वाशिंगटन विश्वविद्यालय (यूएसए) के शोधकर्ताओं ने रूबिडियम परमाणुओं से एक नकारात्मक प्रभावी द्रव्यमान वाले पदार्थ के व्यवहार को प्राप्त किया है। इसका मतलब है कि ये परमाणु बाहरी प्रभाव में इस प्रभाव के वेक्टर की दिशा में नहीं उड़े। प्रायोगिक परिस्थितियों में, उन्होंने ऐसा व्यवहार किया जैसे वे हर बार बहुत कम मात्रा वाले क्षेत्र की सीमाओं के पास एक अदृश्य दीवार से टकराते हैं। संबंधित एक में प्रकाशित किया गया है शारीरिक समीक्षा पत्र।प्रयोग को मीडिया द्वारा "नकारात्मक द्रव्यमान के साथ पदार्थ बनाना" के रूप में गलत व्याख्या किया गया था (सिद्धांत रूप में, यह आपको दूर के लिए वर्महोल बनाने की अनुमति देता है अंतरिक्ष यात्रा) वास्तव में, यदि संभव हो तो एक नकारात्मक द्रव्यमान वाला पदार्थ प्राप्त करना, प्राप्त करने योग्य से कहीं अधिक है आधुनिक विज्ञानऔर प्रौद्योगिकियां।

रूबिडियम परमाणुओं को उन पर लागू बल के वेक्टर के विपरीत दिशा में स्थानांतरित करने के लिए मजबूर किया गया था। मीडिया ने इसे "नकारात्मक द्रव्यमान" वाले पदार्थ के निर्माण के रूप में गलत समझा

काम के लेखकों ने एक लेजर के साथ रूबिडियम परमाणुओं को धीमा कर दिया (एक कण की गति में कमी का अर्थ है इसका ठंडा होना)। शीतलन के दूसरे चरण में, सबसे ऊर्जावान परमाणुओं को ठंडा मात्रा छोड़ने की अनुमति दी गई थी। इसने उसे और भी अधिक ठंडा कर दिया, जिस तरह से रेफ्रिजरेंट परमाणुओं का वाष्पीकरण एक घरेलू रेफ्रिजरेटर की सामग्री को ठंडा करता है। तीसरे चरण में, लेज़रों के एक अलग सेट का उपयोग किया गया था, जिनमें से दालों ने स्पिन को बदल दिया (सरलीकृत, चारों ओर घूमने की दिशा) अपनी धुरी) परमाणुओं के भाग।

चूँकि ठण्डे हुए आयतन में कुछ परमाणुओं में एक सामान्य चक्रण होता रहा, जबकि अन्य को एक उल्टा मिला, एक दूसरे के साथ उनकी बातचीत ने एक असामान्य चरित्र प्राप्त कर लिया। सामान्य व्यवहार में, रूबिडियम परमाणु टकराने से अलग हो जाएंगे विभिन्न पक्ष. केंद्रीय परमाणु चरम परमाणु को बाहर की ओर धकेलते हैं, उन्हें बल के आवेदन की दिशा में गति देते हैं (पहले परमाणु की गति का वेक्टर)। स्पिन में असंगति के कारण, व्यवहार में, रूबिडियम परमाणु केल्विन के छोटे अंशों में ठंडा होने के बाद टकराव के बाद अलग नहीं हुए, प्रारंभिक मात्रा में शेष, एक घन मिलीमीटर के लगभग एक हजारवें हिस्से के बराबर। बाहर से ऐसा लग रहा था कि वे किसी अदृश्य दीवार से टकरा रहे हैं।

विभिन्न स्पिन वाले परमाणुओं के समूह के लिए बहुत दूर की सादृश्य - दो या दो से अधिक की टक्कर फुटबॉल की गेंदें, अलग-अलग दिशाओं में अपनी धुरी के चारों ओर घूमने से पहले साइड इफेक्ट पूर्व-मुड़। यह स्पष्ट है कि टक्कर के बाद उनके आंदोलन की दिशा और गति सामान्य गेंदों के समान परिणामों से काफी भिन्न होगी। लेकिन इसका मतलब यह नहीं है कि गेंदें बदल गई हैं भौतिक द्रव्यमान. केवल एक दूसरे के साथ उनकी बातचीत की प्रकृति बदल गई है। साथ ही प्रयोग में परमाणुओं का द्रव्यमान ऋणात्मक नहीं हुआ। गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में, वे अभी भी नीचे जाएंगे। वास्तव में जो बदल गया वह केवल वही था जहां वे अन्य समान परमाणुओं के साथ टकराव के बाद चले गए, लेकिन दूसरी दिशा में अपनी धुरी के चारों ओर "घूर्णन" किया।

प्रयोग में रूबिडियम परमाणुओं का व्यवहार भौतिकी में नकारात्मक प्रभावी द्रव्यमान की परिभाषा से मेल खाता है। इसका उपयोग, उदाहरण के लिए, एक इलेक्ट्रॉन के व्यवहार का वर्णन करने में किया जाता है क्रिस्टल लैटिस. उसके लिए, औपचारिक द्रव्यमान क्रिस्टल के अक्षों के सापेक्ष गति की दिशा पर निर्भर करता है। एक दिशा में चलते हुए, यह एक विचरण (बिखरता हुआ) दिखाएगा, दूसरे में - दूसरा। उनके लिए प्रभावी द्रव्यमान की अवधारणा पेश की गई थी क्योंकि अन्यथा, सूत्रों द्वारा उनके प्रकीर्णन का वर्णन करते समय, द्रव्यमान ऊर्जा पर निर्भर होना शुरू हो जाएगा, जो गणना के लिए बहुत सुविधाजनक नहीं है। एक नकारात्मक प्रभावी द्रव्यमान का एक उदाहरण अर्धचालकों में छिद्रों का व्यवहार है, जिससे आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक्स के प्रत्येक उपयोगकर्ता को निपटना पड़ता है।

अधिकांश मीडिया, जिनमें रूसी भी शामिल हैं, ने प्रयोग की व्याख्या एक नकारात्मक द्रव्यमान वाले पदार्थ के निर्माण के रूप में की। सिद्धांत रूप में, समान गुणों वाले पदार्थ का उपयोग वर्महोल को कार्य क्रम में रखने के लिए किया जा सकता है, जिससे अंतरिक्ष और समय में लंबी दूरी की यात्रा लगभग शून्य समय में हो सकती है। इस तरह के पदार्थ, साथ ही साथ स्वयं वर्महोल बनाने की व्यावहारिक संभावना अभी तक सिद्ध नहीं हुई है। यदि संभव भी हो तो भी मानव जाति की आधुनिक तकनीकी क्षमताओं के साथ इसे प्राप्त करना अवास्तविक है।

1280 x 800 रिज़ॉल्यूशन पर देखने के लिए अनुशंसित

"तकनीक-युवा", 1990, नंबर 10, पी। 16-18.

