آیا گرانشِ معکوس وجود دارد؟ - مجله پیامک مسعود

خبرنگاران| با اینکه پاد جاذبه (پاد گرانش یا گرانش معکوس) موضوعی می باشد که در بیشتر داستان ها و فیلم های علمی -تخیلی همانند بازگشت به آینده درآمیخته شده، اما در دنیای واقعی علم و همینطور نظریه نسبیت عام یک واژه منحوس می باشد. ما می دانیم که جاذبه یکی از نیرو های اصلی بین اجرام می باشد، نیرویی است که ما را روی سطح زمین نگه می دارد و باعث می شود زمین به دور خورشید بشود، ولی همانطور که به ذهن کنجکاو هر فردی ممکن است برسد کم کردن، حذف کردن و یا حتی مقابله با این نیرو بسیار مهیج می باشد.

به گزارش خبرنگاران؛ پادگرانش، جاذبه منفی یا ضد جاذبه، ایدهٔ ایجاد شی یا مکانی است که در بند گرانش نباشد. این به معنی ایجاد حالت بی وزنی در شرایطی مانند سقوط آزاد، یا ایجاد تعادل در شرایط گرانش با استفاده از یک نیروی مخالف مانند نیروی مغناطیسی و خواص ایرودینامیک نیست، بلکه منظور خنثی سازی گرانش است به گونه ای که بر روی شی یا مکان مذکور بی اثر شود. در حیطه داستان های علمی-تخیلی و مخصوصاً در بحث نیروی محرکه فضاپیما ها مفهوم ضد جاذبه یا پادگرانش یک مفهوم پر تکرار است. به عنوان مثال در کتاب نخستین انسان های روی ماه نوشته اچ. جی. ولز از ماده ای به نام کیوریت نام برده شده است که قادر به مسدود کردن جاذبه است.

بر اساس قانون جهانی گرانش نیوتن، جاذبه یا گرانش یک نیروی خارجی بود که توسط واسطه ای ناشناخته منتقل می شد. در قرن بیستم مدل ارائه شده توسط نیوتن جای خود را به نسبیت عام انیشتین داد که در آن جاذبه دیگر یک نیرو نبود، بلکه نتیجه هندسه فضا-زمان بود. بر مبنای این تعریف جدید پادگرانش غیرممکن است مگر تحت شرایط ساختگی. اما اکنون فیزیکدانان پادگرانش را در آزمایش عجیب نیروی شناوری، کشف کردند.

حدود 2000 سال پیش ارشمیدس، یک پدیده اساسی فیزیک، به نام نیروی شناوری، که ما آن را به عنوان اصل ارشمیدس میشناسیم، کشف کرد. فشار و کشش بین نیروی جاذبه و نیرو های رو به بالای مایع همان چیزی است که کشتی ها را در دریا نگه میدارد.

در حالی که این اکتشاف سابقه تاریخی دارد، گروهی از فیزیکدانان فرانسوی پیروز به کشف نوع جدیدی از نیروی شناوری شده اند که آن را پادگرانش می نامند. در هر دو آزمایش نظری و تجربی، محققان دریافتند که اشیا، مانند قایق های کوچک اسباب بازی میتوانند به جای سقوط به دلیل جاذبه، در سمت مخالف مایعات سنگین شناور شوند. چه چیزی باعث این کشف عجیب شده است؟

ارتعاشات مناسب دانشمندان مدتهاست می دانند که ارتعاش یک محیط، مانند مقدار زیادی آب، فقط با فرکانس مناسب می تواند باعث بوجود آمدن خصوصیات فیزیکی عجیبی شود. در مطالعه جدیدی که اوایل شهریور ماه در مجله Nature منتشر شد، محققان کشف کردند که می توانند با ارتعاش و کشش مایعات متراکم در مخزن شیشه ای بسته، اثر پادگرانش مشابهی را برای اجسام شناور ایجاد کنند. چگونه این کار را انجام دادند؟

این شناوری معکوس چیزی نیست که شما در طبیعت مشاهده کنید، بنابراین محققان با استفاده از یک مخزن شیشه ای، گلیسرول و روغن سیلیکون و یک صفحه ارتعاشی، یک محیط آزمایشی بسیار دقیق را فراهم کردند. آن ها با استفاده از دو قایق کوچک اسباب بازی اثرات عجیب و غریب این مایعات سنگین را نشان دادند و با کمک یک عقربه مغناطیسی، یک قایق را به بالای مایع و دیگری را به پایین منتقل کردند. در یک محیط بدون ارتعاش، ما انتظار داریم که قایق بالایی شناور شود (به علت اصل شناوری ارشمیدس و قایق پایینی به پایین محفظه سقوط کند.

