Katrai darbībai ir vienāda un pretēja darbība. Šim Ņūtona trešā likuma formulējumam ir divas ļoti svarīgas sekas: pirmkārt, pastāv fizisks daudzums, kas vienmēr tiek saglabāts Visumā (impulss), un, otrkārt, fizikas likumi ir vienādi neatkarīgi no jūsu stāvokļa kosmosā. Šķiet, ka tikai daži vārdi, bet patiesībā tie ir kolosāli, jo, ja vēlaties piespiest, piemēram, kādu ierīci, lai mainītu kustību, jums tas ar kaut ko jāpiespiež.
Tas varētu būt raķešu izplūde, riepas pret ceļu, vilciena riteņi uz sliedēm vai pat fotoni, kas atlec no buras. Vienīgais, kas ir aizliegts, ir tā sauktais inerkoīds, kustība bez reakcijas: darbība bez reakcijas. Par to tiek runāts par EMDrive - "neiespējamu" kosmosa motoru, kurš nesen izturēja NASA testus. Ja tas faktiski darbojas kā reklamēts, tas pārkāpj fizikas likumus. Bet ir arī iespējama nepilnība: iespējams, ir kāda reakcija, mēs vienkārši to neatradām. Iespējams, ka pastāv opozīcija, bet tā ir saistīta ar tumšo matēriju.
Saskaņā ar kosmoloģijas standarta modeli, Visuma matērija lielākoties nav atomu vai citu zināmu daļiņu formā. Nē, lielākā masas daļa - ar atšķirību 5 pret 1 - ir tumšā matērija. Tumšā matērija nesaskaras, neiznīkst un vairs nedarbojas ne ar sevi, ne ar citu parasto matēriju jebkuros zināmos apstākļos, izņemot gravitācijas ietekmi. Pēc 13,8 miljardiem gadu tas ir izveidojis milzu, izkliedētu kosmisku gravitācijas struktūru un milzīgu sfērisku haložu miljonu gaismas gadu diametrā tīklu, kas pavada galaktikas, piemēram, mūsu. Tumšā matērija caurstrāvo katru mūsu galaktikas kvadrātcentimetru, ieskaitot katru objektu uz Zemes, pat mūsu ķermeņus, kaut arī nelielos daudzumos.
Tomēr noteiktos apstākļos tumšo vielu var pārliecināt mijiedarboties ar sevi vai ar parasto matēriju, atkarībā no tās rakstura. Ja tumšo vielu veido WIMP (WIMP, vāji mijiedarbojošās masīvās daļiņas), detektoriem var atklāt tās iznīcināšanas produktu. Ja tas sastāv no ļoti vieglām, mazas masas asu daļiņām, tas noteiktos apstākļos var apvienoties ar fotoniem. Viens no eksperimentiem, kura mērķis ir aksiāciju atrašana, ir pazīstams kā ADMX: tumšās vielas aksiācijas eksperiments. 1983. gadā fiziķis Pjērs Sikivi izgudroja aksionu haloskopu, izmantojot faktu, ka aksonu-fotonu pāri noteiktos apstākļos var pastiprināt elektromagnētiskajā dobumā. Divdesmit gadus vēlāk ADMX izauga no šī pētījuma, un kopš tā laika zinātnieki ir meklējuši aksiālus, izmantojot šo metodi.
Līdz šim diemžēl viņu meklēšana vēl nav vainagojusies panākumiem. Varbūt axions neeksistē, vai, ja tie nav tumšās matērijas, tiem var būt dažādi parametri, kuriem ADMX nav pietiekami jutīgs. Pilnīgi iespējams, ka dažādi elektromagnētiski dobumi ar atšķirīgām īpašībām varētu aktivizēt mijiedarbību ar aksioniem. Iespējams, ka var notikt fotonu-aksionu mijiedarbība, un dobums ar nepieciešamajiem parametriem izraisīja aksiāciju izkliedi vēlamajā virzienā. Maz ticams, bet diezgan pieņemams, ka EMDrive ir tāds dobums.
Kā tas strādā? Jebkurā laika posmā tumšās matērijas daļiņas iziet cauri visiem telpas apgabaliem, neierobežojot vielas vai citu standarta modeļa daļiņu klātbūtni. Elektromagnētiskajā dobumā noteiktas frekvences fotoni lec visos virzienos, saglabājot impulsu un neradot vilci. Bet, ja fotoni pārvietojas noteiktā virzienā - piemēram, uz dobuma aizmuguri -, tie var sadurties ar tumšās vielas daļiņām, un tas notiks šādi:
Reklāmas video:
- Fotons maina impulsu un pārvietojas “nedaudz mazāk atpakaļ” un “nedaudz vairāk uz priekšu”, nekā tas bija pirms sadursmes ar tumšās vielas daļiņu.
- Fotons saduras ar dobuma sienu, atstarojas no tā un pārraida impulsu uz priekšu pašā dobumā.
- Tumšās vielas daļiņa saņem impulsu tieši pretējā virzienā: atpakaļ.
- impulss tiek saglabāts, jo tumšā matērija to aizved prom, vienāda un pretēja lielumam, nekā tas absorbē dobumu.
Ja tas notiek, tad tas ir īsts izrāviens. Tā kā tumšā matērija ir visur, mums būtu nepieciešams tikai enerģijas avots, nevis degviela, lai ceļotu pa galaktiku, jo jebkurā kosmosa vietā mēs atradīsim pietiekami daudz tumšās vielas. Tas nozīmē, ka mēs saņemsim metodi tumšās vielas noteikšanai, kas nejauši saduras ar mūsu daļiņām, un tādējādi apstiprinās tās esamību. Un pats galvenais - tas viss nepārkāpj fizikas likumus, jo impulss tiek saglabāts.
EMDrive testa rezultāti vēl ir jāpierāda. Ir daudz potenciālu kļūdu avotu, un paši mērījumi norāda uz lielu nenoteiktību attiecībā uz to, cik liela ir vilce. Pagaidām nav skaidrs, vai tiešām pastāv vilce bez reakcijas, vai ir tāda reakcija, kādu mēs vēl neesam atraduši.
Un arī tumšās matērijas skaidrojums būs apšaubāms, jo tas prasa daudzus nezināmos. Bet, ja EMDrive patiešām darbojas, izmantojot tumšo enerģiju, un tumšās matērijas noslēpums vienreiz un uz visiem laikiem tiek atrisināts visnegaidītākajā veidā, tas būs neticami.
ILYA KHEL