इगोर स्टेपिकिन द्वारा स्कैन किया गया

साहसिक परिकल्पनाओं का ट्रिब्यून

पोंकरत बोरिसोव, इंजीनियर
नेगेटिव मास: फ्री फ्लाइट टू इन्फिनिटी

इस विषय पर लेख 30 से अधिक वर्षों से समय-समय पर विदेशी और सोवियत भौतिकी पत्रिकाओं में दिखाई दे रहे हैं। लेकिन अजीब तरह से, ऐसा लगता है कि उन्होंने अभी भी लोकप्रिय लोगों का ध्यान आकर्षित नहीं किया है। लेकिन समस्या नकारात्मक द्रव्यमान, और सख्ती से भी वैज्ञानिक सेटिंग- आधुनिक भौतिकी के विरोधाभासों के प्रेमियों और विज्ञान कथा लेखकों के लिए एक महान उपहार। लेकिन ऐसी है संपत्ति विशेष साहित्य: इसमें सनसनी दशकों तक छुपी रह सकती है...

इसलिए, हम बात कर रहे हेपदार्थ के एक काल्पनिक रूप के बारे में, जिसका द्रव्यमान सामान्य से विपरीत है। सवाल तुरंत उठता है: इसका वास्तव में क्या मतलब है? और यह तुरंत स्पष्ट हो जाता है: नकारात्मक द्रव्यमान की अवधारणा को सही ढंग से परिभाषित करना इतना आसान नहीं है।

निस्संदेह, इसमें गुरुत्वाकर्षण प्रतिकर्षण का गुण होना चाहिए। लेकिन यह पता चला है कि यह अकेले पर्याप्त नहीं है। पर आधुनिक भौतिकीचार प्रकार के द्रव्यमान कड़ाई से प्रतिष्ठित हैं:

गुरुत्वाकर्षण सक्रिय - वह जो आकर्षित करता है (यदि यह सकारात्मक है, तो निश्चित रूप से);

गुरुत्वाकर्षण निष्क्रिय - वह जो आकर्षित होता है;

अक्रिय, जो एक लागू बल (ए \u003d एफ / एम) की कार्रवाई के तहत एक निश्चित त्वरण प्राप्त करता है;

अंत में, आइंस्टीन का बाकी द्रव्यमान, जो शरीर की कुल ऊर्जा (E = mC 2) सेट करता है।

आम तौर पर स्वीकृत सिद्धांतों के ढांचे में, वे सभी परिमाण में समान हैं। लेकिन उनके बीच अंतर करना आवश्यक है, और यह नकारात्मक द्रव्यमान को निर्धारित करने की कोशिश करने पर ही स्पष्ट हो जाता है। तथ्य यह है कि यह सामान्य के बिल्कुल विपरीत होगा, यदि इसके चारों प्रकार नकारात्मक हो जाते हैं।

इस दृष्टिकोण के आधार पर, 1957 में प्रकाशित इस विषय पर पहले लेख में, अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी X. बॉन्डी ने कठोर प्रमाणों द्वारा "माइनस-मास" के मूल गुणों को निर्धारित किया।

हो सकता है कि उन्हें यहां दोहराना बहुत मुश्किल भी न हो, क्योंकि वे केवल न्यूटनियन यांत्रिकी पर आधारित हैं। लेकिन यह हमारी कहानी को अस्त-व्यस्त कर देगा, और फिर बहुत सारी भौतिक और गणितीय "सूक्ष्मताएँ" हैं। इसलिए, आइए सीधे परिणामों पर चलते हैं, खासकर जब से वे काफी स्पष्ट हैं।

सबसे पहले, "माइनस मैटर" को किसी भी अन्य पिंडों को गुरुत्वाकर्षण रूप से पीछे हटाना चाहिए, अर्थात न केवल नकारात्मक के साथ, बल्कि सकारात्मक द्रव्यमान के साथ (जबकि सामान्य पदार्थ, इसके विपरीत, हमेशा दोनों प्रकार के पदार्थ को आकर्षित करता है)। इसके अलावा, किसी भी बल की कार्रवाई के तहत, जड़ता के बल तक, उसे दिशा में आगे बढ़ना चाहिए विपरीत वेक्टरयह ताकत। और अंत में, इसकी कुल आइंस्टीन ऊर्जा भी नकारात्मक होनी चाहिए।

इसलिए, वैसे, इस बात पर जोर दिया जाना चाहिए कि हमारे आश्चर्यजनक बात- एंटीमैटर नहीं, जिसका द्रव्यमान अभी भी सकारात्मक माना जाता है। उदाहरण के लिए, द्वारा आधुनिक विचार, एंटीमैटर से "एंटी-अर्थ" सूर्य के चारों ओर ठीक उसी कक्षा में चक्कर लगाएगा जैसा कि हमारा गृह ग्रह है।

यह सब लगभग स्पष्ट है। लेकिन फिर अविश्वसनीय शुरू होता है।

चलो वही गुरुत्वाकर्षण लेते हैं। यदि दो सामान्य पिंड एक दूसरे को आकर्षित करते हैं और एक दूसरे के पास जाते हैं, और दो एंटीमास एक दूसरे को पीछे हटाते हैं और बिखरते हैं, तो विभिन्न संकेतों के द्रव्यमान के गुरुत्वाकर्षण के दौरान क्या होता है?

जाने भी दो सरलतम मामला: एक नकारात्मक द्रव्यमान के साथ पदार्थ से बना एक पिंड (मान लें कि एक गेंद) -M एक वस्तु के पीछे है (चलिए इसे "रॉकेट" कहते हैं - अब हम इसका पता लगाएंगे) एक समान सकारात्मक द्रव्यमान +M के साथ। यह स्पष्ट है कि गेंद का गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र रॉकेट को पीछे हटाता है, जबकि यह स्वयं गेंद को आकर्षित करता है। लेकिन इससे यह निष्कर्ष निकलता है (यह फिर से सख्ती से साबित होता है) कि पूरी प्रणाली दो द्रव्यमानों के केंद्रों को जोड़ने वाली एक सीधी रेखा के साथ आगे बढ़ेगी। निरंतर त्वरण, उनके बीच गुरुत्वाकर्षण संपर्क की ताकत के समानुपाती!

बेशक, पहली नज़र में, सहज, अकारण गति की यह तस्वीर केवल एक ही बात "साबित" करती है: उन गुणों के साथ एंटीमास जिन्हें हमने शुरू से ही परिभाषा में इसके लिए जिम्मेदार ठहराया था, बस मौजूद नहीं हो सकता। आखिरकार, हमें सबसे अपरिवर्तनीय कानूनों के उल्लंघन का एक पूरा गुच्छा प्राप्त हुआ है, ऐसा प्रतीत होता है।

ठीक है, उदाहरण के लिए, संवेग के संरक्षण के नियम का यहाँ खुले तौर पर उल्लंघन नहीं किया जा रहा है? दोनों शरीर, बिना किसी कारण के, एक ही दिशा में भागते हैं, जबकि विपरीत दिशा में कुछ भी नहीं चलता है। लेकिन याद रखें कि जनता में से एक नकारात्मक है! लेकिन इसका मतलब यह है कि गति की परवाह किए बिना इसके आवेग का ऋण चिह्न है: (-एम) वी, और फिर कुल आवेगटू-बॉडी सिस्टम अभी भी शून्य है!

