Mi ez a negatív tömeg?

Azért nem hangzik kamugyanúsnak, mert van forrásmegjelölés, méghozzá a leadben, a BBC News oldalára: [link]

Ott meg a konkrét publikációra van hivatkozás:

[link]

De el lehet jutni az egyetem oldalára is:

[link]

Viszont én is várnék még az ujjongással, amíg független mérések meg nem erősítik azt, hogy a jelenség valós és nem valamiféle mérési hibáról van szó, illetve hogy valóban jól értelmezték-e a mérés eredményeit.

> mint az antigravitációs hajtómű

Mondjuk annak nem lenne alkalmas. A gravitációs erő ugyan ellentétes irányú lenne, mint egy pozitív tömegű test esetén, de a gyorsulás meg ellentétes lenne az erő irányával. Egy negatív tömeget ugyanúgy vonz egy pozitív tömeg. Képletek szintjén ugye:

F = G * m₁ * m₂ / r²

F = m₁ * a

Ebből m₁ a negatív tömeg, m₂ mondjuk a Föld tömege.

Amiből:

a = G * m₁ * m₂ / m₁ * r² = G * m₂ / r²

Ergo ahogy tanítják is, a gravitációs gyorsulás egy adott bolygón egy adott távolságra a bolygó tömegközéppontjától állandó, függetlenül a test tömegétől. Egy 1 kg-os testre is 9,81 m/s² gyorsulás hat, egy 10 kg-os testre is, ergo egy -5 kg-os testre is.

* Egy 1 kg-os testre is 9,81 m/s² gyorsulás hat, egy 10 kg-os testre is, ergo egy -5 kg-os testre is.

(Mármint itt a Földön, a felszínen.)

No jó, de a -5 kg-os testre elvileg ellenkező irányú a ható gravitációs gyorsulás (vagyis taszító), nem? Ha csak a képletet nézzük:

F = G * m₁ * m₂ / r²

Behelyettesítve m1 helyébe negatív számot, az egyenlet végeredménye (F) mindenképpen negatív szám lesz.

#5: ahogy korábban írták, az erő tényleg ellentétes, de a gyorsulás meg azonos irányú.

F = m₁ * a

Itt megint "fordul".

"No jó, de a -5 kg-os testre elvileg ellenkező irányú a ható gravitációs gyorsulás (vagyis taszító), nem?"

Nem. Az erő vektorával ellentétes irányú, azaz ugyanolyan irányú mint a pozitív tömegű test esetében.

A gyorsítási erő a Newtoni fizikában: a = F/m

A gravitációs erő : F = G * m₁ * m₂ / r²

m₁ a negatív tömeg, m₂ a Föld tömege r a Föld középpontjától való távolság, G a gravitációs állandó.

Behelyettesítve : a = G * m₁ * m₂ /(m₁ * r²) . Az m₁-el lehet egyszerűsíteni a = G * m₂ / r² , kvázi a nehézségi gyorsulás a test tömegétől független. Ezen a klasszikus mechanikai összefüggés érvényességi köre akkor nem lesz már igaz, ahol már a test tömege összemérhető a teljes Föld tömegével, de ha kis helyen koncentrálódik ekkora tömeg/negatív tömeg ez hatalmas tömegsűrűség lenne ami pusztítóbb mint az atombomba. Szóval, ha nagyságrendileg megegyezne a negatív tömeg (abszolút értéke) a Föld teljes tömegével akkor az mindent taszítana. A gravitáció univerzális minden anyag részt vesz benne és mindegyikre hat, leárnyékolhatatlan, nem lehetne kihasználni, hogy átlebegj a Lánchíd felett, antigravitációs hajtómű nem építhető belőle.

Huhh... Hát a 6-os válasznál már azt hittem, hogy kezdem érteni a dolgot. A #7 választ olvasva tovább erősödött bennem ez az érzés, aztán olvastam a következőt:

"Szóval, ha nagyságrendileg megegyezne a negatív tömeg (abszolút értéke) a Föld teljes tömegével akkor az mindent taszítana."

Ez alapján tehát ha mondjuk csinálok egy állványt, ami akár végtelen tömeget is képes megtartani (csak elméleti eszmefuttatás), és erre elkezdem pakolni a negatív tömeget, akkor azt ugyanúgy fogja vonzani a Föld, mintha sima köveket raknék rá. Ha viszont elég sok negatív tömeggel rakom meg az állványt (mondjuk egytrillió tonnányit), akkor már taszító hatás fog jelentkezni? Akkor elvileg lehetséges lenne olyan mennyiségű negatív tömeget rakni az állványra, hogy még éppen nem emelkedik fel, vagyis egyensúlyba kerül a vonzó és a taszító hatás?

