האם תפוח ואנטי תפוח יפלו באותה מהירות?

פיסיקאים מבקשים לבדוק אנומליה אפשרית ביסודות הבנין הבסיסיים של תורת היחסות המכונה השתנות לורנץ, ואשר לפיה חוקי הפיסיקה אינם זהים לחלוטין בכל היקום

תפוח ואנטי תפוח. מי יגיע ראשון ממגדל פיזה?  איור: אוניברסיטת אינדיאנה
תפוח ואנטי תפוח. מי יגיע ראשון ממגדל פיזה? איור: אוניברסיטת אינדיאנה

פיסיקאים מאוניברסיטת אינדיאנה פיתחו שיטה חדשנית ומבטיחה לזהות אנומליה אפשרית ביסודות הבניין הבסיסיים בתיאורית היחסות של איינשטין הידועים בשם "השתנות לורנץ". אם הממצאים יאושרו, האנומליה תפריך את האמונה לפיה חוקי הפיסיקה נשארים זהים עבור שני עצמים הנוסעים במהירות קבועה או מסובבים באופן יחסי אחד לשני.

הפרופסור לפיסיקה, אלאן קוסטלקי, מאונ' אינדיאנה והדוקטורנט ג'יי טייסון, לקחו את הסימטריה המדויקת המשתמעת מתורת היחסות והראו במאמר שעומד להתפרסם בPhysical Review Letters-, שעשויה להיות הפרה בלתי צפויה של השתנות לורנץ, אותה אפשר לאתר בעזרת ניסויים.

"זה מפתיע ומלבב שיש יחסית הרבה הפרות של היחסות, אותן ניתן עדין לגלות, למרות שעברה כבר מאה של ניסויים מדוייקים", אומר קוסטלקי. "לגלות אותם זה כמו למצוא גמל בערימת שחת במקום מחט".

אם הממצאים יעזרו לחשוף את העדות הראשונה להפרות לורנץ, זה יוכיח שהיחסות אינה תיאוריה מדויקת. המרחב-זמן לא יראה אותו הדבר בכל הכיוונים ויהיו הפרות יחסות הניתנות למדידה, אם כי הן יהיו זעירות.

ההפרות הן כמו העדפת כיוון במרחב זמן ריק הנגרמות ע"י וואקום בצורת רשת של שדות הרקע. השדות מופרדים ממכלול החלקיקים והכוחות הידועים לנו אשר מוסברים ע"י התיאוריה המכונה "המודל הסטנדרטי". תיאוריה הכוללת את תורת היחסות של איינשטין.

שדות הרקע הן מושג הנגזר מההכללה של התיאוריה אותה פיתח קוסטלקי והיא מכונה "המודל הסטנדרטי המורחב". מודל זה בא להסביר את כל ההפרות של היחסות.

שדות הרקע קשים לאיתור, אך הם מציעים מודל סטנדרטי משלהם לקבוע האם אובייקט זז או לא ובאיזה כיוון הוא נוסע. אם שדה מופעל על חלקיקים מסוימים, אז התנהגות החלקיקים משתנה וזה עשוי לחשוף הפרת יחסות הנגרמת ע"י השדה. כבידה מעוותת את השדות, וזה משפיע על התנהגות החלקיקים אשר אחרת היו יכולים לחשוף הפרה נסתרת.

ההפרות החדשות משנות את מאפייני הכבידה של אובייקטים על סמך תנועתם והרכבם. אובייקטים על פני כדור-הארץ תמיד נעים באופן שונה בעונות שונות, בגלל שכדה"א סובב סביב השמש. תפוחים יפלו מהר יותר בעונות מסויימות. וכן, אובייקטים שונים כמו תפוחים או תפוזים יכולים ליפול בקצב שונה.

"אף ניסוי לא הוקדש לחיפוש אחר הבדלי עונות והשפעתן על משתני נפילה של אובייקטים בגרביטציה של כדה"א", אומר קוסטלקי. "מאז תקופתו של ניוטון לפני 300 שנה, הניחו שתפוחים נופלים באותו קצב בקיץ ובחורף."

איתור ההשתנות בזמן זה כבר בעיה אחרת, מאחר ושינוי קצב הנפילה יהיו זעירים כי הכבידה היא כוח חלש. המאמר החדש מציע ניסויים אפשריים העשויים למצוא את ההשפעות. ביניהם גם מדידת מאפייני הכבידה והשפעתם על חומר על פני כדה"א ובחלל.