सिस्टम की कुल गतिज ऊर्जा के लिए भी यही सच है। जबकि शरीर आराम कर रहे हैं, यह शून्य के बराबर है। लेकिन कोई फर्क नहीं पड़ता कि वे कितनी तेजी से आगे बढ़ते हैं, कुछ भी नहीं बदलता है: गेंद का नकारात्मक द्रव्यमान, पूर्ण रूप से सूत्र (-M)V 2 /2 के अनुसार, एक नकारात्मक जमा करता है गतिज ऊर्जा, जो रॉकेट की सकारात्मक ऊर्जा में वृद्धि के लिए बिल्कुल क्षतिपूर्ति करता है।

यदि यह सब बेतुका लगता है, तो शायद हम "एक कील के साथ एक कील को बाहर निकालेंगे" - आइए एक के साथ एक बेतुकेपन की पुष्टि करने का प्रयास करें? छठी कक्षा के बाद से, हम जानते हैं कि समान बिंदु द्रव्यमान (सकारात्मक, निश्चित रूप से) का केंद्र उनके बीच में है। तो - आप निम्न आउटपुट को कैसे पसंद करेंगे? DIFFERENT SIGN के समान बिंदु द्रव्यमान का केंद्र स्थित है, हालांकि उनसे गुजरने वाली एक सीधी रेखा पर, लेकिन अंदर नहीं, बल्कि उन्हें जोड़ने वाले खंड के बाहर, बिंदु ±Ґ पर स्थित है!

अच्छा, क्या यह आसान है?

वैसे, यह निष्कर्ष पहले से ही काफी प्राथमिक है, और हर कोई इसे दोहरा सकता है यदि वे चाहते हैं, उसी छठी कक्षा के स्तर पर भौतिकी के मालिक हैं।

कोई भी व्यक्ति जो किसी शब्द पर विश्वास नहीं करता है और यह सुनिश्चित करना चाहता है कि सभी गणनाएं सही हैं, वह इनमें से किसी एक का उल्लेख कर सकता है नवीनतम प्रकाशनइस विषय पर - लेख अमेरिकी भौतिक विज्ञानीआर। फॉरवर्ड "नकारात्मक द्रव्यमान के पदार्थ पर रॉकेट इंजन", अनुवादित पत्रिका में प्रकाशित " अंतरिक्ष इंजीनियरिंग» 1990 के लिए नंबर 4।

लेकिन, शायद, परिष्कृत पाठक सोचता है कि बिना किसी गणना के भी वह समझ गया था कि "लिंडेन" उसके पास कहाँ फिसल गया था? वास्तव में, इन सभी सुरुचिपूर्ण तर्कों में, प्रश्न को दबा दिया जाता है: इतना अद्भुत द्रव्यमान कहाँ से आया? आखिरकार, इसकी उत्पत्ति जो भी हो, यह ऊर्जा को "निकालने", "निर्माण" या कहें, इसे क्रिया के दृश्य तक पहुंचाएगा, जिसका अर्थ है ...

काश, परिष्कृत पाठक! बेशक, ऊर्जा की आवश्यकता होगी, लेकिन फिर से नकारात्मक। कुछ नहीं किया जा सकता: शरीर की कुल ऊर्जा E = Ms 2 के लिए आइंस्टीन के सूत्र में, हमारे अद्भुत द्रव्यमान का एक ही ऋण चिह्न है। इसका मतलब यह है कि अलग-अलग संकेतों के समान द्रव्यमान वाले निकायों की एक जोड़ी के "उत्पादन" के लिए शून्य कुल ऊर्जा की आवश्यकता होगी। वही डिलीवरी और किसी भी अन्य जोड़तोड़ पर लागू होता है।

नहीं - ये सभी परिणाम कितने भी विरोधाभासी क्यों न हों, सख्त निष्कर्ष बताते हैं कि एंटीमास की उपस्थिति न केवल न्यूटनियन यांत्रिकी के विपरीत है, बल्कि यह भी है सामान्य सिद्धांतसापेक्षता। इसके अस्तित्व पर कोई तार्किक निषेध खोजना संभव नहीं था।

अच्छा - यदि सिद्धांत "अनुमति देता है", तो आइए सोचें, उदाहरण के लिए, - क्या हो सकता है जब शारीरिक संपर्कप्लस और माइनस द्रव्यमान वाले पदार्थ के दो समान कण? "साधारण" एंटीमैटर के साथ, सब कुछ स्पष्ट है: विनाश दोनों निकायों की कुल ऊर्जा की रिहाई के साथ होगा। लेकिन अगर दो बराबर द्रव्यमानों में से एक नकारात्मक है, तो उनकी कुल ऊर्जा, जैसा कि हमने अभी समझा, शून्य है। लेकिन वास्तव में उनका क्या होगा - यह पहले से ही एक ऐसा सवाल है जो सिद्धांत से परे है।

इस तरह की घटना का परिणाम केवल ज्ञात किया जा सकता है अनुभव. इसकी "गणना" करना असंभव है - आखिरकार, हमें नकारात्मक द्रव्यमान के "क्रिया के तंत्र" के बारे में कोई जानकारी नहीं है, इसका " आंतरिक व्यवस्था"(जैसा कि, हालांकि, हम इसे सामान्य के द्रव्यमान के बारे में नहीं जानते हैं)। सैद्धांतिक रूप से, एक बात स्पष्ट है: किसी भी स्थिति में, सिस्टम की कुल ऊर्जा शून्य रहेगी। हमें केवल एक परिकल्पना को सामने रखने का अधिकार है, जैसा कि फॉरवर्ड करता है। उनकी धारणा के अनुसार, शारीरिक संपर्कयहाँ यह विनाश की ओर नहीं ले जाता है, बल्कि तथाकथित "शून्यीकरण" की ओर ले जाता है, अर्थात्, कणों का "शांत" पारस्परिक विनाश, ऊर्जा के बिना किसी रिलीज के उनका गायब होना।

लेकिन, हम दोहराते हैं, केवल एक प्रयोग ही इस परिकल्पना की पुष्टि या खंडन कर सकता है।

उन्हीं कारणों से, हम इस बारे में कुछ भी नहीं जानते हैं कि ऋणात्मक द्रव्यमान (यदि संभव हो तो) को कैसे "बनाना" है। सिद्धांत केवल यह कहता है कि समान द्रव्यमान विपरीत चिन्हसिद्धांत रूप में, वे बिना किसी ऊर्जा लागत के उत्पन्न हो सकते हैं। और जैसे ही शरीरों का ऐसा जोड़ा प्रकट होता है, वह तेज गति से, एक सीधी रेखा में अनंत तक उड़ जाएगा ...

आर। फॉरवर्ड ने अपने लेख में पहले से ही एक नकारात्मक द्रव्यमान इंजन "डिज़ाइन" किया है जो हमें ब्रह्मांड में किसी भी बिंदु पर किसी भी त्वरण पर ले जा सकता है जिसे हम सेट करते हैं। यह पता चला है कि इसके लिए जो कुछ भी आवश्यक है वह है ... अच्छे स्प्रिंग्स की एक जोड़ी (लोचदार बलों के माध्यम से सामान्य के साथ "माइनस-मास" के सभी इंटरैक्शन, निश्चित रूप से, भी विस्तार से गणना की जाती है)।

तो, आइए हमारे अद्भुत द्रव्यमान को, रॉकेट के द्रव्यमान के आकार के बराबर, उसके "इंजन डिब्बे" के बीच में रखें। यदि आपको आगे उड़ने की आवश्यकता है, तो वसंत को पीछे की दीवार से खींचे और इसके नकारात्मक द्रव्यमान शरीर को हुक करें। तुरंत उनके "विकृत" के कारण जड़त्वीय गुणयह वहां नहीं दौड़ेगा जहां इसे खींचा जा रहा है, लेकिन सीधे आगे उल्टी दिशा, वसंत तनाव के बल के आनुपातिक त्वरण के साथ रॉकेट को खींचना।

