Iga toimingu jaoks on olemas võrdne ja vastupidine tegevus. Sellel Newtoni kolmanda seaduse sõnastusel on kaks väga olulist tagajärge: esiteks on olemas füüsiline kogus, mida universumis säilitatakse alati (hoog), ja teiseks on füüsikaseadused ühesugused, sõltumata teie positsioonist kosmoses. Tundub, et ainult mõned sõnad, kuid tegelikult on need kolossaalsed, sest kui soovite näiteks seadet sundida liikumist muutma, peate selle millegagi peale suruma.
See võib olla raketi heitgaas, rehvid vastu teed, rongide rattad rööbastel või isegi puronilt põgenevad footonid. Ainus, mis on keelatud, on niinimetatud inercoid, liikumine ilma reaktsioonita: tegevus ilma reaktsioonita. See on väidetavalt EMDrive - "võimatu" kosmosemootor, mis hiljuti läbis NASA testid -. Kui see töötab tegelikult nii, nagu reklaamitakse, rikub see füüsikaseadusi. Kuid on ka võimalik lünk: võib-olla on reaktsioon, me lihtsalt ei leidnud seda. Võimalik, et on olemas vastuseis, kuid see on seotud tumeda ainega.
Kosmoloogia standardmudeli kohaselt ei ole suurem osa universumi ainest aatomite ega muude teadaolevate osakeste kujul. Ei, valdav enamus massist - 5: 1 vahega - on tume aine. Tume mateeria ei põrku, ei hävi ega suhtle enam teadaolevatel asjaoludel enda ega teiste tavaliste ainetega, välja arvatud gravitatsiooniline mõju. 13,8 miljardit aastat hiljem on sellest moodustunud hiiglaslik difuusne kosmiline gravitatsiooniliste struktuuride ja miljonite valgusaasta läbimõõduga sfääriliste halode võrgustik, mis raamib galaktikaid nagu meie. Tume aine tungib meie galaktika iga ruutsentimeetri, sealhulgas kõigi Maa objektide, isegi meie kehade külge, ehkki väikestes kogustes.
Teatud tingimustel võib tumeaine veenda sõltuvalt selle olemusest toimima iseenda või tavalise ainega. Kui tume aine koosneb WIMP-dest (WIMP, nõrgalt interakteeruv massiivne osake), siis detektorid saavad selle hävimise produkti tuvastada. Kui see koosneb väga kergetest, väikese massiga aksiooniosakestest, saab see teatud tingimustel footonitega kombineerida. Üks aksioonide leidmise katsetest on tuntud kui ADMX: tumeaine aksioonkatse. Füüsik Pierre Sikivi leiutas 1983. aastal aksioonhaloskoobi, kasutades ära asjaolu, et aksioon-footonipaari saab teatud tingimustel võimendada elektromagnetilise õõnsuse piires. Kakskümmend aastat hiljem kasvas ADMX sellest uuringust välja ja sellest ajast peale on teadlased otsinud telje, kasutades seda meetodit.
Tänaseks pole nende otsing veel kahjuks kroonitud. Võib-olla aksioone ei eksisteeri või kui need pole tumedad ained, võivad neil olla erinevad parameetrid, mille jaoks ADMX pole piisavalt tundlik. On täiesti võimalik, et erinevad elektromagnetilised õõnsused, millel on erinevad omadused, võivad aktiveerida interaktsioone teljedega. Võimalik, et tekivad footon-aksioonide interaktsioonid ja nõutavate parameetritega õõnsus viis aksioonide hajumiseni eelistatud suunas. On ebatõenäoline, kuid üsna vastuvõetav, et EMDrive on selline õõnsus.
Kuidas see töötab? Teatud ajahetkel läbivad tumeaine osakesed kõik ruumi alad, ilma et neid piiraks aine või muude standardmudeli osakeste olemasolu. Elektromagnetilises õõnsuses hüppavad teatud sagedusega footonid kõigis suundades, säilitades impulsi ja mitte tekitades tõukejõudu. Kuid kui footonid liiguvad teatud suunas - näiteks õõnsuse taha -, võivad nad põrkuda tumeda aine osakestega ja see on järgmine:
Reklaamvideo:
- footon muudab hoogu ja liigub "natuke vähem tahapoole" ja "natuke rohkem edasi", kui see oli enne kokkupõrget tumeda aine osakesega.
- footon põrkub õõnsuse seinaga, peegeldub sellest ja edastab impulsi õõnsuse enda jaoks edasisuunas.
- Osa tumedast ainest saab impulsi just vastupidises suunas: tagasi.
- Hoog säilib, kuna tumeaine viib selle eemale, suuruselt võrdne ja vastupidine sellele, mis neelab õõnsuse.
Kui see juhtub, on see tõeline läbimurre. Kuna tumedat ainet on kõikjal, vajaksime üle galaktika rändamiseks ainult energiaallikat - mitte kütust, sest kosmose mis tahes punktis leiame piisavalt tumedat ainet. See tähendab, et me saame meetodi tumeaine tuvastamiseks, mis meie osakestega kogemata kokku põrkub, ja kinnitades sellega selle olemasolu. Ja mis kõige tähtsam, see kõik ei riku füüsikaseadusi, sest hoog on säilinud.
EMDrive'i testi tulemusi tuleb veel tõestada. Võimalikke veaallikaid on palju ja mõõtmised ise näitavad suurt tõendusjõudu tõukejõu tekke osas. Veel pole selge, kas tõesti on reaktsioonita tõukejõud või on olemas reaktsioon, mida me pole veel leidnud.
Ja ka tumeda aine seletus on kahtlane, kuna see nõuab paljusid tundmatuid. Kuid kui EMDrive töötab tõesti tumedat energiat kasutades ja tumeaine müsteerium lahendatakse üks kord ja kõik kõige ootamatumal viisil, on see uskumatu.
ILYA KHEL