המודל הסטנדרטי המורחב צופה שחלקיקים ואנטי-חלקיקים יגיבו זה לזה באופן שונה בשדות הרקע. חומר ואנטי חומר יושפעו באופן שונה מהכבידה. אז תפוח ואנטי-תפוח יפלו בקצב שונה גם!

"מאפייני הכבידה של אנטי-חומר נשארו ברובם בלתי חקורים", אומר קוסטלקי. "אם תפוח ואנטי-תפוח יופלו באופן סימולטני ממגדל פיזה הנוטה, אף אחד לא יודע אם הם יכו באדמה באותו הזמן או לא."

להודעה של החוקרים

שיתוף ב print
שיתוף ב email
שיתוף ב whatsapp
שיתוף ב linkedin
שיתוף ב twitter
שיתוף ב facebook

26 תגובות

  1. יהודה:
    לא נסיתי להוריד מערך דבריך.
    לדעתי דבריך מטעים את הציבור ומשמיצים את האתר ולכן מצאתי לנכון להצביע על כך.
    לא חשבתי שתנסה לטעון שהשמצה היא מעשה יותר ראוי מן ההצבעה על כך שזו השמצה.

    תודה על הברכות ליום ההולדת.
    הטיול בפורטוגל כמעט גרם לי להחמיץ אותו כאשר מושב האופניים נשבר וגרם לי להשתטח על הכביש.

  2. וחוץ מזה מיכאל, אני מבין שהשבוע יש לך יום הולדת, אז אני מאחל לך יום הולדת שמח, והמשך תגובות מעניינות, תהיינה אשר תהיינה, והכל ברוח טובה ולמען המדע!

    שבת שלום
    סבדרמיש יהודה

  3. למיכאל
    רק תיראה את הרמיזות המופיעות בתגובתך. מילים כגון : "שוב התחלנו", "תגובות בילתי תרבותיות", "אדם ברחוב". מה מטרתה של גישה זו בדבריך?, להוריד מערך דבריי?, אני חושב שהיא מיותרת.
    אני , כמהנדס בניהול תעשייתי חושב שיש ערך מסויים (גדול או קטן) לדברים שאני אומר על דרך התנהלות הדברים בתיאוריות המדעיות.

    שבת שלום
    סבדרמיש יהודה

  4. נעם:
    להלן תגובתו של פרופסור לפיזיקה מאוניברסיטת תל אביב (מומחה ביחסות).
    אינני מציין את שמו כי לא ביקשתי (ולכן לא קיבלתי) אישור לפרסם את דבריו בשמו:

    Shalom
    I am not familiar with the history of this argument. This is a published
    paper so someone must have approved it (the editor of the journal
    "progress in physics"). The claim is extreme and so is the claim that
    gravitational waves have been detected by the same experiment. None of it
    is considered true but this, in itself, is not a proof of a failure or
    inaccuracy in the experiment. Real specialists ought to be consulted

  5. יהודה – וביחס להתרחקות הירח מכדור הארץ – יש לדבר הסבר קונבנציונאלי המושתת על הכוחות הידועים.
    אילו ידעת לערוך את החישובים היית רואה שגם מן הגרביטציה של לה סאז' נובעת בדיוק אותה התרחקות (כיוון שנובע ממנה אותו כוח גרביטציה) ואין לכך כל קשר להתפשטות היקום.
    מחוקי הגרביטציה ניתן גם להסיק שבתנאים מסוימים הירח גם היה מתקרב לכדור הארץ במקום להתרחק (זה היה קורה אם מסלולו היה נמוך מן המסלול הגיאוסטציונארי) וגם תופעות כאלו (הסותרות את הרעיון שלך) נצפו.

  6. יהודה:
    שוב התחלנו?
    גם כאן לא מצנזרים את התגובות שלך שמגחכות על התיאוריה המקובלת. מדוע העלית את שאלת הצנזורה על התגובות? האם שכחת שצנזורה זו חלה רק על תגובות בלתי תרבותיות?

    ולשאלה מדוע למדענים מותר מה שלך אסור – אני מניח שתוכל להשיב בעצמך ברגע שתשאל את עצמך מדוע אינך מרשה לכל אדם ברחוב לנתח אותך.

