Двойните системи с отрицателна маса генерират безпрецедентно гравитационно излъчване, показва проучване

Pesquisadores идентифицира, че бинарни системи, съставени от обекти с отрицателна маса, ще произвеждат сигнали на гравитационно излъчване с характеристики, невиждани досега в Universo. Новото проучване, разработено в партньорство между изследователски институции, предлага обсерваториите за гравитационни вълни да открият тези източници и да установят строги ограничения за съществуването на отрицателна маса в природата.

Теорията на Relatividade Geral, формулирана от Albert Einstein, математически допуска съществуването на обекти с отрицателна маса. Apesar на тази теоретична възможност, основният въпрос остава открит: могат ли такива маси да бъдат конструирани в действителност? Наскоро публикуваната работа предоставя стратегия за наблюдение, за да отговори на този въпрос чрез откриване на специфични модели на гравитационно излъчване.

Масовите категории Três определят поведението на обектите

Физиката класифицира масата в три различни категории, които определят как обектите взаимодействат с гравитационните сили и полета. Инерционната маса представлява съпротивлението на обекта срещу ускорение, когато върху него действа сила. Активната гравитационна маса описва способността на обекта да генерира гравитационно поле, което влияе на други тела около него. Пасивната гравитационна маса от своя страна определя количествено как даден обект реагира на гравитационното поле, създадено от други обекти в космоса.

Законът за запазване на линейния импулс изисква активната и пасивната гравитационни маси да са еднакви. Ако се различават, импулсът, получен от един обект по време на гравитационно взаимодействие, няма да бъде компенсиран от импулса, загубен от друг обект, нарушавайки фундаментален принцип на симетрия в законите на физиката. Ограничението на Essa възниква директно от пространствената транслационна инвариантност, тоест свойството, че физическите закони остават непроменени, когато системата промени позицията си в пространството.

Princípio на Equivalência свързва гравитационни и инерционни явления

Princípio на Equivalência представлява основата на теорията на Айнщайн за Relatividade Geral. Ele постулира, че инертната маса на обект е равна на неговата пасивна гравитационна маса. Предложението на Essa се основава на векове на експериментални наблюдения, от работата на Galileu Galilei до съвременни изследвания, всички демонстриращи, че обекти с различни маси се ускоряват еднакво под въздействието на гравитацията, независимо от техния състав или големина на масата.

Изследователите на Quando, обсъждащи хипотетични обекти с отрицателна маса, често приемат, че както запазването на линейния импулс, така и Princípio на Equivalência остават валидни. Предположението на Essa предполага, че трите форми на маса биха били равни и за отрицателни маси. Contudo, Princípio на Equivalência е експериментално валидиран само за положителни маси. Para отрицателни маси, тази симетрия може да не се поддържа, отваряйки нови физически сценарии.

Dipolar Radiação възниква от системи с неравномерни гравитационни маси

Наскоро публикуваната статия, разработена в сътрудничество с видни изследователи, демонстрира, че бинарна система, съдържаща два обекта с различни съотношения между техните гравитационни и инерционни маси, би излъчвала диполярно гравитационно лъчение. Моделът Esse се различава фундаментално от квадруполното гравитационно излъчване, типът, наблюдаван при всички откривания, потвърдени до момента от детекторите за гравитационни вълни LIGO, Virgo и KAGRA.

Физическата ситуация наподобява система от електрически заряди с противоположни знаци с положителни инертни маси. Até Понастоящем от обсерваториите не са регистрирани доказателства за двуполярно гравитационно лъчение. Ограниченията за наблюдение, наложени от тези инструменти върху възможни диполярни радиационни емисии, са изключително строги, като силно ограничават свойствата, които такива системи могат да проявят.

Mesmo В сценарий, при който Universo съдържаше само отрицателни маси, които стриктно се подчиняват на Equivalência на Princípio, бинарните системи, включващи тези маси, биха генерирали сигнатури на гравитационни вълни, коренно различни от познатите в момента:

• Sistemas с отрицателна обща маса произвежда отблъскващи сили между компонентите, което прави формирането на стабилни и дълготрайни бинарни орбити невъзможно
• Sistemas с обща положителна маса, където отрицателната маса е по-малка по величина от положителната маса, позволяват кръгови орбити, но се развиват чрез разширяване, а не чрез свиване, генерирайки анти-чирп сигнали с намаляваща честота
• Sistemas с нулева обща маса съответстват на физически бягащи решения, при които двойката се ускорява към скоростта на светлината, изключвайки периодичното орбитално движение

Anti-chirp би обърнал известния подпис на сливания

Разликата между поведението на конвенционалните бинарни системи и тези, съдържащи отрицателна маса, основно се крие в енергийната еволюция на орбитата. В конвенционална двойна система с две положителни маси, орбиталната енергия започва с отрицателна стойност и става прогресивно по-отрицателна с намаляването на разстоянието. Quando системата губи енергия чрез излъчване на гравитационни вълни, тази загуба тласка системата към спирализация, увеличавайки честотите прогресивно и непрекъснато.