त्वरण को रोकने के लिए, वसंत को खोलना पर्याप्त है। और जहाज को धीमा करने और रोकने के लिए, आपको इंजन डिब्बे की सामने की दीवार से जुड़े दूसरे वसंत का उपयोग करने की आवश्यकता है।

और फिर भी "मुक्त इंजन" का आंशिक खंडन है! सच है, यह पूरी तरह से अप्रत्याशित पक्ष से आता है। लेकिन इसके बारे में अंत में।

इस बीच, आइए उन जगहों की तलाश करें जहां बड़ी मात्रा में नकारात्मक द्रव्यमान हो सकता है। ब्रह्मांड में आकाशगंगाओं के वितरण के बड़े पैमाने पर त्रि-आयामी मानचित्रों पर पाए जाने वाले विशाल रिक्तियों द्वारा ऐसे स्थानों का सुझाव दिया जाता है - अपने आप में सबसे दिलचस्प घटना। जैसे कि चित्र से देखा जा सकता है। 2, इन गुहाओं के आयाम, जिन्हें "बुलबुले" भी कहा जाता है, लगभग 100 मिलियन प्रकाश वर्ष हैं (जबकि हमारी गैलेक्सी के आयाम लगभग 0.06 मिलियन प्रकाश वर्ष हैं)। इस प्रकार, सबसे बड़े पैमाने पर, ब्रह्मांड में "झागदार" संरचना होती है।

बुलबुले की सीमाएं स्पष्ट रूप से समूहों द्वारा चिह्नित हैं एक लंबी संख्याआकाशगंगाएँ अंदर व्यावहारिक रूप से कोई बुलबुले नहीं हैं, और यदि वे वहां पाए जाते हैं, तो ये बहुत ही असामान्य वस्तुएं हैं। उन्हें शक्तिशाली उच्च आवृत्ति विकिरण के स्पेक्ट्रा की विशेषता है। अब यह माना जाता है कि बुलबुले में "विफल" आकाशगंगाएँ या साधारण हाइड्रोजन के गैस बादल होते हैं।

लेकिन क्या यह मान लेना संभव है कि ब्रह्मांड की "झागदार" संरचना समान संख्या में नकारात्मक और सकारात्मक द्रव्यमान के कणों से बनने का परिणाम है? वैसे, इस तरह की व्याख्या से एक बहुत ही आकर्षक परिणाम मिलता है: ब्रह्मांड का कुल द्रव्यमान हमेशा रहा है और बना हुआ है शून्य. फिर बुलबुले हैं प्राकृतिक स्थानमाइनस-मास के लिए, जिसके कण एक दूसरे से यथासंभव दूर फैलते हैं। और सकारात्मक द्रव्यमान को बुलबुले की सतह पर धकेल दिया जाता है, जहां, गुरुत्वाकर्षण बलों के प्रभाव में, यह आकाशगंगाओं और सितारों का निर्माण करता है। यहां हम ए.ए. बारानोव के लेख को याद कर सकते हैं, जो 1971 में इज़वेस्टिया वुज़ोव पत्रिका के नंबर 11 में छपा था। भौतिक विज्ञान"। यह दोनों राशियों के द्रव्यमान वाले कणों के साथ ब्रह्मांड के ब्रह्माण्ड संबंधी मॉडल पर विचार करता है। इस मॉडल का उपयोग करते हुए, लेखक ब्रह्माण्ड संबंधी स्थिरांक और हबल रेडशिफ्ट के प्रायोगिक अनुमानों के साथ-साथ कुछ विषम घटनापरस्पर क्रिया करने वाली आकाशगंगाओं में देखा गया।

एक और संभावित लक्षण बड़ी मात्रानकारात्मक द्रव्यमान - ब्रह्मांड के बड़े पैमाने पर संरचनाओं में बहुत तेज "धाराओं" की उपस्थिति। इस प्रकार, हमारी गैलेक्सी युक्त सुपरक्लस्टर आराम करने वाली पृष्ठभूमि के सापेक्ष 600 किमी / सेकंड की गति से "प्रवाह" करता है अवशेष विकिरण. इस तरह की गति ठंडे काले पदार्थ से आकाशगंगाओं के निर्माण के सिद्धांतों के ढांचे में फिट नहीं होती है। आर. फॉरवर्ड ने नकारात्मक द्रव्यमान वाले बुलबुले से सुपरक्लस्टर के सामूहिक प्रतिकर्षण को ध्यान में रखते हुए इस घटना की व्याख्या करने का प्रयास करने का प्रस्ताव रखा है।

तो, नकारात्मक पदार्थ केवल बिखर सकता है। लेकिन यह, यह पता चला है, उन कई निष्कर्षों का आंशिक खंडन है जिन पर चर्चा की गई थी। आखिरकार, पदार्थ के कणों के गुरुत्वाकर्षण प्रतिकर्षण की संपत्ति, चाहे उनकी प्रकृति कुछ भी हो, अनिवार्य रूप से इस तथ्य की ओर ले जाती है कि ये कण गुरुत्वाकर्षण बलों के प्रभाव में एक साथ नहीं आ सकते हैं। इसके अलावा, चूंकि किसी भी बल की कार्रवाई के तहत नकारात्मक द्रव्यमान का एक कण इस बल के वेक्टर के विपरीत दिशा में चलता है, तो साधारण अंतर-परमाणु बातचीत ऐसे कणों को "सामान्य" निकायों में नहीं बांध सकती है।

लेकिन हम आशा करते हैं कि पाठक को फिर भी इन सभी तर्कों से प्रसन्नता मिली होगी ...

वाशिंगटन विश्वविद्यालय के भौतिकविदों ने एक नकारात्मक द्रव्यमान वाला तरल बनाया है। इसे धक्का दें, और दुनिया की सभी भौतिक वस्तुओं के विपरीत, जिनके बारे में हम जानते हैं, यह धक्का की दिशा में गति नहीं करता है। वह तेज करती है दूसरी तरफ. वाशिंगटन विश्वविद्यालय में एसोसिएट प्रोफेसर, भौतिक विज्ञानी और खगोलशास्त्री माइकल फोर्ब्स कहते हैं, यह घटना प्रयोगशाला में शायद ही कभी बनाई जाती है और ब्रह्मांड के बारे में कुछ अधिक जटिल अवधारणाओं का पता लगाने के लिए इसका इस्तेमाल किया जा सकता है। अध्ययन शारीरिक समीक्षा पत्रों में दिखाई दिया।

हाइपोथेटिक रूप से, पदार्थ का नकारात्मक द्रव्यमान उसी अर्थ में हो सकता है कि आवेशनकारात्मक और सकारात्मक दोनों हो सकते हैं। लोग शायद ही इसके बारे में सोचते हैं, और हमारी रोजमर्रा की दुनिया आइजैक न्यूटन के गति के दूसरे नियम के केवल सकारात्मक पहलुओं को दिखाती है, जिसके अनुसार शरीर पर कार्य करने वाला बल शरीर के द्रव्यमान और इस बल द्वारा प्रदान किए गए त्वरण के गुणनफल के बराबर होता है। , या एफ = मा।