  7. נעם,

    קוהיל מדבר על היחסות הכללית בהקשר של הכבידה.
    היחסות רואה בכבידה עיקום של המרחב-זמן, בעוד שבתיאוריה החדשנית שהוא מציע יש יצור אחר- גלי כבידה. אם תכנס לערך "כבידה" בויקיפדיה תראה שכל תיאוריה מציגה את הכח הזה, הכבידה, כמשהו אחר. לפי תורת הקוונטים, מדובר בחלקיקים- גרביטונים. לפי היחסות, זה עיקום של המרחב. לפי תיאוריות חדשניות אחרות- גלי כבידה.

    וברור שהתיאוריה של איינשטין אינה מושלמת. בדיוק כפי שהתיאוריה הקוונטית, התיאוריה הניוטונית, וכל תיאוריה אחרת של הפיזיקה אינה מושלמת. ביום שנגלה את התיאוריה האמיתית שמייצגת את המציאות, לא נצטרך כל כך הרבה תיאוריות שכל אחת מהן חוזה תוצאות רק בתחום מסויים. אלא תהיה תיאוריה אחת שתסביר פשוט הכל.

    התיאוריות במודל הסטנדרטי אינן מוכחות עד תום, ועם כולן יש בעיות, זה דבר שרבים כאן שוכחים, ונוטים לדבר כאילו הפיזיקה הידועה לנו, זו האמת האחת והנצחית שניתנה במעמד הר סיני.

    דרך אגב, האם תוכל לפרשן את המשפט הזה שרשמת- "אם ניתן למצוא שינויים במהירות האור כתלות בכיוון המדידה, אזי מהירות האור אינה קבועה לכל המערכות האינרציאליות, מכאן נובע שהזמן איננו מימד נוסף, ולכן לדעתו יש רק 3 מימדים ולא מרחב-זמן 4 מימדי."

  8. ושכחתי עוד דבר נחמד:-

    לדעתי היקום מתפשט גם בסקלות קטנות והתרחקות הירח מכדור הארץ נובעת כתוצאה מהתפשטות היקום ומוכיחה זאת. שניים וחצי ס"מ לשנה בגלל התפשטות היקום ועוד כ13 מ"מ לשנה בגלל שינוי במהירות האור הגורם לטעות מדידה בקרן הליזר המשמשת למדידה.
    שוב, דבר לא מקובל.
    יש לי עוד כמה דברים לא מקובלים אבל אני חושב שמה שאמרתי הוא כבר מספיק.

    אך, איזה לילה אפל.
    סבדרמיש יהודה

  9. אני קורא את המאמר ואת התגובות ומתקשה להאמין שאתר הידען מרשה לעצמו לספר לנו על דברים שאינם עומדים בקונצנזוס המדעי המקובל.
    אבי היקר- מה יהיה על נישמותיהן התמימות של תלמידנו היקרים???
    והיכן הצנזורה "הברוכה"???

    לפני יומיים העביר דני לאתר שלי כתובת של מאמר שהופיע ביוניברס טודיי על מושג חדש במדע הקוסמולוגיה- "הבולענים האפלים" שמצטרף למסה האפלה ולאנרגיה האפלה.

    http://www.universetoday.com/2009/04/22/dark-matter-dark-energy-now-theres-dark-gulping/

    מה שהרשים אותי בעיקר הייתה מערכת התגובות שניתנה למאמר זה שם ביוניברס טודיי שהוא אתר "קצת" יותר חשוב מהיידען. אף אחד לא העלה שם בדעתו לצנזר את המגיבים שגיחכו על המאמר עצמו ועל רעיון המסה האפלה, האנרגיה האפלה והחורים השחורים.

    האם לא הגיע הזמן שתפסיקו את הצינזור כאן???

    כשאני רואה את המאמרים האלה שמצוטטים כאן הרי כולם מדברים על דברים לא מקובלים אז למה לכל הרוחות לפרופסורים הניכבדים כאן מותר לומר שמהירות האור אינה קבועה וכשעבדכם הנאמן אומר זאת זה לא מקובל?

    למה צונזר מאמר שכתבתי שאם המסה האפלה בנוייה מחלקיקים כמו שמשערים הרי שלמעשה המסה האפלה מקיימת את כל התכונות של גז עם כל מה שנובע מכך?, האם זה כל כך לא הגיוני להגיד דבר כזה.