Contrariamente, в положително-отрицателна система с положителна обща маса, орбиталната енергия започва от положителни стойности и намалява към нула с увеличаване на разделянето. Същата загуба на енергия, дължаща се на излъчване на гравитационни вълни, след това кара системата да се разширява, вместо да се свива. Характеристиката на Essa ще произведе анти-чирп сигнали, при които честотата прогресивно намалява, вместо да се увеличава, представлявайки точно обратното на модела, наблюдаван във всички източници, открити до момента от консорциума LIGO-Virgo-KAGRA.

Leia Tambem

Netflix прави премиери на пет продукции между 1 и 5 юни 2026 г

Изригването на вулкана Hunga Tonga през 2022 г. пречисти метана, изпуснат в атмосферата

Стивън Къри е на шесто място сред най-добре платените спортисти в света със 124,7 милиона щатски долара

Липсата на анти-чирп сигнали в настоящите каталози на гравитационните вълни осигурява пряко ограничение за наблюдение на потенциалната популация на двоични системи, включващи отрицателна маса в наблюдавания Universo, ограничавайки тяхното разпространение до изключително ниски нива, ако изобщо съществуват.

Последните Descobertas възобновиха въпроси относно изобилието на отрицателна маса

Nos През последните месеци две научни публикации предполагат възможното съществуване на изобилна популация от обекти с отрицателна маса в космоса. Предложенията на Essas възобновяват дискусиите, започнали преди десетилетия. През 1957 г. физикът Herman Bondi публикува основополагаща работа, демонстрираща, че Relatividade Geral строго допуска съществуването на отрицателни маси от математическа гледна точка.

Posteriormente, през 2015 г. Robert Forward представи подробни анализи, показващи как отрицателните маси по принцип могат да бъдат използвани за системи за задвижване без необходимост от химическо или конвенционално гориво. Apesar От тези теоретични изследвания критичният въпрос остава отворен: може ли отрицателна маса да бъде изградена и поддържана в лабораторията или да съществува естествено в Universo?

Съществуването на отрицателна маса би генерирало дълбоки и смущаващи последици за фундаменталната физика. Обектите Tais могат да служат като градивни елементи за инженерни машини на времето, нарушавайки принципа на причинно-следствената връзка. Само импликацията на Essa предполага, че ако съществува отрицателна маса, тя трябва да бъде ограничена от все още неизвестни механизми, които запазват причинно-следствените структури на Universo.

Astrofísica на гравитационните вълни не разкри неочаквани източници

Последното десетилетие на наблюдения на гравитационните вълни, започвайки с историческото откриване през 2015 г., създаде солиден каталог от събития. Contudo, всички открити източници принадлежат към предвидени категории: сливания на черни дупки и сблъсъци на неутронни звезди. Nenhuma напълно неочакван източник се появи от тази нова граница на наблюдение.

Резултатът от Esse контрастира поразително с цялата история на астрономията. Sempre, че астрономите са разработили обсерватории в нови ленти на електромагнитния спектър, са открили радикално неочаквани явления. Radiotelescópios разкри космическа микровълнова фонова радиация, сложни междузвездни молекули и бързи радио изблици. Рентген Telescópios разкрива нарастващи черни дупки, рентгенова фонова радиация и високоенергийни галактически купове. Гама-лъчите Telescópios идентифицираха гама-лъчи, гама-пулсари и космическото гама-лъчево фоново лъчение.

Липсата на изцяло нови открития в гравитационните вълни представлява значително отклонение от тази научна традиция за непрекъснато разкриване на неизвестни явления чрез нови възможности за наблюдение.

Sistemas с отрицателна маса като нова цел за наблюдение

Наскоро завършената работа предлага конкретно предложение: бинарни системи, съдържащи членове с отрицателна маса, биха генерирали гравитационни вълнови сигнали със свойства, радикално различни от всичко наблюдавано. Системите Esses представляват жизнеспособни нови цели за оперативни и бъдещи обсерватории за гравитационни вълни.

Последствията са двойни. Primeiro, такива обсерватории биха могли потенциално да открият тези източници, ако отрицателна маса действително изобилства в Universo в значителни количества. Segundo, като не откриват тези различни сигнатури, детекторите могат да установят най-строгите граници на наблюдение, постигани някога за изобилието от отрицателна маса в цялата космическа структура, драматично прецизирайки разбирането ни за фундаменталния състав на Universo.