Robot pokazuje, że można przepłynąć przez pustkę zakrzywionego wszechświata: ScienceAlert

Gdyby astronauci nagle dryfowali w międzygwiezdną pustkę, musieliby odepchnąć swoje ciała w bezpieczne miejsce, kopiąc i machając kończynami w kierunku schronienia w pustce.

Na nieszczęście dla nich fizyka nie toleruje, pozostawiając je beznadziejnie unoszące się na zawsze. Gdyby tylko wszechświat był wystarczająco zakrzywiony, ich porażka mogłaby nie być bezużyteczna.

Na wieki przed naszym wyjazdem, by ciągnąć Ziemię, Isaac Newton zwięźle wyjaśnił, dlaczego rzeczy się poruszają. Niezależnie od tego, czy jest to wyrzucanie gazu, wypychanie go na twardy grunt, czy przesuwanie płetwy w kierunku cieczy, pęd ruchu jest zachowywany przez sumę zaangażowanych elementów, tworząc reakcję, która popycha obiekt do przodu.

Usuń powietrze wokół skrzydeł ptaka lub wodę wokół ogona ryby, a wysiłek każdego trzepotania będzie pchał w jednym kierunku, a także w drugim, pozostawiając biedne zwierzę lekko trzepocze bez żadnego ruchu sieci w kierunku miejsca przeznaczenia.

Na początku XXI wieku Pomyślmy o fizykach luka w tej regule. Jeśli trójwymiarowa przestrzeń, w której występuje ten ruch, jest krzywoliniowa, zmiany kształtu lub położenia obiektu niekoniecznie będą zgodne ze zwykłymi zasadami wymiany pędu, co oznacza, że ​​obiekt nie będzie potrzebował motywu.

Sama krzywoliniowa geometria czasoprzestrzeni może oznaczać zniekształcenie czegoś — kopnięcie w prawo, trzepotanie lub trzepotanie — w końcu można zauważyć jedynie niewielką zmianę jej położenia.

Z drugiej strony pomysł, że krzywizna czasoprzestrzeni bezpośrednio wpływa na ruch, jest jak oglądanie spadającej skały na ziemię. Einstein opisał to ponad sto lat temu w swojej książce Ogólna teoria względności.

Ale pokazanie, w jaki sposób falujące wzgórza i doliny zdeformowanych przestrzeni mogą wpływać na zdolność ciała do samodzielnego poruszania się, to zupełnie inna gra w piłkę.

Aby zauważyć to w akcji bez podróżowania do najbliższej przestrzeni kosmicznej Czarna dziuraZespół naukowców z Georgia Institute of Technology, Cornell University, University of Michigan i University of Notre Dame zbudował w laboratorium zakrzywiony model przestrzeni.

Ich mechaniczna wersja sferycznej przestrzeni składa się z zestawu napędzanych silnikiem bloków poruszających się po łukowatym skrzyżowaniu torów. Połączona z obrotowym ramieniem, cała konfiguracja jest ustawiona w taki sposób, że siła grawitacyjna i opór tarcia są ograniczone do minimum.

Chociaż masy nie zerwały z fizyką, która dominowała w naszym nieco płaskim Wszechświecie, system był zrównoważony, więc zagięcia torów miałyby taki sam efekt, jak dramatycznie zakrzywiona przestrzeń. Tak przynajmniej oczekiwał zespół.

Gdy robot się poruszał, grawitacja, tarcie i zginanie zostały połączone w ruchu z unikalnymi właściwościami, które można najlepiej wyjaśnić za pomocą inżynierii kosmicznej.

„Pozwalamy naszemu zmiennokształtnemu obiektowi poruszać się w najprostszej zakrzywionej przestrzeni, sferze, aby systematycznie badać ruch w zakrzywionej przestrzeni” Mówi Fizyk z Georgia Tech Zip Rocklin.

„Dowiedzieliśmy się, że oczekiwany efekt, który był tak sprzeczny z intuicją, że został odrzucony przez niektórych fizyków, rzeczywiście wystąpił: kiedy robot zmienił kształt, poruszał się do przodu wokół kuli w sposób, którego nie można przypisać interakcjom środowiskowym”.

ramka graniczna = „0” allow=” akcelerometr; automatyczny start; Napisz do schowka. szyfrowane tryby żyroskopu; Obraz w obrazie „allowfullscreen>

Chociaż efekt jest niewielki, wykorzystanie tych wyników eksperymentalnych zgodnie z teorią może pomóc w lepszym pozycjonowaniu technologii w obszarach, w których krzywizna wszechświata staje się znacząca. Nawet w przypadku łagodnej regresji, jak również grawitacji Ziemi, zrozumienie, w jaki sposób ograniczone ruchy mogą zmieniać ultraprecyzyjne lokalizacje w dłuższej perspektywie, może nabierać coraz większego znaczenia.

Oczywiście fizycy szli ścieżką bez paliwa”.Niemożliwe silniki’ Zanim. Małe, hipotetyczne moce w eksperymentach mają sposób przychodzenia i odchodzenia, nie powodując końca debaty na temat słuszności stojących za nimi teorii.

Więcej badań przy użyciu bardziej precyzyjnych maszyn może ujawnić więcej wglądu w złożone skutki pływania nad ostrymi krawędziami wszechświata.

Na razie możemy mieć tylko nadzieję, że łagodny gradient pustki otaczającej biednego astronautę wystarczy, by zobaczyć, jak dociera do bezpiecznej przystani, zanim skończy się tlen.

To badanie zostało opublikowane w PNAS.