Temná energie, antigravitace a perpetuum mobile

Fyzika |

Temnou energii si můžeme představit jako pružný pás, který roztahuje vesmír, tedy jakousi antigravitaci. Nedala by se tudíž využít i přímo k odstínění gravitace?

Temná energie, antigravitace a perpetuum mobile



Na první pohled by antigravitační síly měl být dostatek, vždyť temná energie představuje až 70 % hmotnosti/energie celého vesmíru. Jak se zdá, je navíc ve vesmíru rovnoměrně rozprostřena a prostupuje celý prostor, takže by neměl být problém s hledáním jejích zdrojů.

Problém je však v tom, jak vlastně temnou energii přimět konat pro nás užitečnou práci. Další potíž, i kdybychom ji dokázali nějak těžit, bylo by jí asi zanedbatelné množství. Ačkoliv se gravitace popisuje jako síla (třeba oproti elektromagnetismu) strašlivě slabá, temná energie je na tom ještě hůř. Galaxie v Andromedě je od Mléčné dráhy 2,5 milionu světelných let, a přesto i na tomto měřítku gravitace přebije rozpínání vesmíru a obě galaxie se přibližují. (Tedy alespoň v tuto chvíli; bude-li se rozpínání vesmíru opravdu stále zrychlovat, poměr se jednou obrátí.)

Antigravitace, respektive vypnutí gravitace, naráží i na další potíže. H. G. Wells popisuje v knize První lidé na Měsíci látku zvanou kavorit. Funguje nějak jako Faradayova klec pro gravitaci – (např.) kosmická loď natřená kavoritem se pro gravitaci stane neviditelnou, je odstíněna. Je-li ale gravitace důsledkem zakřivení prostoru a času, existence kavoritu vypadá dost nemožně. Na rozdíl od elektromagnetické síly je gravitace jen přitažlivá; pro obdobu Faradayovy klece bychom navíc potřebovali hmotu se zápornou hmotností, která by od běžné hmoty byla odpuzována.

Existence kavoritu by měla ještě jeden kuriózní důsledek, umožňovala by vytvořit perpetuum mobile. Lopatky na kole bychom natřeli z jedné strany kavoritem, tím by na jedné polovině kola byly pro přitažlivost neviditelné, na druhé straně by je gravitace stahovala dolů. Lopatky bez tíže by se na vršku dráhy „překlopily“ a dostaly by se opět do moci gravitace, protože kavorit by už nebyl mezi lopatkou a Zemí.

Zdroj: Brian Clegg: Gravitace – Jak nejslabší síla ve vesmíru formovala naše životy

Academia 2015

Poznámky:
Snad by kavorit k vytvoření potřeboval nějakou energii a opotřebovával/spotřebovával by se, žádné problémy se zachováním energie by pak nevznikaly (opět obdoba Faradayovy klece)?
Výše uvedená kniha zmiňuje i kuriózní možnost, že onou „hmotou se zápornou gravitací“ by mohla být i antihmota. To, že má pozitron kladnou hmotnost a s elektronem se přitahují, prý vyplývá z teoretických modelů, ale fakticky to nikdo nezměřil, antihmoty se nikdy nepřipravilo dost, aby se u ní dala slabá gravitační síla zaznamenat. To jen zcela na okraj, jinak je to v rozporu skoro se vším, co fyzika předpokládá.



Úvodní foto: NASA, Wikipedia, licence public domain




Související články




Komentáře

30.05.2015, 12:58 admin

dekuji

dekuji za podrobny vyklad. zminoval jsem jen proto, ze v popscience literature jsem nikde nenarazil na onu zminenou verzi "přitahování dvou antihmot, ale odpuzování hmoty a antihmoty!" kdyz se clovek podiva do hesel na wiki, take toto u antihmoty myslim nenajde, cili mi to prislo jako vystredni a divne (nicmene kniha s recenzentem atd.), soucasne vsak zaznamenanihodne, aniz bych se to samozrejme odvazoval nejak posuzovat.

28.05.2015, 15:44 karel-i

K poslednímu odstavci

Nejenže máme potíže s "klasickou" gravitací a její silou (http://www.osel.cz/8213-blizi-se-zahada-s-gravitacni-konstantou-k-prekvapivemu-rozuzleni.html). Problém je, že nevíme, co je gravitace z kvantového pohledu. Neexistuje ani žádná úplná a konzistentní teorie – zatím jsou to jen náznaky, které si buď přivlastní některé známé principy z teorií kalibračních polí či z obecné relativity a v dobré víře je extrapolují, nebo náznaky nových možných popisů bez možností ověření stávajícími experimentálními prostředky (při vší úctě – "teorie superstrun a supergravitace" či "M-teorie" zatím skutečnou teorií gravitace nejsou). Proto "teoretické modely" nabízejí i divoké varianty. Princip ekvivalence (rovnost setrvačné a gravitační hmotnosti) byl velmi přesně experimentálně ověřen pro "řádnou" hmotu. U elementárních částic antihmoty však lze alternativně předpokládat, že na základě CPT symetrie bude jejich efektivní gravitační hmotnost právě opačná než hmotnost setrvačná (přitahování dvou antihmot, ale odpuzování hmoty a antihmoty!), dokonce by to mohlo vysvětlit některá kosmologická pozorování (http://www.physorg.com/news/2011-04-antimatter-gravity-universe-expansion.html; http://phys.org/news/2012-01-repulsive-gravity-alternative-dark-energy.html; http://www.physorg.com/news/2012-01-repulsive-gravity-alternative-dark-energy_1.html). I z tohoto důvodu v CERNu probíhal experiment ALPHA a připravují se mnohem přesnější experimenty AEgIS a GBAR (http://physicsworld.com/cws/article/news/2014/apr/07/interferometry-tips-the-scales-on-antimatter; http://arxiv.org/abs/hep-ph/9412234), které se snaží vyprodukovat a zachytit dostatek antihmoty (antiprotonů), který by umožňoval změření jejích gravitačních vlastností. Výsledky ALPHA jsou zatím velmi nepřesné - i když se zanedbává možná systematická chyba, poměr efektivní gravitační hmotnosti k hmotnosti setrvačné leží mezi -12 a 75 (http://www.nature.com/ncomms/journal/v4/n4/full/ncomms2787.html) – experimentálně ověřené hranice jsou tedy daleko od předpokládaných hodnot -1/+1. Mé znalosti nestačí na to, zda je třeba navíc uvažovat, že antiprotony nejsou elementární a hlavním přispěvatelem k jejich hmotnosti není vlastní hmotnost antikvarků, ale relativistický příspěvek silné interakce mezi nimi, pro který "opačnost" hmotností platit vůbec nemusí, takže odlišnost gravitačního chování by byla jen zlomková a nepřesnost měření by pro ověření/vyvrácení musela být opravdu malá. V případě elementárních leptonů (elektron vs. pozitron, jak o tom mluví článek) na to experimentální možnosti vůbec nestačí a asi dlouho stačit nebudou.

Napsat vlastní komentář

Pro přidání příspěvku do diskuze se prosím přihlašte v pravém horním rohu, nebo se prosím nejprve registrujte.