23 augustus 2017

Negatieve massa, bestaat dat ook?

Bestaat negatieve massa?

Bestaat negatieve massa?

We weten wat massa is en aan alles wat massa heeft kennen we een positieve waarde toe, of het nou gaat om elementaire deeltjes of om planeten, sterren of complete sterrenstelsels. Maar theoretici zouden geen theoretici zijn als ze niet op de proppen zouden komen met iets dat negatieve massa heet en dat een negatieve waarde zou hebben, bijvoorbeeld -2 kg. Onlangs verscheen een interessant artikel op de ArXiv over negatieve massa van het duo Saoussen Mbarek en M.B. Paranjape genaamd ‘Negative mass bubbles in de Sitter space-time‘ en daarin wordt de mogelijkheid onderzocht of negatieve massa kan bestaan binnen de Algemene Relativiteitstheorie (ART). ‘Gewone massa’, dus de massa met een positieve waarde, kent drie soorten, te weten

Reacties

  1. Rob+Heusdens zegt:

    Negatieve energie en repulsieve zwaartekracht kennen we al, dat volgt nl. uit het inflatie model.
    Negatieve massa is ooit al eens theoretisch onderzocht door Bondi.
    Negatieve massa gedraagt zich vreemd, want door het gelijkheids principe (graviterende massa = inerte massa) zou negatieve massa, ondanks de positieve onderlinge zwaartekracht (-1 x -1 = +1) tóch afstotend zijn, omdat volgens F=ma, bij negatieve massa de versnelling in omgekeerde richting gaat dan de kracht.
    Stel dat er bij de oerknal evenveel positieve als negatieve massa zou zijn gecreerd. De negatieve massa zou zich dan verdelen vanwege haar repulsieve eigenschappen, de positieve massa bijeenklonteren in sterren stelsels.
    Maar negatieve massa wordt aangetrokken door positieve massa, en zal dus een schil vormen rond de positieve massa.
    Overigens zou je iets raars krijgen als je een negatieve massa en positieve massa van gelijke absolute grootte bijelkaar brengt, want de negatieve massa zou naar de positieve massa toeversnellen, de positieve massa juist ervan af, en ze zouden dus beide in dezelfde richting versnellen. Maar de totale energie (kinetisch + massaenergie) en de totale impuls blijft nul.
    Volgens een andere onderoeker gebeurd zoiets echter niet, maar zou zo’n stelsel een soort Zitterbewegung maken. Zie: http://vixra.org/pdf/1201.0081v1.pdf

    Ook zou electro-magnetische aantrekkings kracht bij negatieve massa precies omgekeerd zijn: gelijke ladingen trekken elkaar aan, ongelijke stoten elkaar af.

    • Dat van die negatieve energie is wel een interessante. Net als voor gewone massa geldt dat massa en energie verwisselbaar (e=mc^2) zijn zou dat ook voor negatieve massa moeten gelden (-e=-mc^2). Ik weet alleen niet of negatieve energie en repulsieve zwaartekracht volgen uit het inflatiemodel. Dat model gaat uit van een inflatonveld, dat de exponentiële expansie voedt, maar ik geloof niet dat het inflaton een negatieve energie heeft. Alan Guth ging uit van een vals vacuüm met een positieve energie. De repulsieve zwaartekracht komen we tegen bij de donkere energie, die het heelal versneld doet expanderen – weliswaar veel langzamer dan het inflaton, maar toch. Misschien is er wel een verband te leggen tussen de donkere energie en de negatieve massa/energie.

      • Rob+Heusdens zegt:

        Nee, niet het inflaton veld. Maar de conditie van inflatie die vaak aangenomen wordt (“slow-roll”) betekent dat de ENERGIE DICHTHEID tijdens de inflatie ongeveer gelijkblijft, terwijl het heelal dan exponentieel snel opzwelt. Dat betekent dus dat er in totaal meer energie is dan voorheen. Maar de wet van behoud van energie geldt nog steeds, dus die energie wordt dan gehaald uit de potentiaal van de zwaartekrtacht die NEGATIEF is en onbeperkt negatief kan worden. Verder werkt de zwaartekracht tijdens de inflatie dus repulsief vanwege negatieve druk.

      • Rob+Heusdens zegt:

        Of er verband gelegd kan worden tussen donkere energie en negatieve massa/energie. In de eerste plaat vraag ik me af of donkere enegie niet gewoon een restant kan zijn van het inflaton veld waarvan de potentiaal dan welliswaar klein is, maar niet nul. En verder las ik ergens dat negatieve massa als verklaring voor donkere energie niet zou kunnen werken, want als de hoeveelheid negatieve massa constant zou zijn, zou er door uitdeiing juist minder repulsie/uitdeiing zijn, terwijl het tegenovergestelde waarnemen: versnelde uitdeiing.

