Za svaku akciju postoji jednaka i suprotna radnja. Ova formulacija Newtonovog trećeg zakona ima dvije vrlo važne posljedice: prvo, postoji fizička količina koja se uvijek čuva u svemiru (zamah), i drugo, zakoni fizike su isti bez obzira na vaš položaj u prostoru. Čini se da je samo nekoliko riječi, ali u stvari su kolosalne, jer ako želite, na primjer, prisiliti uređaj za promjenu pokreta, trebate ga gurnuti s nečim.
To bi mogao biti raketni ispuh, gume uz cestu, kotači vlaka na tračnicama ili čak fotoni koji odskaču s jedra. Jedino što je zabranjeno je takozvani inerkoid, gibanje bez reakcije: djelovanje bez reakcije. Tako se kaže EMDrive - "nemogući" svemirski motor koji je nedavno prošao NASA testove. Ako zapravo djeluje kako se reklamira, to krši zakone fizike. Ali postoji i moguća rupa: možda postoji reakcija, jednostavno je nismo našli. Moguće je da postoji protivljenje, ali je povezano s tamnom materijom.
Prema standardnom modelu kozmologije, većina materije u svemiru nije u obliku atoma ili drugih poznatih čestica. Ne, velika većina mase - s 5-na-1 razlike - je tamna tvar. Tamna materija se ne sudara, ne uništava i više ne djeluje sa sobom ili s drugom, običnom materijom ni pod kojim poznatim okolnostima, osim gravitacijskog utjecaja. 13,8 milijardi godina kasnije, formirao je divovsku, difuznu kozmičku mrežu gravitacijskih struktura i ogromne sferne halove promjera više od milijun svjetlosnih godina koji leže po galaksijama poput naše. Tamna materija prožima svaki kvadratni centimetar naše galaksije, uključujući svaki objekt na Zemlji, čak i naša tijela, iako u malim količinama.
Međutim, pod određenim uvjetima, tamna se tvar može nagovoriti na interakciju sa sobom ili sa običnom materijom, ovisno o njezinoj prirodi. Ako se tamna tvar sastoji od WIMP-ova (WIMP, slabo interaktivna masivna čestica), tada bi detektor mogao otkriti produkt njezinog uništavanja. Ako se sastoji od vrlo lakih, čestica niske mase, u određenim se uvjetima može kombinirati s fotonima. Jedan od eksperimenata usmjerenih na pronalaženje sjekira poznat je pod nazivom ADMX: eksperiment s sjekirom tamne materije. Godine 1983. fizičar Pierre Sikivi izumio je akionski haloskop iskorištavajući činjenicu da se par aksona-fotona može pod određenim uvjetima pojačati u elektromagnetskoj šupljini. Dvadeset godina kasnije ADMX je izrastao iz ove studije i od tada su znanstvenici tražili osovine koristeći ovu metodu.
Do danas, nažalost, njihova potraga još nije okrunjena uspjehom. Možda sjekire ne postoje ili, ako nisu tamne materije, mogu imati različite parametre na koje ADMX nije dovoljno osjetljiv. Sasvim je moguće da su različite elektromagnetske šupljine različitih svojstava mogle aktivirati interakcije s aksionima. Moguće je da mogu doći do interakcije fotona-aksiona, a šupljina s potrebnim parametrima dovela je do rasipanja akcija u željenom smjeru. Malo je vjerojatno, ali sasvim prihvatljivo da je EMDrive takva šupljina.
Kako radi? U bilo kojem trenutku u vremenu, čestice tamne materije prolaze kroz sva područja prostora, bez ograničavanja prisutnošću materije ili drugih čestica Standardnog modela. U elektromagnetskoj šupljini fotoni određene frekvencije skaču u svim smjerovima, održavajući zamah i ne stvarajući potisak. Ali ako se fotoni kreću u određenom smjeru - na primjer, do stražnjeg dijela šupljine - mogu se sudariti s česticama tamne materije i to će biti:
Promotivni video:
- Foton mijenja zamah i kreće se "malo manje unatrag" i "malo više naprijed" nego što je bio prije sudara s česticom tamne materije.
- Foton se sudara sa stijenkom šupljine, reflektira se od nje i odašilje impuls u smjeru prema naprijed za samu šupljinu.
- Čestica tamne materije prima impuls upravo u suprotnom smjeru: natrag.
- Zamah je sačuvan jer ga tamna tvar nosi u sebi, jednak je i suprotan po veličini s onom koja upija šupljinu.
Ako se to dogodi, onda je ovo pravi pomak. Budući da je tamna tvar posvuda, za putovanje kroz galaksiju trebao bi nam samo izvor energije - ne gorivo, jer ćemo u bilo kojem trenutku u svemiru pronaći dovoljno tamne materije. To znači da ćemo dobiti metodu za otkrivanje tamne materije koja se slučajno sudara s našim česticama i tako potvrđujemo njegovo postojanje. I što je najvažnije, sve to ne krši zakone fizike, jer je sačuvan zamah.
Rezultati ispitivanja EMDrive tek moraju biti dokazani. Postoji puno potencijalnih izvora grešaka, a sama mjerenja ukazuju na veliku nesigurnost u tome koliko potiska se proizvodi. Još nije jasno postoji li stvarno potisak bez reakcije ili postoji li reakcija koju još nismo pronašli.
A objašnjenje koje uključuje tamnu tvar također će biti dvojbeno, jer zahtijeva mnogo nepoznanica. Ali ako EMDrive stvarno djeluje koristeći tamnu energiju, a otajstvo tamne materije riješi se jednom zauvijek na najneočekivaniji način, to će biti nevjerojatno.
ILYA KHEL