آن ها با استفاده از دو قایق کوچک اسباب بازی اثرات عجیب و غریب این مایعات سنگین را نشان دادند و با کمک یک عقربه مغناطیسی، یک قایق را به بالای مایع و دیگری را به پایین منتقل کردند. در یک محیط بدون ارتعاش، ما انتظار داریم که قایق بالایی شناور شود (به علت اصل شناوری ارشمیدس) و قایق پایینی به پایین محفظه سقوط کند. اما، در این آزمایشات، محققان مشاهده کردند که هر دو قایق بر روی سطح مربوطه خود شناور بودند و قایق زیرین به صورت وارونه در زیر مایع حرکت می کرد.

آن ها همچنین مشاهده کردند که این حالت برای قایق پایدار است و حرکت دادن آن با استفاده از عقربه باعث سقوطش نمیشود.

آیا علم فیزیک نقض شده است؟ محققان همچنین توانستند نتایج خود را با محاسبات نظری تأیید کنند، به این معنی که این رویداد به سادگی یک اتفاق شانسی نبوده، بلکه در عوض کشف یک ویژگی اساسی است که تاثیر ارتعاشات را بر روی مایعات متراکم نشان میدهد. محققان درباره امکان وجود سایر حالات عجیب و غریب دیگر در علوم شیمی یا زیست شناسی هیجان زده اند. آن ها معتقدند کشف پادگرانش میتواند به این معنی باشد که در این علوم، پتانسیل بالایی برای تحقیقات آینده وجود خواهد داشت.

تکنولوژی پادجاذبه به واقع می تواند انقلابی بی نظیر در عرصه اکتشافات فضایی و تولید انرژی به پا کند، می تواند تقاضا انرژی در بحث سفر و حمل و نقل را به حداقل برساند. چیزی که ما نیاز داریم، یک دگرگونی در درکمان از فیزیک و همینطور فهم این موضوع که گرانش این نیروی قوی چگونه کار می کند و چگونه می توان با آن مقابله کرد. دستیابی به تکنولوژی پاد جاذبه مانند هر سکه ای که دو رو دارد هم می تواند مفید و هم می تواند مضر واقع شود و این تکنولوژی قطعا بی خطر نخواهد بود.

به عنوان مثال در سال 1992 یک فیزیکدان روس به نام اوگنی مدعی به ساخت ذره پاد جاذبه شد این آزمایش شامل یک دیسک معلق ابر رسانا بالای یک آهنربا بود. از آن زمان به مدت دو دهه حتی دانشمندان ناسا هم پیروز به تکرار این آزمایش نشدند. در سال 2002 روزنامه نگار عرصه تحقیقات حمل و نقل هوایی نیک کوک با دید انتقادی تحت عنوان تحقیقات پاد جاذبه نازی از شکست تا پیروزی نوشت.

حال این سوال به ذهن می رسد که چرا پاد جاذبه موضوعی منع شده می باشد و یا چرا ناسا نام پروژه پاد جاذبه را پیش از شروع فیزیک پیشرانش شکسته خورده می گذارد، ناسا حتی کتابچه ای تحت عنوان پاسخ مکانیک به پادجاذبه نیز منتشر کرد تا به محققان آماتور و حتی حرفه ای کمک کند، بیشتر این تحقیقات که شمارشان حتی بیش از 100 ایده در سال هم می باشد ماشین هایی بودند که به اشتباه تصور می شد اثرات پادجاذبه ای تولید می کنند.

تنها یک مورد جالب توجه این بود که آزمایشگاه جاذبه صفر ناسا با اصلاحاتی بر روی هواپیمای C-9 خود نه به عنوان ماشینی برای مقابله با جاذبه و نه حتی ماشینی شناور بلکه تکنولوژی ای که توانسته بود با اثر کازیمیر (اثری که در مکانیک کوانتومی باعث کنار هم ماندن اجزا می باشد) مقابله کند. پاد جاذبه شامل کاهش نیروی جاذبه وارد بر یک شی نیز می باشد. بیشتر دانشمندان بر اساس چیزی که از هستی و قوانین حاکم بر آن معتقد که پاد جاذبه غیر ممکن می باشد و تمام شگفتی های پاد جاذبه فقط در فیلم های علمی- تخیلی خلاصه می شود. اما در آینده علم شاید راهی برای آن پیدا کند!

منبع:

inverse.com

howstuffworks.com