  2. Rob+Heusdens zegt:

    Deze paper is ook wel interessant (Dragan Slavkov Hajdukovic: Is dark matter an illusion created by the gravitational polarization of the quantum vacuum?)

    http://arxiv.org/abs/1106.0847

  3. Rob+Heusdens zegt:

    En dit artikel (wat over dezelfdfe theorie van Dragon Slavkov Hajdukovic gaat):

    http://news.nationalgeographic.com/news/2011/08/110831-dark-matter-proof-gravity-quantum-theory-cern-space-science/

  4. rudiev zegt:

    In plaats van allerlei nieuwe en exotische theorieën te verzinnen om negatieve massa een bestaan te geven kan ook gekeken worden naar massa met een temperatuur onder 0 kelvin. Laat je niet vergissen in het gegeven van een temperatuur onder 0 kelvin, want het is eigenlijke een temperatuur hoger dan oneindig, wat misschien net zo tot de verbeelding spreekt als onder 0 kelvin. 🙂
    In het kort komt het er op neer dat deeltjes niet de laagste energietoestand verkiezen zoals gebruikelijk is in ons universum, maar dat deeltjes de hoogste mogelijke energietoestand verkiezen om zo andere eigenschappen te verkrijgen, oa een anti-zwaartekrachteffect.

    http://www.nature.com/news/quantum-gas-goes-below-absolute-zero-1.12146
    [quote=uit link]
    If built, such systems would behave in strange ways, says Achim Rosch, a theoretical physicist at the University of Cologne in Germany, who proposed the technique used by Schneider and his team3. For instance, Rosch and his colleagues have calculated that whereas clouds of atoms would normally be pulled downwards by gravity, if part of the cloud is at a negative absolute temperature, some atoms will move upwards, apparently defying gravity4.

    Another peculiarity of the sub-absolute-zero gas is that it mimics ‘dark energy’, the mysterious force that pushes the Universe to expand at an ever-faster rate against the inward pull of gravity. Schneider notes that the attractive atoms in the gas produced by the team also want to collapse inwards, but do not because the negative absolute temperature stabilises them. “It’s interesting that this weird feature pops up in the Universe and also in the lab,” he says. “This may be something that cosmologists should look at more closely.”
    [/quote]

    http://www.livescience.com/25959-atoms-colder-than-absolute-zero.html
    [quote=uit link]
    Temperature depends on how much atoms move — how much kinetic energy they have. The web of laser beams created a perfectly ordered array of millions of bright spots of light, and in this “optical lattice,” atoms could still move, but their kinetic energy was limited.

    Temperature also depends on how much potential energy atoms have, and how much energy lies in the interactions between the atoms. The researchers used the optical lattice to limit how much potential energy the atoms had, and they used magnetic fields to very finely control the interactions between atoms, making them either attractive or repulsive.

    Temperature is linked with pressure — the hotter something is, the more it expands outward, and the colder something is, the more it contracts inward. To make sure this gas had a negative temperature, the researchers had to give it a negative pressure as well, tinkering with the interactions between atoms until they attracted each other more than they repelled each other.

    “We have created the first negative absolute temperature state for moving particles,” said researcher Simon Braun at the University of Munich in Germany.
    [/quote]

    Zo zou je kunnen denken dat tijdens het onstaan van het universum de ruimte nog beperkt was voor de deeltjes waarin ze dus nog hun hoogste energietoestand hadden en zo met een anti-zwaartekrachteffect de ruimte versnelt uit hebben doen zetten. Na een fractie van de tijd was de ruimte groot genoeg voor de deeltjes en gingen ze naar een lagere energietoestand en begon de afkoeling. Hiermee was de zeer korte periode van versnelde inflatie afgelopen.
    Ook heb je hiermee geen exotisch inflatonveld nodig. 🙂

    Meer van hetzelde over temperaturen onder 0 kelvin:
    http://phys.org/news/2013-01-atoms-negative-absolute-temperature-hottest.html
    http://phys.org/news/2013-01-gas-temperature-absolute.html
    http://www.physicscentral.com/explore/action/negative-temperature.cfm

    Je zou je dan nog af kunnen vragen hoe het komt waarom het universum dan versneld uitzet?
    Je zou misschien op een manier kunnen stellen dat in het vroeger universum het universum nog ‘klein’ genoeg was om de versnelling enigsins in toom te houden met de zwaartekracht. Maar doordat het universum groter werd werd de grip van zwaartekracht steeds minder en kreeg het universum de kans om steeds sneller uit te zetten. Ook wordt er nog steeds massa omgezet naar energie en zou je kunnen stellen dat de totale zwaartekracht aanwezig in het universum afneemt. Wellicht minimaal, maar misschien genoeg?

    Alemaal natuurlijk zeer speculatief en zomaar een gedacht van mij die al sinds het lezen van deze negatieve absolute temperaturen speelt. Ik zit alleen nog te denken hoe het higgsveld hierin meegenomen zou kunnen worden, maar er zou iets kunnen spelen tussen de energietoestand van een deeltje en het higgsveld. Ook zou ik wel meer willen weten hoe zo’n hoogste energietoestand opeens een anti-zwaartekrachteffect zou kunnen hebben, want op de een of andere manier zegt dat ook iets over hoe zwaartekracht werkt en/of tot stand komt.

Laat wat van je horen

*