كتب virtual solutions

دروع الجاذبية

في عام 1948 رجل الأعمال الناجح روجر بابسون (مؤسس كلية بابسون) أسس مؤسسة أبحاث الجاذبية لدراسة الطرق التي يمكن أن تحد من آثار الجاذبية. وكانت جهودهم في البداية إلى حد ما "فوضوية"، ولكنهم عقدوا مؤتمرات من حين لآخر استقطبت أشخاصا مثل كلارنس بيردسي المعروف بمنتجاته الغذائية المجمدة إيغور سيكورسكي، مخترع المروحية. وبمرور الوقت حوَّلت المؤسسة انتباهها بعيدا عن محاولة السيطرة على الجاذبية إلي فهمها على نحو أفضل. اختفت المؤسسة تقريبا بعد وفاة بابسون عام 1967. ومع ذلك، فإنها لا تزال تدير جائزة المقال (essay award)، وتقدم جوائز تصل إلى 5000 دولار. اعتبارا من عام 2013، لا تزال تدار في بلدة ويسلي في ولاية ماساتشوستس عن طريق "جورج ريدوت الابن"، نجل المدير الأصلي للمؤسسة. ومن بين الفائزين في عالم الفيزياء الفلكية في كاليفورنيا جورج فيتزجيرالد سموت الثالث، الذي فاز لاحقا بجائزة نوبل في الفيزياء عام 2006.

أبحاث النسبية العامة في الخمسينيات

قدمت نظرية النسبية العامة في العقد الثاني من القرن العشرين، ولكن تطور النظرية تباطأ إلى حد كبير بسبب عدم وجود الأدوات الرياضية المناسبة. على الرغم من أنه يبدو أن الجاذبية المضادة محظورة في إطار نظرية النسبية العامة كان هناك عدد من الجهود لدراسة الحلول الممكنة التي سمحت بنوع من اثار الجاذبية المضادة.

ويزعم أن سلاح الجو الأمريكي أيضاً أدار دراسة ما بين 1950s و1960s. الكولونيل السابق "أنسل تالبرت" كتب سلسلتين من مقالات في الصحف مدعيا أن معظم شركات الطيران الكبرى قد بدأت أبحاث في تحكم دفع الجاذبية في 1950s. ومع ذلك، هناك القليل من التأكيد الخارجي لهذه القصص، ونظرا لأنها أُجريت في خضم فترة "السياسة بالبيان الصحفي"، أنه ليس من الواضح كم من الاهتمام يجب أن تُعطى هذه القصص. 

ومن المعروف أنه كان هناك جهودا جادة جارية في شركة "جلين مارتن" الذين شكلوا معهد البحوث للدراسات المتقدمة. أعلنت الصحف الكبرى العقد الذي أحرز بين الفيزيائي النظري "بوركهارد هايم" وشركة "جلين مارتين". جهد اخر في القطاع الخاص لإتقان فهم الجاذبية كان إنشاء معهد لفيزياء المجال، "جامعة نورث كارولينا" في "تشابل هيل" في عام 1956، من قبل أمين مؤسسة أبحاث الجاذبية "اغنيو باهنسون". 

 تم إنهاء الدعم العسكري لمشروعات الجاذبية المضادة بموجب "تعديل مانسفيلد" لعام 1973، التي قيدت وزارة الدفاع إلى الإنفاق فقط على مجالات البحث العلمي ذو التطبيقات العسكرية الصريحة. صدر التعديل مانسفيلد خصيصا لإنهاء مشاريع طويلة الامد التي ليس لديها ما تظهره نتيجة جهودهم.

تحت نظرية النسبية العامة، الجاذبية هي نتيجة لاتباع الهندسة المكانية (التغيير في الشكل الطبيعي للفضاء) التي تسببها طاقة الكتلة المحلية. وتقول هذه النظرية أن الشكل المتغير للفضاء، المشوه من قبل أجسام ضخمة، هو الذي يسبب الجاذبية، التي هي في الواقع خاصية للفضاء المشوه بدلا من أن تكون قوة حقيقية. على الرغم من أن المعادلات لا يمكن ان تنتج عادة "هندسة سلبية"، من الممكن القيام بذلك باستخدام "الكتلة السلبية".  نفس المعادلات، من أنفسهم، لا يستبعدوا وجود كتلة سلبية

ويبدو أن كلا النسبية العامة والجاذبية النيوتونية تتنبأن بأن كتلة سلبية سوف تنتج حقل جاذبية يصد الحقل الأساس. على وجه الخصوص، اقترح السير "هيرمان بوندي" في عام 1957 أن كتلة الجاذبية السلبية، جنبا إلى جنب مع كتلة القصور الذاتي السلبية، يتطابقوا مع مبدأ التكافؤ القوي لنظرية النسبية العامة وقوانين نيوتن للحفاظ على الزخم الخطي والطاقة. دليل بوندي أسفر حلول خالية من التفرد لمعادلات النسبية. [16] في يوليو 1988، قدم "روبرت فورورد" ورقة في مؤتمر الدفع المشترك AIAA / ASME / SAE / ASEE 24 التي اقترحتت نظام دفع قائم علي كتلة الجاذبية السلبية لبوندي.

