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.

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

דילוג לתוכן