दूसरे शब्दों में, यदि आप किसी वस्तु को धक्का देते हैं, तो वह आपके धक्का की दिशा में गति करेगी। द्रव्यमान इसे बल की दिशा में गति देगा।

"हम इस स्थिति के अभ्यस्त हैं," फोर्ब्स कहते हैं, एक आश्चर्य की आशंका। "नकारात्मक द्रव्यमान के साथ, यदि आप किसी चीज़ को धक्का देते हैं, तो वह आपकी ओर गति करेगी।"

नकारात्मक द्रव्यमान के लिए शर्तें

सहयोगियों के साथ, उन्होंने रूबिडियम परमाणुओं को लगभग की स्थिति में ठंडा करके नकारात्मक द्रव्यमान के लिए स्थितियां बनाईं परम शून्यऔर इस प्रकार बोस-आइंस्टीन घनीभूत बनाना। सत्येंद्रनाथ बोस और अल्बर्ट आइंस्टीन द्वारा भविष्यवाणी की गई इस अवस्था में, कण बहुत धीमी गति से चलते हैं और सिद्धांतों का पालन करते हैं क्वांटम यांत्रिकीलहरों की तरह व्यवहार करें। वे एक सुपरफ्लुइड के रूप में एक साथ तालमेल बिठाते हैं और चलते हैं जो ऊर्जा की हानि के बिना बहता है।

वाशिंगटन विश्वविद्यालय में भौतिकी और खगोल विज्ञान के प्रोफेसर पीटर एंगेल्स के नेतृत्व में, वेबस्टर हॉल की छठी मंजिल पर वैज्ञानिकों ने लेज़रों का उपयोग करके कणों को धीमा करने, उन्हें ठंडा बनाने और गर्म, उच्च-ऊर्जा कणों को बाहर निकलने की अनुमति देकर इन स्थितियों का निर्माण किया। भाप, सामग्री को और भी ठंडा करना।

लेज़रों ने परमाणुओं को ऐसे पकड़ा जैसे वे एक सौ माइक्रोन से कम आकार के कटोरे में हों। इस स्तर पर, सुपरफ्लुइड रूबिडियम का द्रव्यमान सामान्य था। कटोरे के टूटने ने रूबिडियम को बाहर निकलने की इजाजत दी, केंद्र में रूबिडियम के विस्तार के रूप में विस्तार करने के लिए मजबूर किया गया।

नकारात्मक द्रव्यमान बनाने के लिए, वैज्ञानिकों ने लेज़रों के दूसरे सेट का उपयोग किया जो परमाणुओं को आगे और पीछे धकेलता है, जिससे उनकी स्पिन बदल जाती है। अब, जब रूबिडियम काफी तेजी से खत्म हो जाता है, तो यह ऐसा व्यवहार करता है जैसे इसका नकारात्मक द्रव्यमान हो। "इसे धक्का दें और यह तेज हो जाएगा विपरीत दिशाफोर्ब्स कहते हैं। "यह रूबिडियम एक अदृश्य दीवार से टकराने जैसा है।"

प्रमुख दोषों का निवारण

वाशिंगटन विश्वविद्यालय के वैज्ञानिकों द्वारा इस्तेमाल की गई विधि ने नकारात्मक द्रव्यमान को समझने के पिछले प्रयासों में पाई गई कुछ प्रमुख खामियों से बचा लिया।

फोर्ब्स कहते हैं, "पहली बात जो हमने महसूस की, वह यह थी कि इस नकारात्मक द्रव्यमान की प्रकृति पर बिना किसी अन्य जटिलता के हमारा कड़ा नियंत्रण था।" उनका अध्ययन बताता है, पहले से ही नकारात्मक द्रव्यमान की स्थिति से, अन्य प्रणालियों में समान व्यवहार। बढ़ा हुआ नियंत्रण शोधकर्ताओं को देता है नया उपकरणउदाहरण का उपयोग करते हुए खगोल भौतिकी में समान भौतिकी का अध्ययन करने के लिए प्रयोग विकसित करना न्यूट्रॉन तारे, और ब्रह्मांड संबंधी घटनाएं जैसे ब्लैक होल और डार्क एनर्जी, जहां प्रयोग संभव नहीं हैं।

संयुक्त राज्य अमेरिका के वैज्ञानिकों ने प्रयोगशाला में एक नकारात्मक द्रव्यमान वाला पदार्थ बनाने का दावा किया है। यह पदार्थ एक तरल है जिसमें बहुत असामान्य गुण. उदाहरण के लिए, यदि आप इस द्रव को धक्का देते हैं, तो यह एक ऋणात्मक त्वरण प्राप्त करेगा, अर्थात पीछे की ओर, आगे नहीं। इस तरह की विषमता वैज्ञानिकों को कम से कम अंदर क्या चल रहा है, इसके बारे में बहुत कुछ बता सकती है अजीब वस्तुजैसे ब्लैक होल और न्यूट्रॉन तारे।
हालाँकि, क्या किसी चीज़ का नकारात्मक द्रव्यमान हो सकता है? क्या यह संभव है?

सैद्धांतिक रूप से, पदार्थ का ऋणात्मक द्रव्यमान उसी तरह हो सकता है जैसे किसी विद्युत आवेश का ऋणात्मक या धनात्मक मान हो सकता है।

कागज पर, यह काम करता है, लेकिन विज्ञान की दुनिया में एक गर्म बहस है कि क्या नकारात्मक द्रव्यमान के साथ किसी चीज के अस्तित्व की धारणा भौतिकी के मौलिक नियमों का उल्लंघन करती है। हमारे लिए, आम लोग, यह अवधारणा समझने में बहुत जटिल लगती है।

अंतर कानून यांत्रिक गतिया, अधिक सरलता से, न्यूटन का दूसरा नियम सूत्र A=F/M द्वारा व्यक्त किया जाता है। अर्थात्, किसी पिंड का त्वरण उस पर लगाए गए बल और पिंड के द्रव्यमान के अनुपात के बराबर होता है। यदि आप सेट करते हैं नकारात्मक अर्थद्रव्यमान, तो शरीर, काफी तार्किक रूप से, एक नकारात्मक त्वरण प्राप्त करेगा। जरा सोचिए, आपने गेंद को हिट किया, और यह आपके पैर पर लुढ़क गई।

हालांकि, जो हमें विदेशी लगता है वह असंभव नहीं है, और उपरोक्त सैद्धांतिक अभ्यास यह साबित करने का सबसे अच्छा तरीका है कि हमारे ब्रह्मांड में सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत का उल्लंघन किए बिना नकारात्मक द्रव्यमान मौजूद हो सकता है।

यह सब समझने की इच्छा ने शोधकर्ताओं द्वारा प्रयोगशाला में नकारात्मक द्रव्यमान को फिर से बनाने के सक्रिय प्रयासों को जन्म दिया, जैसा कि हम देखते हैं, यहां तक ​​​​कि कुछ सफलता के साथ भी।

वाशिंगटन विश्वविद्यालय के वैज्ञानिकों ने कहा कि वे एक ऐसा तरल प्राप्त करने में सफल रहे हैं जो ठीक उसी तरह व्यवहार करता है जैसे नकारात्मक द्रव्यमान वाले शरीर को व्यवहार करना चाहिए। और उनकी खोज का उपयोग अंततः कुछ का अध्ययन करने के लिए किया जा सकता है अजीब घटनाब्रह्मांड की गहराई में।