وأشار بوندي إلى أن كتلة سلبية ستسقط نحو (وليس بعيدا عن) "طبيعية" المسألة، فعلى الرغم من أن قوة الجاذبية مسيطرة وكتلة سلبية (وفقا لقانون نيوتن، F =ma) يستجيب من خلال تسريع في عكس اتجاه القوة. كتلة العادية، من ناحية أخرى، سوف تسقط بعيدا عن مسألة سلبية. واشار إلى ان اثنين من الجماهير متطابقة، أحدهما إيجابي والآخر سلبي، وضعت بالقرب من بعضها البعض وبالتالي تسريع الذاتي في اتجاه خط بينهما، مع مطاردة جماعية السلبية بعد القداس إيجابية. [18] لاحظ أن لأن الكتلة السلبية تكتسب طاقة حركية سلبية، والطاقة الإجمالية للجماهير تسريع تبقى عند مستوى الصفر. وأشار إلى الأمام إلى أن يرجع إلى كتلة القصور الذاتي السلبية تأثير التسارع الذاتي، ويمكن أن ينظر يسببها دون قوى الجاذبية بين الجسيمات.

النموذج القياسي لفيزياء الجسيمات، الذي يصف جميع أشكال معروفة في الوقت الحاضر من المسألة، لا يشمل كتلة سلبية. على الرغم من أن قد تتكون المادة المظلمة الكونية من الجسيمات خارج النموذج القياسي طبيعتها غير معروف، وكتلتها المعروفة ظاهريا - منذ كانوا المفترضة من آثار الجاذبية على الأشياء المحيطة بها، وهو ما يعني ضمنا كتلتها إيجابية. الطاقة المظلمة الكونية المقترحة، من ناحية أخرى، أكثر تعقيدا، إذ وفقا لنظرية النسبية العامة لآثار كل من كثافة الطاقة والضغط السلبي تساهم في تأثيره الجاذبية 

. القوة الخامسة

 تحت النسبية العامة أي شكل من أشكال الأزواج الطاقة مع الزمكان لإنشاء الأشكال الهندسية التي تسبب خطورة. كان السؤال منذ فترة طويلة أم لا هذه المعادلات نفسها تطبق على المادة المضادة. واعتبرت القضية حلها في عام 1960 مع تطور CPT التماثل، والتي أظهرت أن المادة المضادة يتبع نفس قوانين الفيزياء ومسألة "عادية"، وبالتالي لديه محتوى الطاقة الإيجابية وأيضا تسبب (ويتفاعل مع) خطورة مثل مسألة طبيعية (انظر تفاعل الجاذبية من المادة المضادة) 

). لكثير من الربع الأخير من القرن 20th، كان المجتمع الفيزياء تشارك في محاولات لإنتاج نظرية المجال الموحد، وهي نظرية فيزيائية واحدة أن يفسر أربع قوى أساسية هي: الجاذبية، الكهرومغناطيسية، والقوى النووية القوية والضعيفة. وحقق العلماء تقدما في توحيد القوات الكم ثلاثة،. [20]

 ولكن ظلت الخطورة "مشكلة" في كل محاولة. لم يمنع هذا أي عدد من هذه المحاولات التي تبذل من، ولكن. عموما حاولت هذه المحاولات ل"تكمم الجاذبية" من خلال افتراض جسيم، وgraviton، التي تحمل الثقل في بنفس الطريقة التي الفوتون الصورة (الضوء) تحمل الكهرومغناطيسية. فشلت محاولات بسيطة على طول هذا الاتجاه كل شيء، ومع ذلك، مما يؤدي إلى أمثلة أكثر تعقيدا التي حاولت تفسير هذه المشاكل. اثنين من هؤلاء، التناظر الفائق وجاذبية فائقة النسبية ذات الصلة، والمطلوبة على حد سواء وجود ضعف للغاية "القوة الخامسة" يحملها graviphoton، الذي يقترن معا عدة في نظرية الحقل الكمومي، بطريقة منظمة. كأثر جانبي، كلتا النظريتين أيضا جميع ولكن يلزم أن المادة المضادة تتأثر هذه القوة الخامسة بطريقة مشابهة لمكافحة خطورة، يملي التنافر بعيدا عن الكتلة. أجريت العديد من التجارب للخروج في 1990s لقياس هذا التأثير، ولكن لا شيء تحقق نتائج إيجابية

 في عام 2013 بدا CERN لتأثير مضاد الجاذبية في تجربة تهدف إلى دراسة مستويات الطاقة داخل الهيدروجين المضاد 

النسبية العامة و" مركبة الالتواء"

هناك حلول لمعادلات مجال النسبية العامة التي تصف المحرك الزمكاني (محرك الالتواء) (مثل مشغل الكيوبير) والثقوب الدودية المستقرة. هذا في حد ليس ذو أهمية، بما أن اي هندسة زمكان هي الحل للمعادلات المجالية لبعض أشكال مجال موتر جهد-الطاقة .النسبية العامة لا تقيد هندسة الزمكان ما لم يتم وضع قيود خارجية على موتر جهد الطاقة .هندسة محرك الالتواء والعبور بالثقوب الدودية تتشابه في معظم المناطق، ولكنها تتطلب مناطق المادة الغريبة. وبالتالي تم استبعادها كحلول إذا موتر جهد-الطاقة يقتصر على أشكال معروفة من المادة. المادة المظلمة والطاقة المظلمة ليست مفهومة بما فيه الكفاية في الوقت الحاضر لعمل ببيانات عامة بشأن إمكانية تطبيقها على محرك الالتواء.

انطلاقة جديدة في فيزياء الدفع

خلال نهاية القرن العشرين قدمت ناسا تمويل لبرنامج انطلاقة جديدة في فيزياء الدفع من عام 1996 حتى عام 2002. درس هذا البرنامج عددا من تصاميم الدفع الفضائي البعيد التي لم تحصل على التمويل من خلال القنوات التعليمية أو التجارية.. المفاهيم المشابة للجاذبية المضادة فحصت تحت اسم "المحرك القطري". واستمر عمل برنامج انطلاقة جديدة في فيزياء الدفع بدعم من المؤسسة المستقلة تاو زيرو .