Az eredeti cikkekben idéző jelben van!

'negative mass' ill. "negative effective mass"

Az anyósom egy "sárkány". Úgy is viselkedik, de azért ténylegesen, valójában nem az. De mondhatjuk rá.

#6: Jól beszélsz vala.

Viszont azon gondolkodom, hogy lehetne ebből örökmozgót csinálni.

Mondjuk van egy -1000 kg-os és egy 1000 kg-os tömegem, így balról jobbra követve egymást, 1 m távolságra egymástól, egy elhanyagolható rúddal összekötve.

m₁ = -1000 kg

m₂ = 1000 kg

A kettejük között taszító erő – negatív vonzóerő – alakul ki:

F = G * m₁ * m₂ / r² = -6,67 * 10⁻⁵ N

Ez persze nem sok. Az erő és a gyorsulás irányánál vegyük a jobbra ható erőt pozitívnak. Tehát a bal oldali negatív testre egy jobbra mutató – azaz negatív – erő hat, míg a jobb oldali testre egy jobbra mutató – azaz itt pozitív – erő hat.

A bal oldali negatív tömeget (m₁) ez jobbra gyorsítja:

a = F / m₁ = -6,67 * 10⁻⁵ N / -1000 kg = 6,67 * 10⁻⁸ m/s²

A jobb oldali pozitív tömeget (m₂) viszont szintén jobbra gyorsítja:

a = F / m₂ = 6,67 * 10⁻⁵ N / 1000 kg = 6,67 * 10⁻⁸ m/s²

Ergo az egész rendszer jobbra fog gyorsulni.

Innen már csak rá kell kötni mondjuk egy elhanyagolható tömegű 50 méter hosszú kötéllel egy ringlispilre, és mindjárt szépen meg is pörgeti a ringlispilt, amire lehet kötni egy generátort. Kész az ingyen energia.

Bár ugye F = m*a, és a rendszer össztömege ugye 0 kg, így ez 0 N erőt tud szolgáltatni, ami valahogy kicsit ellentmondásos, mert 0 N ellenerővel megállítható az egész. De ha a pozitív tömeget kicsit nagyobbnak vesszük, akkor a jobbra mutató gyorsulás ugyanúgy ott lesz, és így már tud erőt kifejteni, mert az össztömeg pozitív lesz.

Bár izé… Ugye van mozgási energia is a világon:

E = 1/2 * m * v²

A negatív testnek negatív a mozgási energiája? Ezzel is el lehetne játszani…

~ ~ ~ ~ ~ ~ ~

A másik ami elgondolkodtató, hogy hogyan lehet egy ilyen negatív tömegű anyagot felmelegíteni?

ΔE = c * m * ΔT

Ergo:

ΔT = ΔE / (c * m)

Ha melegíteni akarjuk, akkor ΔT pozitív kell, hogy legyen. Ha a közölt energia pozitív, a fajhő is az, akkor energia közlésével a ΔT negatív lesz, hiszen a képletben csak az m negatív. Ergo ahogy energiát adsz a testnek, az hűlni fog. Vagy akkor ennek a negatív tömegű anyagnak a fajhője is negatív?

~ ~ ~ ~ ~ ~ ~

Mi van, ha egy negatív tömegű anyagot és egy negatív tömegű antianyagot ütköztetünk. Ugye mivel anyag-antianyag reakció lép fel, a két test annihilálódik, miközben… Mennyi energia is szabadul fel?

E = m * c²

Ahol az m az, ami egyedül negatív, tehát negatív energia „szabadul fel”. Ergo energiát szív el az annihiláció. De honnan? Mi ennek a kvantumfizikai implementációja? Fotonokat nyel el? De honnan? És mi van, ha nincs elég foton a közelben?

~ ~ ~ ~ ~ ~ ~

Vagy néhány képletben a m helyett igazából |m| -et kellene írni, csak eddig nem tudtunk róla?

~ ~ ~ ~ ~ ~ ~

Nem tudom. Nekem ez gyanús. Valahol az az érzésem, ha igazán körbejárnánk a témát, akkor ellentmondásba ütköznénk. Így sejtésem szerint két eset lehetséges:

1. Mérési hibáról van szó. (Bár a kísérlet leírása alapján a megfigyelt jelenségek miatt ez a kevésbé valószínű.)

2. Nem negatív tömeget figyeltek meg, hanem valamilyen – eddig talán ismeretlen – egyéb jelenséget. Ami viszont érdekes, és tanulmányozandó.