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
- de inertiële massa, ook wel trage massa genoemd: de eigenschap dat een voorwerp een verandering van zijn bewegingstoestand tegenwerkt, weergegeven door de eerste en tweede wet van Newton.
- de passieve zware massa, die verbonden is met de zwaartekracht en welke het ‘gewicht’ van een voorwerp bepaalt. Deze massa wordt weergegeven in Newton’s gravitatiewet.
- en dan is er nog een derde soort massa, die nog wel eens vergeten wordt: de actieve zware massa, welke het zwaartekrachtsveld vormt.
Tussen de inertiële en passieve zware massa is een verwantschap, want zoals Einstein in 1911 als eerste stelde is de trage massa uit de eerste wet van Newton equivalent (gelijk) is aan de zware massa uit de gravitatiewet van Newton. Dat is het equivalentieprincipe, dat er voor zorgt dat voor een waarnemer er geen manier bestaat om een verschil te meten tussen een gravitatiekracht in een stilstaand stelsel of een inertiaalkracht in een versnellend stelsel en dat dat onderscheid dus niet terecht is (zie afbeelding hieronder).
In het artikel van Mbarek en Paranjape wordt gekeken naar negatieve actieve zware massa, massa dat in staat is om een afstotend zwaartekrachtsveld te genereren. Binnen de ART wordt gesteld dat voorwerpen moeten voldoen aan de ‘dominant energy condition‘, dat bepaalt dat niets sneller kan dan het licht. Binnen die conditie hebben Mbarek en Paranjape een oplossing gevonden voor een voorwerp met een negatieve massa in een heelal dat een inflatieperiode heeft gekend. Bepaalde vormen van exotische materie zouden zulke negatieve massa kúnnen hebben. Géén bewijs dat het ook echt bestaat, alleen maar een berekening dat het in theorie mogelijk is. Eh… nog één toevoeging: naast materie heb je ook antimaterie, dat is geen nieuws. Alleen heeft antimaterie ook gewoon positieve massa, die net als van gewone materie zorgt voor een aantrekkende zwaartekracht. Bron: Koberlein.