इस अजीब तरल को बनाने के लिए, वैज्ञानिकों ने लेज़रों का उपयोग रूबिडियम परमाणुओं को पूर्ण शून्य के करीब ठंडा करने के लिए किया, जिससे बोस-आइंस्टीन कंडेनसेट बनाया गया।

इस अवस्था में, कण क्वांटम यांत्रिकी के अजीब सिद्धांतों का पालन करने के बजाय अविश्वसनीय रूप से धीरे और अजीब तरह से चलते हैं शास्त्रीय भौतिकीयानी वे लहरों की तरह व्यवहार करने लगते हैं।

कण भी तालमेल बिठाते हैं और एक साथ चलते हैं, जिससे एक सुपरफ्लुइड पदार्थ बनता है जो घर्षण के माध्यम से ऊर्जा खोए बिना आगे बढ़ सकता है।
सुपरफ्लुइड तरल पदार्थ बनाने के लिए वैज्ञानिक लेजर का उपयोग करते हैं कम तामपान, साथ ही इसे 100 माइक्रोन से कम के कटोरे के आकार के क्षेत्र में रखने के लिए।

जब तक सुपरमैटर इस स्थान पर बना रहा, उसका द्रव्यमान सामान्य था और बोस-आइंस्टीन कंडेनसेट की अवधारणा के अनुरूप था। जब तक उसे हिलने के लिए मजबूर नहीं किया गया।

लेज़रों के दूसरे सेट का उपयोग करते हुए, वैज्ञानिकों ने परमाणुओं को आगे-पीछे करने के लिए मजबूर किया, जिसके परिणामस्वरूप उनकी स्पिन बदल गई और रूबिडियम, "कटोरे" की बाधा को पार करते हुए, तेजी से बाहर निकल गया। हालांकि, जैसे कि इसका नकारात्मक द्रव्यमान था। वैज्ञानिकों के अनुसार, ऐसा आभास था कि तरल एक अदृश्य अवरोध पर ठोकर खाकर उससे पीछे हट गया।

इस प्रकार, शोधकर्ताओं ने नकारात्मक द्रव्यमान के अस्तित्व के बारे में धारणाओं की पुष्टि की, लेकिन यह केवल यात्रा की शुरुआत है। यह देखा जाना बाकी है कि क्या प्रयोगशाला परिस्थितियों में द्रव व्यवहार दोहराए जाने योग्य और नकारात्मक द्रव्यमान के बारे में कुछ मान्यताओं का परीक्षण करने के लिए पर्याप्त विश्वसनीय है। इसलिए, समय से पहले आनन्दित न हों, अन्य टीमों को अपने दम पर परिणामों को दोहराने की आवश्यकता है।

एक बात निश्चित है, भौतिकी अधिक से अधिक दिलचस्प होती जा रही है और इसमें रुचि लेने लायक है।

1. समय केवल आगे क्यों बहता है। भौतिक विज्ञानी बताते हैं "समय वह है जो सब कुछ एक ही बार में होने से रोकता है," रे कमिंग्स ने अपने 1922 के विज्ञान कथा उपन्यास में लिखा है ...
2. वर्महोल, वर्महोल और टाइम ट्रैवल एक वर्महोल अंतरिक्ष-समय के माध्यम से एक सैद्धांतिक मार्ग है जो शॉर्टकट बनाकर पूरे ब्रह्मांड में लंबी दूरी की यात्रा को बहुत कम कर सकता है ...

ब्रिटिश खगोल भौतिक विज्ञानी जेमी फार्न्स ने प्रस्तावित किया ब्रह्माण्ड संबंधी मॉडल, जिसमें ऋणात्मक द्रव्यमान उत्पन्न होता है निरंतर गतिब्रह्मांड के विकास के दौरान। यह मॉडल पदार्थ की प्रकृति के आम तौर पर स्वीकृत दृष्टिकोण का खंडन करता है, हालांकि, यह ज्यादातर प्रभावों को अच्छी तरह से समझाता है जो आमतौर पर डार्क मैटर और डार्क एनर्जी के लिए जिम्मेदार होते हैं, विशेष रूप से, ब्रह्मांड का विस्तार, एक बड़े पैमाने पर संरचना का निर्माण ब्रह्मांड और गांगेय प्रभामंडल, आकाशगंगाओं के घूर्णन वक्र और ब्रह्मांडीय माइक्रोवेव पृष्ठभूमि विकिरण के देखे गए स्पेक्ट्रम। में प्रकाशित लेख खगोल विज्ञान और खगोल भौतिकी, कार्य का एक पूर्वमुद्रण arXiv.org पर उपलब्ध है।

वर्तमान में, अधिकांश ब्रह्मांड विज्ञानी मानते हैं कि ब्रह्मांड के विकास का वर्णन CDM मॉडल द्वारा किया गया है। इस मॉडल के अनुसार, ब्रह्मांड के द्रव्यमान का लगभग 70 प्रतिशत हिस्सा डार्क एनर्जी है, 25 प्रतिशत ठंडा डार्क मैटर है (अर्थात पदार्थ जिसके कण धीरे-धीरे चलते हैं), और शेष 5 प्रतिशत ही बेरियोनिक पदार्थ है जो हमें परिचित है। वैज्ञानिकों ने इन अनुपातों को पृष्ठभूमि विकिरण पैटर्न में हार्मोनिक्स का विश्लेषण करके निर्धारित किया है। आप बोरिस स्टर्न के डब्ल्यूएमएपी और प्लैंक उपग्रहों के बारे में लेखों में ब्रह्मांड की "संरचना" को मापने के बारे में अधिक पढ़ सकते हैं, जिन्होंने इस काम में मुख्य योगदान दिया।

दुर्भाग्य से, वैज्ञानिकों को इस बात की कम समझ है कि डार्क मैटर और डार्क एनर्जी क्या हैं। डार्क मैटर कणों की खोज के लिए कोई भी अति-सटीक प्रयोग नहीं, जिसकी भविष्यवाणी कई द्वारा की गई है सैद्धांतिक मॉडल(उदाहरण के लिए SUSY) ने कभी सकारात्मक परीक्षण नहीं किया। वर्तमान में, सामान्य कणों और 6 से 200 मेगाइलेक्ट्रॉनवोल्ट के द्रव्यमान वाले "अंधेरे" कणों के लिए प्रकीर्णन क्रॉस सेक्शन 10 -47 के क्रम पर है वर्ग सेंटीमीटर, जो इस द्रव्यमान सीमा में कणों को वस्तुतः समाप्त कर देता है और भौतिकविदों को विकसित करने के लिए मजबूर करता है वैकल्पिक सिद्धांत. हालाँकि, डार्क मैटर अभी भी किसके माध्यम से प्रकट होता है गुरुत्वाकर्षण बातचीत, आकाशगंगाओं और चित्र के घूर्णन वक्रों को संशोधित करना, लेकिन वैज्ञानिकों ने इस परिकल्पना के कारण।

