Er hægt að búa til andþyngdarafl?

Svar

Eðlilegt er að þessi spurning komi upp og eðlisfræðingar hafa vissulega velt henni fyrir sér. Hún snýst um það hvort til sé fráhrindikraftur sem væri í hlutfalli við massa hlutarins sem hann verkar á og mundi upphefja þyngdarkraftinn eða vinna gegn honum. Svarið er að flestir vísindamenn telja afar ólíklegt að slíkt sé til.


Í almennu afstæðiskenningunni er þyngdarkrafti og þyngdarsviði lýst sem sveigju rúmsins. Uppspretta eða orsök sveigjunnar er massi eða orka á tilteknum stöðum. Engir aðrir þekktir kraftar, svo sem rafkraftar eða segulkraftar, geta vegið upp sveigjuna. Hins vegar geta þeir að sjálfsögðu vegið upp krafta milli tveggja tiltekinna hluta við tilteknar aðstæður. Til dæmis er vandalaust að láta segulkraft eða rafkraft vega upp þyngdarkraftinn á segul eða rafhlaðinn pappírssnepil, en slíkt er algerlega staðbundið og upphefur ekki þyngdarkraftinn almennt. "Andþyngdin" þyrfti nefnilega að verka á alla massa á tilteknum stað, óháð öðrum eiginleikum þeirra eins og hleðslu eða segulmögnun.

Hitt er líka tiltölulega auðvelt, að skapa eða sjá fyrir sér þyngdarleysi. Það ríkir til dæmis úti í geimnum fjarri öllum himintunglum, eða á svæði þar sem þyngdarkraftar frá tveimur hnöttum í grennd upphefja hvor annan eins og til dæmis á nánar tilteknum stað milli jarðar og tungls. Eins ríkir þyngdarleysi, eða ástand sem jafngildir því, inni í hólfi eða farartæki sem er í frjálsu falli eins og til dæmis inni í gervitungli á braut um jörð eða inni í flugvél sem lækkar flugið eins og hún væri í frjálsu falli.

Í eina tíð létu menn sér detta í hug að til væri einhvers konar neikvæður massi. Sumir töldu í fyrstu að andefni kynni að hafa neikvæðan massa þrátt fyrir það að upphaflegar forsagnir um andefni fólu það alls ekki í sér. Þyngdarkraftur milli efnis og andefnis væri þá fráhrindandi, á svipaðan hátt og rafkraftur milli plúshleðslu og mínushleðslu er aðdráttarkraftur og þannig gagnstæður rafkraftinum milli rafhleðslna með sama formerki. Þegar andefni fannst og tilraunir hófust með það kom ótvírætt í ljós að því fylgir jákvæð orka og því er massi þess jákvæður eins og menn áttu líka von á. Þessi leið til að búa til "andþyngd" er því ekki fær. Þeir sem hafa á síðustu árum verið að reyna að búa til einhvers konar andþyngd hafa heldur ekki haft þessa leið í huga.

Á þessari vefslóð í dálkinum "Ask the Experts" hjá bandaríska tímaritinu Scientific American skrifa nokkrir eðlisfræðingar og stjarneðlisfræðingar um þessi mál í tilefni af fréttum sem birtust fyrir nokkrum árum um tilraun til að skapa andþyngd. Einn af þessum höfundum er íslenskur stjarnvísindamaður sem heitir Steinn Sigurðsson og starfar við Stjörnufræðistofnun Háskólans í Cambridge í Englandi. Lokaorð hans eru þessi í íslenskri þýðingu:

Í hnotskurn er niðurstaðan sú að ekki er hægt að skýla hlutum fyrir þyngdarkrafti. Slíkt mundi ekki aðeins ganga í berhögg við lögmál þyngdarinnar, heldur einnig sjá okkur fyrir eilífðarvél og þannig brjóta gegn lögmálinu um varðveislu orkunnar. Hugsanlegt er að skammtafræði þyngdar geti leitt til áhrifa sem mundu fæða af sér fráhrindingarkraft sem líkist þyngd, en í flestum slíkum vangaveltum verður að koma til hugarfóstur um undarlegt efni sem mundi stangast á við núverandi skilning okkar á eiginleikum efnisins. Þannig lítur út fyrir að við verðum að halda áfram að vinna upp þyngdina með sama stritinu og áður, og nota til þess aðra krafta sem við höfum til umráða, það er að segja rafsegulkraftana sem skapa bæði þrýstinginn á vængi fuglsins og á sólana á skónum okkar.