    אני חוזר ואומר- לדעתי:-
    מהירות האור משתנית בסדר גודל של כס"מ אחד לשניה בשנה.
    משקל גופים קטן גם הוא כפונקציה של הזמן,
    אין דבר כזה נקודה סינגולארית כי היא מחוץ מטווח ההגדרה של החוקים הפיזיקאלים הקיימים.
    חוק הגרביטציה של ניוטון שונה למרחקים גדולים ולמעשה מתאפס במרחקים הקוסמולוגיים הגדולים.
    תנועת הגלקסיות נובעת מלחץ הנובע מהחלקיקים הרבים הנעים במרחבי היקום ולא מגרביטציה.

    זה נישמע לכם משוגע??, אתם רוצים לצנזר את זה??, באמת לא איכפת לי ותעשו שם בידען מה שאתם רוצים.

    שבת שלום
    סבדרמיש יהודה
    מדע וטבע- סבדרמיש

  10. נעם:
    אנחנו בחברה טובה כיוון שמסתבר שגם אנשים מאד רציניים לא ממש שמעו על זה.
    להלן תשובה ששלח לי פרופסור רן דונגי – מומחה לתורת המיתרים מאוניברסיטת פנסילבניה:

    Hi Michael,

    Sorry, I have no expertise whatsoever in experimental physics, so I'm clearly the wrong person to evaluate this. My only two comments are:

    * I thought the conventional speed is 299792.458km.s, or something like that – his central value seems to e exactly 300,000?

    * Being on the jaded/conservative side, I tend to become rather suspicious when someone declares that "These developments completely change fundamental physics and our understanding of reality." 🙂 It's clearly someone on the outside trying to get in.

    We are arriving in Israel May 14th and leaving the 28th. It would be great to see you. Please call me at my parents' place and we'll make plans.

    Lehitraot,
    Ron

  11. מיכאל,

    לגבי המשפט האחרון – קרוב לודאי זה נכון.

    המימצאים שלו שומטים את הקרקע מאחת משתי האקסיומות של תורת היחסות הפרטית, לכן לא מובנת לי הטענה אין סתירה לתורה זו.

    אשמח לשמוע הערות והארות נוספות

  12. נעם:
    התחלתי לעיין במאמר.
    הוא עצמו טוען שאינו סותר את תורת היחסות הפרטית ואף מדגיש שממצאיה של זו נבדקו בניסויים רבים ונמצאו נכונים.
    אינני יודע כרגע מה לומר יותר.
    אנסה להתעמק עוד ואערב גם חברים שעוסקים בנושא באופן פעיל.
    על פניו נראה לי שאם היה בזה משהו רציני כבר היינו שומעים יותר רעש.

  13. יעל

    מה שהתכוונתי, זה לשאול את דעתך על המסקנות שלו, שלמעשה מערערות את הבסיס של תורת היחסות הפרטית.

    אם ניתן למצוא שינויים במהירות האור כתלות בכיוון המדידה, אזי מהירות האור אינה קבועה לכל המערכות האינרציאליות, מכאן נובע שהזמן איננו מימד נוסף, ולכן לדעתו יש רק 3 מימדים ולא מרחב-זמן 4 מימדי.

    השאלה היא האם זה מאמר איזוטרי חסר משמעות או מאמר רצינים המערער את תורת היחסות

    מיכאל, יהודה – מה דעתכם?

    (אגב, התכווצות לורנץ קשורה לתורת היחסות הפרטית ולא הכללית)

