Minden akcióhoz van egyenlő és ellentétes akció. Newton harmadik törvényének ez a megfogalmazása két nagyon fontos következménnyel jár: egyrészt van egy fizikai mennyiség, amelyet az univerzumban mindig megőriznek (lendület), másrészt a fizika törvényei ugyanazok, függetlenül az űrben lévő helyzetétől. Úgy tűnik, hogy csak néhány szó, de valójában óriási, mert ha például egy eszközt szeretnénk kényszeríteni a mozgás megváltoztatására, akkor azt valamivel meg kell nyomni.
Ez lehet rakéta kipufogógáz, az abroncsok az út felé, a vonatkerekek a síneken, vagy akár a vitorláról lepattanó fotonok. Tilos az úgynevezett inercoid, mozgás reakció nélkül: cselekvés reakció nélkül. Ezt mondják az EMDrive - egy "lehetetlen" űrmotor, amely a közelmúltban tette át a NASA teszteit. Ha valóban úgy működik, ahogyan hirdetik, akkor megsérti a fizika törvényeit. De van egy lehetséges kiskapu is: talán van reakció, csak nem találtuk meg. Lehetséges, hogy van ellenzék, de társul a sötét anyaggal.
A kozmológia standard modellje szerint az univerzumban a legtöbb anyag nem atomok vagy más ismert részecskék formájában van. Nem, a tömeg túlnyomó többsége - 5: 1 különbség mellett - sötét anyag. A sötét anyag nem ütközik össze, nem pusztul el, és már ismert körülmények között sem működik együtt sem önmagával, sem más közönséges anyaggal, kivéve a gravitációs befolyást. 13,8 milliárd évvel később egy hatalmas, diffúz kozmikus hálózatot hozott létre gravitációs struktúrákból és hatalmas gömbhalókból, egymillió fényévátmérőjű átmérőjű galaxisokon, amelyek hasonlóak a miénkhez. A sötét anyag áthatol galaxisunk minden négyzetcentiméterén, beleértve a Föld minden tárgyát, sőt a testünket is, bár kis mennyiségben.
Bizonyos körülmények között azonban a sötét anyag meggyőzhető úgy, hogy kölcsönhatásba lépjen önmagával vagy rendes anyaggal, természetétől függően. Ha a sötét anyag WIMP-kből áll (WIMP, gyengén kölcsönhatásba lépő hatalmas részecske), akkor annak megsemmisítését a detektorok kimutathatják. Ha nagyon könnyű, kis tömegű axián részecskékből áll, akkor bizonyos körülmények között kombinálható fotonokkal. Az axiációk megtalálására irányuló egyik kísérlet ADMX néven ismert: a sötét anyag axion kísérlete. 1983-ban Pierre Sikivi fizikus feltalálta az axionhaloszkópot, kihasználva azt a tényt, hogy az axion-foton pár párhuzamosan erősíthető egy elektromágneses üregben. Húsz évvel később az ADMX kibővült ebből a tanulmányból, és azóta a tudósok tengelyeket keresnek ezzel a módszerrel.
A mai napig sajnos keresésüket még nem sikerült koronázni. Lehet, hogy axiók nem léteznek, vagy ha nem sötét anyag, akkor lehetnek különböző paraméterei, amelyekre az ADMX nem elég érzékeny. Valószínű, hogy a különböző tulajdonságokkal rendelkező eltérő elektromágneses üregek aktiválhatják az axiókkal való kölcsönhatást. Lehetséges, hogy foton-axion kölcsönhatások léphetnek fel, és a szükséges paraméterekkel rendelkező üreg az axiók szétszóródásához vezet az előnyben részesített irányba. Nem valószínű, de nagyon elfogadható, hogy az EMDrive ilyen üreg.
Hogyan működik? A sötét anyag részecskéi bármely adott pillanatban átjuthatnak a tér minden területén, anélkül, hogy az anyag vagy a standard modell más részecskéinek jelenléte korlátozná őket. Az elektromágneses üregben egy bizonyos frekvencia fotonjai minden irányba ugrálnak, fenntartva a lendületet és nem hozva létre tolóerőt. De ha a fotonok egy bizonyos irányba mozognak - például az üreg hátuljába -, akkor összeütközhetnek a sötét anyag részecskéivel, és ez a következő lesz:
Promóciós videó:
- A foton megváltoztatja a lendületet, és "egy kicsit kevésbé hátrafelé" és "egy kicsit előre" mozog, mint amikor a sötét anyag részecskével való ütközés előtt volt.
- A foton ütközik az üreg falával, visszatükröződik belőle, és előremeneti irányban impulzust továbbít magának az üregnek.
- A sötét anyag részecske éppen az ellenkező irányba kap impulzust: vissza.
- A lendület megmarad, mert a sötét anyag elviszi, egyenlő és nagyságrenddel ellentétben azzal, ami elnyeli az üregét.
Ha ez történik, akkor ez valódi áttörés. Mivel a sötét anyag mindenütt megtalálható, csak energiaforrásra - nem üzemanyagra - lenne szükségünk a galaxis átutazásához, mert az űr bármely pontján találunk elég sötét anyagot. Ez azt jelenti, hogy módszert kapunk a sötét anyag észlelésére, amely véletlenül ütközik a részecskéinkkel, és így igazoljuk annak létezését. És ami a legfontosabb: mindez nem sérti a fizika törvényeit, mert a lendület megőrződik.
Az EMDrive teszt eredményeit még be kell bizonyítani. Számos lehetséges hibaforrás létezik, és maguk a mérések nagy bizonytalanságot jeleznek abban, hogy mekkora a tolóerő. Még nem világos, hogy van-e valódi tolóerő reakció nélkül, vagy van olyan reakció, amelyet még nem találtunk meg.
És a sötét anyaggal kapcsolatos magyarázat szintén kétes, mivel sok ismeretlenre van szükség. De ha az EMDrive valóban sötét energiát használ, és a sötét anyag rejtélyét egyszerre és mindenkorra megválaszolják a legkevésbé váratlan módon, akkor hihetetlen.
ILYA KHEL