डार्क एनर्जी और भी खराब है। एकमात्र अवलोकन जो सीधे अपने अस्तित्व की पुष्टि करता है, पृष्ठभूमि विकिरण के विश्लेषण की परवाह किए बिना, ब्रह्मांड का त्वरित विस्तार है, द्वारा मापा जाता है (अप्रत्यक्ष रूप से, अंधेरे ऊर्जा की पुष्टि अनुपात द्वारा की जाती है) रासायनिक तत्वदेखने योग्य ब्रह्मांड में)। इसके अलावा, भौतिकविदों को इस बात की खराब समझ है कि पृथ्वी पर डार्क एनर्जी क्या है। मौलिक स्तर . निश्चित रूप से, गुणात्मकइसे ब्रह्माण्ड संबंधी स्थिरांक (लैम्ब्डा शब्द) का उपयोग करके वर्णित किया जा सकता है, लेकिन यह विधि नया ज्ञान प्रदान नहीं करती है और किसी को यह स्थापित करने की अनुमति नहीं देती है कि क्या इसमें क्या समाविष्ट हैकाली ऊर्जा। आइंस्टीन ने नकारात्मक द्रव्यमान वाले कणों की मदद से ऐसे एडिटिव्स की व्याख्या की - इस दृष्टिकोण में, गति के समीकरण सममित हो जाते हैं, जैसे इलेक्ट्रोडायनामिक्स के समीकरण, और लैम्ब्डा शब्द एक एकीकरण स्थिरांक के रूप में प्रकट होता है, जिसमें भौतिक अर्थ नहीं होता है।

ऋणात्मक द्रव्यमान वाला पदार्थ वह पदार्थ है जो बल के विपरीत दिशा में गति करता है। नकारात्मक द्रव्यमान वाला एक कण सकारात्मक और नकारात्मक द्रव्यमान वाले कणों को पीछे हटाता है, जबकि "सकारात्मक" कण "नकारात्मक" को आकर्षित करते हैं। दुर्भाग्य से, सीडीएम मॉडल के ढांचे के भीतर, डार्क एनर्जी का वर्णन करने का यह तरीका स्पष्ट रूप से विफलता के लिए बर्बाद है। तथ्य यह है कि ब्रह्मांड के विस्तार के दौरान, विभिन्न घटकों का घनत्व अलग-अलग कानूनों के अनुसार बदलता है: ठंडे पदार्थ का घनत्व गिरता है, जबकि डार्क एनर्जी का घनत्व स्थिर रहता है। इसलिए, नकारात्मक द्रव्यमान और डार्क एनर्जी के साथ पदार्थ की पहचान करना असंभव है।

नकारात्मक द्रव्यमान के साथ कणों की बातचीत: काले तीर बलों को इंगित करते हैं, लाल तीर त्वरण को इंगित करते हैं

जेमी फ़ार्नेस / खगोल विज्ञान और खगोल भौतिकी

सकारात्मक और नकारात्मक द्रव्यमान के साथ कणों की बातचीत: काले तीर बलों को इंगित करते हैं, लाल तीर त्वरण को इंगित करते हैं

जेमी फ़ार्नेस / खगोल विज्ञान और खगोल भौतिकी

सकारात्मक द्रव्यमान के साथ कणों की बातचीत: काले तीर बलों को इंगित करते हैं, लाल तीर त्वरण को इंगित करते हैं

जेमी फ़ार्नेस / खगोल विज्ञान और खगोल भौतिकी

हालांकि, एस्ट्रोफिजिसिस्ट जेमी फ़ार्नेस का दावा है कि वह आइंस्टीन के विचार को अवलोकन संबंधी डेटा से जोड़ने में सक्षम थे। ऐसा करने के लिए, उन्होंने ब्रह्मांड के आयतन में द्रव्यमान के निरंतर और समान उत्पादन के बारे में नकारात्मक द्रव्यमान के विचार को एक अन्य प्रति-सहज विचार के साथ जोड़ा। यह विचार भी नए से बहुत दूर है, इसे पहली बार पिछली शताब्दी के 40 के दशक में प्रस्तावित किया गया था।

सैद्धांतिक रूप से, ऐसी प्रक्रियाएं वास्तव में एक मजबूत पृष्ठभूमि की पृष्ठभूमि के खिलाफ हो सकती हैं गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र(उदाहरण के लिए, की कीमत पर)। सकारात्मक द्रव्यमान के लिए मानक ऊर्जा-गति टेंसर में इस तरह के परिवर्धन को ध्यान में रखते हुए, भौतिक विज्ञानी ने फ्रीडमैन समीकरण को लिखा और हल किया, और फिर गणना की कि इस मॉडल में ब्रह्मांड किस कानून का विस्तार करता है। वैज्ञानिकों ने सामान्य डार्क मैटर और डार्क एनर्जी के योगदान को ध्यान में नहीं रखा। नतीजतन, यह पता चला कि प्रसिद्ध कानूनयदि ऋणात्मक द्रव्यमान स्थिर दर = −3 . पर उत्पन्न होता है तो पुन: उत्पन्न होते हैं एच, कहाँ पे एचहबल स्थिरांक है। इस मामले में, विस्तार के दौरान नकारात्मक द्रव्यमान घनत्व स्थिर रहेगा, और यह प्रभावी रूप से ब्रह्मांड संबंधी स्थिरांक को मॉडल करेगा। इस मामले में, विस्तार दर और ब्रह्मांड का जीवनकाल ΛCDM मॉडल के समान है।

खगोल भौतिकीविद् ने तब गणना की कि छोटे पैमाने पर नकारात्मक द्रव्यमान कैसे दिखाई देगा। ऐसा करने के लिए, उन्होंने अपने मॉडल के भीतर, सकारात्मक और नकारात्मक द्रव्यमान के कणों की एक बड़ी संख्या की बातचीत का मॉडल तैयार किया। चूंकि सभी मौजूदा खगोलभौतिकीय पैकेज ऐसे असामान्य संशोधनों को ध्यान में नहीं रखते हैं, इसलिए फार्न्स को अपना कार्यक्रम विकसित करना पड़ा। गणना के दौरान किसी भी अनुमान से बचने के लिए, शोधकर्ता ने समय के प्रत्येक क्षण में प्रत्येक कण के निर्देशांक और वेगों की गणना की - इससे भविष्यवाणियों की विश्वसनीयता में वृद्धि संभव हो गई, हालांकि कंप्यूटिंग संसाधनों पर कार्यक्रम की मांग वर्ग के वर्ग के रूप में बढ़ी कणों की संख्या। विशेष रूप से, इस वजह से, वैज्ञानिक को खुद को 50 हजार कणों के मॉडलिंग तक सीमित करना पड़ा।

विकसित कार्यक्रम का उपयोग करते हुए, फ़ार्नेस ने पारंपरिक रूप से डार्क मैटर के लिए जिम्मेदार कई प्रभावों को देखा। सबसे पहले, उन्होंने नकारात्मक-द्रव्यमान कणों के "समुद्र" में विसर्जित सकारात्मक-द्रव्यमान कणों के घने समूह के विकास का मॉडल तैयार किया। इस तरह की प्रणाली को आकाशगंगाओं के विकास का गुणात्मक रूप से वर्णन करना चाहिए देर से चरणब्रह्मांड का विस्तार, जब "नकारात्मक" कण "सकारात्मक" पर काफी प्रबल होते हैं। इस समस्या में, वैज्ञानिक ने "सकारात्मक" कणों की संख्या को चुना एन+= 5000, ऋणात्मक की संख्या एन- = 45000। नतीजतन, उन्होंने एक घनत्व वितरण प्राप्त किया जो अवलोकन संबंधी डेटा के साथ अच्छा समझौता है - आकाशगंगा के केंद्र के पास पहुंचने पर कणों का घनत्व धीरे-धीरे बढ़ता है और बर्कर्ट प्रोफाइल के साथ मेल खाता है। यह CDM मॉडल में होने वाली "कुस्पी हेलो समस्या" को हल करता है।