  14. היי נעם,

    עיינתי בהקדמה ובמסקנות של המאמר ולפי מה שהבנתי
    מר קהיל מנסה בעצם לתהות האם מהירות האור היא זהה בכל כיוון שנמדוד אותה. ובסוף הוא מגיע למסקנה שהאור לא נע לכל כיוון באותה מהירות. כאשר הוא מודד את מהירות האור בכיוון מרכז הגלקסיה שלנו למשל, ששם יש מסה גדולה מאוד, יש סטיה במדידת האור בהשוואה לשאר הכיוונים. והוא מגיע למסקנה שזה בגלל גלי כבידה גבוהים יותר בכיוון זה. אז זו הוכחתו לקיומם של גלי כבידה.
    ועוד הוא אומר שהדבר סותר טיעונים ביחסות הכללית של איינשטין ושאולי מדובר בתיקונים בתיאוריה מאחר ומהירות האור מציינת שם קבוע.
    הוא מזכיר גם את ניסוי מיקלסון מורלי שזה הניסוי הראשון נדמה לי שביצעו למדידת מהירות האור, ששם השתמשו בפולס הלוך ושוב. בשונה מהפולס ששולחים בניסוי זה -רק הלוך בלי ושוב.
    ואח"כ הוא מזכיר את מילר שניסה גם הוא למדוד את מהירות האור הנע בתוך האתר (חומר תיאורטי שממלא את כל החלל) כי בעצם הם ניסו להוכיח את קיומו של האתר לפי אנומליה במדידת האור, סטיה שהם קיוו למצוא במהירות האור הנמדדת יחסית לכיוון תנועתו של כדה"א, אך הם בזמנו לא מצאו סטיות והוכיחו שה"אתר" לא קיים.
    עוד הוא טוען בנוגע ליחסות שיש להסתכל על המרחב-זמן כ-3 מימדי, ולא כ-4 מימדי כפי שהציע אינשטין (כלומר 3 מימדים של מרחב ואחד של זמן) משום שהזמן לדעתו הוא אופיין שונה במהות. הזמן מתאר תהליך ולא ציר גיאומטרי כמו המרחב.
    הוא מזכיר גם את מושג התקצרות האורך של לורנץ-פיצגרנד שזו טענה שיוצאת מתוך היחסות הכללית ואומרת שאם תנוע במהירויות מאוד מאוד גבוהות אתה תתקצר ואתה גם תראה את כל הסביבה שלך קצרה יותר באורך.

    לסיכום,
    טענותיו של מר קוהיל במאמר :
    1) מהירות האור אינה דבר קבוע
    2) קיימים גלי כבידה
    3) גלי כבידה משפיעים על מהירות הפוטונים
    4) היקום בנוי משלושה מימדים ולא ארבעה כפי שמציעה היחסות, והזמן מתאר תהליך ולא מימד גיאומטרי.

    אולי לא הבנתי כהלכה את טיעוניו של מר קוהיל, אשמח לשמוע תגובתך על כך.

  15. יעל פטר,

    נתקלתי המאמר במופיע בלינק הבא:

    http://blog.hasslberger.com/docs/Cahill_Experiment.pdf

    בקצרה, המחבר טוען שההנחה בסיסית של אינשטין בדבר אחידות מהירות האור בכל הכיוונים, ללא תלות המערכת הייחוס – פשוט איננה נכונה.
    לטענתו, אם מבצעים את המדידה בצורה נכונה, כלומר מדידת מהירות האור לא בשיטת "הלוך- חזור" אלא "הלוך" בלבד, מקבלים סטייה משמעותית התלויה בכיוון המדידה.

    אשמח מאוד אם תמצאי זמן לעיין במאמר (הלא פשוט כלל) ולהביע דעתך.

  16. למוטי, אז איך זה שכשאנטישמים והיהודים נפגשו, היהודים הפכו לקרינה ולאנטישמים לא קרה כלום?

  17. יש סיפור יפה ששמעתי על יקום העשוי מאנטי חומר – נקרא לו לצורך העניין אנטי יקום. בתוך האנטי יקום יש אנטי שביל החלב, ובתוכה אנטי כדור הארץ. באנטי כדור הארץ יש אנטי בניין, בתוך האנטי בניין יש אנטי חדר. פותחים את האנטי דלת וליד האנטי שולחן יושב…. אנטישמי.

  18. אם העץ שלו יהיה אנטי אז לא נראה שינוי משמעותי,
    אך במקרה של עץ רגיל,
    האנטי תפוח נופל רחוק מהעץ, או שהוא בכלל ממריא..תלוי באיזה חלק של המשפט מתבטאת האנטיות שלו.

  19. יעל

    ערמת שחת ולא שחט

    חוץ מזה אולי צריך לטפס שוב על המגדל בפיזה ולעשות שוב את הניסוי של גליליאו בצורה מדוייקת
    לילה טוב
    סבדרמיש יהודה

  20. תורת היחסות הכללית מדברת על מרחב שמכיל רק שדה כבידה שלא מופרע משדות אחרים, ברור שאם יש שדות אחרים שמפריעים לשדה הכבידה אז נקבל "הפרה" אבל זה לא הפרה של תורת היחסות, זה הפרה של התנאים.
    תורת היחסות לא חוזה אם היקום מקיים את תנאי הריקנות של תורת היחסות, את זה רק הניסוי יכול להוכיח. ולכן אין שום הפרה..

    🙂

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

דילוג לתוכן