, при этом создавая локальные более мелкие прогибы. Отрицательная масса выгибает ткань вверх, создавая холмик. Т.е. как воздушные шарики под простыней. Другие воздушные шарики будут пытаться объединиться и создать еще более высокий холм. В то время как обычные шарики будут скатываться с такого холма. Ну и воздушные шарики будут стараться выбраться из любого прогиба, и чем круче прогиб, тем больше выталкивающая сила. И как я понимаю можно даже представить солнечную систему из целиком отрицательной массы. Залететь обычной материи в такую систему будет очень сложно, а свет будет линзироваться но иначе, чем от обычных систем.
                                                                                                                            +1
                                                                                                                            хм… весьма неоднозначно, возникновение массы, с большей вероятностью, приписывают хигсовскому механизму, следовательно имея вещество с отрицательной массой можно построить перпетуммобиле? нонсенс же, господа?
                                                                                                                              0
                                                                                                                              Как?
                                                                                                                              +1
                                                                                                                              Много умных формул и картинок, атомы рубидия и лазеры, а смысл открытия — создание вакансий в решётке. Вакансии («дырки») ведут себя именно как частицы с отрицательной массой, и ничего сверхъестественного здесь нет. Просто это модель на уровне той или иной решётки. На уровне кристаллической решётки полупроводника, сконденсированных атомов или бабушкиного свитера — это всё модели. Так можно и магнитный монополь сделать, но он тоже будет ненастоящий и в гиперпространство выйти не поможет.
                                                                                                                                +1
                                                                                                                                и почему мне сразу Стругацкие вспомнились. Фотончик: Р-р-р-рубидий! Кратер!
                                                                                                                                  0
                                                                                                                                  Рубидий резерв! Кратер Ричи!
                                                                                                                                  –3
                                                                                                                                  Сомневаюсь, что существует отрицательная масса — со свойством гравитационного отталкивания вместо притяжения. Ведь теоретикам пока не известно, как положительная масса создаёт своё гравитационное поле.
                                                                                                                                  Впрочем, если обычная масса снижает вокруг себя плотность энергии вакуума, и поэтому частота фотонов и частиц вблизи неё снижается, то отрицательная масса будет повышать вокруг себя плотность энергии вакуума.

                                                                                                                                  Тогда аналоги того и другого действия уже известны, они демонстрируются в эффектах Казимира-Лифшица. В эффекте Казимира плотность среды между объектами меньше, и поэтому они притягиваются. В эффекте Лифшица плотность среды между объектами (золотой шарик и кремниевая пластина) больше, и поэтому они отталкиваются. Правда, чтобы энергетическая плотность вакуума/эфира была между ними выше, её пришлось снизить вокруг всей этой пары объектов, поместив их в бромбензол.
                                                                                                                                  Эффекты отталкивания и притяжения объясняются через разницы диэлектрических проницаемостей объектов и бромбензола: http://elementy.ru/novosti_nauki/430975
                                                                                                                                  Но это не отменяет объяснения притяжения через уменьшение энергетической плотности вакуума между пластинами в эффекте Казимира (там из плотности вычитается часть виртуальных фотонов). Значит, верным будет и объяснение в тех же понятиях обратного эффекта.

                                                                                                                                  Отрицательной массой обладают… войды — пустоты между скоплениями галактик. Энергетическая плотность вакуума и скорость его расширения в них выше, чем в заполненных материей кластерах. Да и у всей Вселенной из-за её ускоренного расширения масса явно отрицательна. При положительной массе её внутренней материи.
                                                                                                                                    0
                                                                                                                                    По вашим словам выходит что луна в небе возникла тогда, когда теоретики поняли как устроена солнечная система…
                                                                                                                                    0
                                                                                                                                    Он существует, только очень короткое время и моментально происходит протонный распад или бетта-распад
                                                                                                                                      0
                                                                                                                                      del

                                                                                                                                      Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.