"समुद्र" में डूबे सकारात्मक पदार्थ की "आकाशगंगा" का विकास नकारात्मक पदार्थ

जेमी फ़ार्नेस / खगोल विज्ञान और खगोल भौतिकी

गैलेक्सी मास प्रोफाइल की गणना फ़ार्नेस (नीला) द्वारा की गई और व्यवहार में देखी गई (गुलाबी बिंदीदार रेखा)

जेमी फ़ार्नेस / खगोल विज्ञान और खगोल भौतिकी

दूसरे, उसी प्रारंभिक डेटा के साथ, वैज्ञानिक ने आकाशगंगा के घूर्णन वक्र की गणना की और पाया कि यह अवलोकन संबंधी डेटा के साथ भी अच्छी तरह से मेल खाता है। जबकि मॉडल में विशुद्ध रूप से "सकारात्मक" कणों के साथ, आकाशगंगा के किनारे पर स्थित पदार्थ केंद्र की तुलना में अधिक धीरे-धीरे चलता है, मॉडल में "नकारात्मक" कणों की प्रबलता के साथ, गति लगभग स्थिर होती है।

नकारात्मक पदार्थ (लाल) के "समुद्र" और "मुक्त" आकाशगंगा (काला) में डूबी आकाशगंगा का घूर्णन वक्र

जेमी फ़ार्नेस / खगोल विज्ञान और खगोल भौतिकी

तीसरा, फ़ार्नेस ने दिखाया कि अपने मॉडल में सहज रूप मेंब्रह्मांड की एक फिलामेंटस बड़े पैमाने की संरचना उत्पन्न होती है: आकाशगंगाएँ गुच्छों में, गुच्छों को सुपरक्लस्टर्स में, और सुपरक्लस्टर्स को जंजीरों और दीवारों में जोड़ती हैं। ऐसा करने के लिए, उन्होंने एक प्रणाली के विकास की गणना की जिसमें शामिल है वही नंबर"सकारात्मक" और "नकारात्मक" कण। उपलब्ध कंप्यूटिंग शक्ति की सीमाओं के कारण, वैज्ञानिक ने दोनों प्रकार के कणों की संख्या निर्धारित की एन + = एन- = 25000। पिछले मामले की तरह, "नकारात्मक" कणों ने साधारण पदार्थ के कणों को घेर लिया और एक प्रभामंडल का निर्माण किया, लेकिन इस बार शोधकर्ता बड़े पैमाने पर पैटर्न को समझने में कामयाब रहे जो कि देखने योग्य ब्रह्मांड की संरचना के समान थे।

सजातीय संरचनासिमुलेशन की शुरुआत में ब्रह्मांड

जेमी फ़ार्नेस / खगोल विज्ञान और खगोल भौतिकी

अभ्यास के लिए पंजीकरण करें। दुर्भाग्य से, वह 50,000 कणों के साथ सिमुलेशन में इस प्रभाव को देखने में असमर्थ था। हालांकि, वैज्ञानिक को उम्मीद है कि एक लाख कणों के साथ बड़े सिमुलेशन में, ऐसी प्रक्रियाओं को देखा जा सकता है, और यह भी सुझाव देता है कि वे हमें एक नए सिद्धांत की पुष्टि या खंडन करने की अनुमति देंगे।

अंत में, वैज्ञानिक ने जाँच की कि CDM मॉडल का प्रस्तावित संशोधन वास्तव में देखे गए प्रभावों को कितना विकृत करेगा - ब्रह्मांड का विस्तार, मानक मोमबत्तियों द्वारा मापा गया, अवशेष पृष्ठभूमि और आकाशगंगा समूहों के विलय के अवलोकन। इन सभी मामलों में, खगोल भौतिकीविद् ने पाया कि उनकी परिकल्पना प्रेक्षित आंकड़ों का खंडन नहीं करती थी। हालाँकि, कुछ प्रश्न अभी भी खुले हैं - विशेष रूप से, यह स्पष्ट नहीं है कि इस तरह की परिकल्पना को मानक मॉडल के साथ कैसे जोड़ा जाए (क्या हिग्स तंत्र नकारात्मक द्रव्यमान उत्पन्न कर सकता है?), प्रयोगात्मक रूप से नकारात्मक द्रव्यमान वाले कणों का पता कैसे लगाया जाए, और कैसे "नकारात्मक" कणों के प्रतिकर्षण और सिद्धांत के बीच अंतर्विरोधों की व्याख्या कर सकेंगे। हालांकि, वैज्ञानिक का मानना ​​है कि इन सभी समस्याओं को नए मॉडल के ढांचे के भीतर हल किया जा सकता है।

इस प्रकार, नकारात्मक द्रव्यमान के निरंतर उत्पादन के साथ मॉडल न केवल ब्रह्मांड के देखे गए विस्तार की व्याख्या करता है, बल्कि इसकी बड़े पैमाने की संरचना का निर्माण, आकाशगंगाओं के चारों ओर डार्क मैटर हेलो और रोटेशन कर्व्स - अधिकांश प्रभाव जो आमतौर पर अंधेरे के लिए जिम्मेदार होते हैं ऊर्जा और डार्क मैटर। ताज्जुब है, ऐसे सहज रूप से अप्राकृतिकपरिकल्पना, जो पदार्थ के बारे में आम तौर पर स्वीकृत दृष्टिकोण के विपरीत है, काफी है एक जैसाअवलोकन डेटा के साथ। इसके अलावा, वह उन्हें और अधिक समझाने की पेशकश करती है सरल तरीके से, कम संस्थाओं को शामिल करना। जैसा कि लेखक स्वयं निष्कर्ष में लिखते हैं, "हालांकि यह प्रस्ताव धर्मत्यागी और विधर्मी है, [लेख] ने सुझाव दिया कि नकारात्मक मानये पैरामीटर, सिद्धांत रूप में, ब्रह्माण्ड संबंधी टिप्पणियों के डेटा की व्याख्या कर सकते हैं, जिनकी हमेशा एक सकारात्मक द्रव्यमान की उचित धारणा के ढांचे के भीतर व्याख्या की गई है।"

कभी-कभी भौतिक विज्ञानी सुंदर कहते हैं असामान्य विचारसिद्धांत और प्रयोग के बीच देखे गए विरोधाभासों की व्याख्या करने के लिए। उदाहरण के लिए, पिछले साल नवंबर में, अमेरिकी सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी हूमन दावौडियास्ल ने पेश किया नई ताकत, जो एक अल्ट्रालाइट स्केलर कण द्वारा ले जाया जाता है और पृथ्वी से काले पदार्थ को पीछे हटा देता है। यह धारणा डार्क मैटर की खोज के लिए सभी स्थलीय प्रयोगों की विफलताओं की अच्छी तरह से व्याख्या करती है - यदि ऐसा बल वास्तव में मौजूद है, तो डिटेक्टर, सिद्धांत रूप में, कुछ भी पंजीकृत नहीं कर सके। दुर्भाग्य से, इस दावे को सत्यापित किया जा सकता है मौजूदा स्तरतकनीकी विकास संभव नहीं है।

दिमित्री ट्रुनिन