أشباح الطاقة السلبية التي تومض في الفضاء قد تكشف عن فيزياء جديدة ScienceAle

إن “دوي” الضوء الذي يظهر عندما يتجاوز الجسيم سرعة الضوء التي يحددها وسط ما يمكن، في سياقات أخرى، أن يشير إلى نوع من عدم الاستقرار الكمي الذي يمكن أن يؤدي إلى ما يعرف باسم اضمحلال الفراغ.

إذا تم رصده في فراغ الفضاء، وفقًا لعالم الفيزياء النظرية يوجيني بابيتشيف من جامعة باريس ساكلاي، فيمكن تفسير التوهج الأزرق الغريب لإشعاع شيرينكوف على أنه مظهر من مظاهر الطاقة السلبية. شبح الاضطرابات.

لماذا يهم؟ لأن نظريتنا الحالية للجاذبية غير مكتملة، ومثل هذه الإشارة من شأنها أن تقدم نظرة نادرة حول كيفية تصرف الزمكان في الأنظمة التي تنهار فيها النظريات الحالية، ومن المحتمل أن تؤدي إلى تضييق نطاق البحث عن نماذج أفضل.

متعلق ب: تم اكتشاف توهج شبحي لمحطة طاقة نووية في مياه نقية على بعد 150 ميلاً

“هنا نظهر أنه يمكن للمرء أن ينظر إلى تأثيرين فيزيائيين مختلفين تمامًا، إشعاع شيرينكوف وعدم الاستقرار الشبحي، من نفس المنظور.” يكتب بابيتشيف في ورقته.

“أي أننا سنثبت أنه يمكن تفسير إشعاع شيرينكوف على أنه عدم استقرار مع خلق شبح يحمل طاقة سلبية.”

أ “شبح“في الفيزياء يمكن وصف أي عامل غير مادي يضاف إلى نظرية الجسيمات لجعلها متسقة رياضيا. ولكنها يمكن أن تشير أيضا إلى اضطراب الطاقة السلبية الفيزيائية، والذي يختلف عن أشباح القياس الرياضي، الذي يشير إلى عدم الاستقرار.

هذا هو المكان الذي يكون فيه تشبيهنا بالمياه مفيدًا. فكر في سطح الماء باعتباره خط الأساس، وهو أدنى حالة طاقة يمكن أن يشغلها الماء. إن إحداث التموجات يكلف طاقة، مثل حقن حصاة؛ عادة، لن تخلق الطبيعة تموجات دون إضافة الطاقة لتغذيتها.

ومع ذلك، في ظل ظروف معينة، تتنبأ النظرية بظهور اضطراب يحمل طاقة سلبية – شبح. وهذا يشبه إلى حد كبير ظهور التموجات تلقائيًا، دون توفير حصاة لحقن الطاقة اللازمة لإنشائها.

إنه ليس خلق الطاقة من لا شيء. وبدلاً من ذلك، يمكن للنظام أن يخفض إجمالي طاقته عن طريق إنتاج اضطرابات مزدوجة – واحدة إيجابية والأخرى سلبية – مما يجعل الحالة الأصلية غير مستقرة.

هنا على الأرض، إشعاع شيرينكوف هو توقيع الضوء المرئي على عدم الاستقرار؛ ويحدث ذلك عندما ينتقل الاضطراب في وسط ما عبر هذا الوسط بشكل أسرع من “التموجات” التي يخلقها – وهي النسخة الخفيفة من الطفرة الصوتية. التموجات إنشاء حتى تندلع في طفرة. وعادة ما يتم رؤيته في المفاعلات النووية، حيث تنتقل الجسيمات المشحونة عبر الماء بسرعة أكبر من سرعة الضوء.

ومع ذلك، وفقا للفيزياء المعروفة، لا شيء يمكن أن يتحرك بشكل أسرع من الضوء في الفراغ، لذلك لا ينبغي أن تظهر طفرات شيرينكوف هناك.

يشرح بابيتشيف في ورقته البحثية أن حالة عدم الاستقرار الشبحية في الفضاء الفارغ يمكن أن تتصرف بشكل مشابه جدًا للجسيم المشحون فائق الضوء وتنتج طفرة شيرينكوف بنفس الطريقة. “كما أظهرنا، فإن حركيات العمليتين – إشعاع شيرينكوف وعدم الاستقرار الشبحي لنوع معين – متكافئة تمامًا بالفعل.” يقول.

وهذا من شأنه أن يغير قواعد اللعبة بالنسبة لفهمنا للكون المادي. إن اكتشاف إشعاع شيرينكوف في العدم قد يعني، على الأقل في بعض الأحيان، أن الفراغ الكوني يمكن أن يتصرف كوسط له بنية وحدود وطاقة مخزنة، مما يساعد في إعلام أو استبعاد بعض التعديلات المقترحة على نظرياتنا حول الجاذبية.

وهذا بدوره يعني أن تعريفنا للفراغ غير صحيح أو غير مكتمل، وليس الحالة الأدنى للطاقة في الكون التي نفترضها، مما يجبرنا على إعادة التفكير في فهمنا لبعض الفيزياء الأساسية.

وهذا لن يكون غير متوقع على الإطلاق؛ ال التوتر بين النسبية العامة وميكانيكا الكم لقد كان ذلك علامة على وجود فجوة في فهمنا للكون المادي لعقود من الزمن.

هذه المناقشة متجذرة حاليًا في المجال النظري. لا تقدم الورقة أي وسيلة عملية حتى لطلب مثل هذا الكشف. لكن النظرية القوية هي خطوة أولى جيدة؛ واستكشاف الإمكانيات التي تقدمها هذه الفكرة هو وسيلة لمعرفة كيفية البحث عنها.

“سيكون من المثير للاهتمام دراسة السيناريو، عندما يكون مثل هذا التكوين غير المستقر في الجاذبية المعدلة شبه مستقر، ويكون وقت عدم الاستقرار أطول بكثير من العمليات الفيزيائية ذات الصلة. على سبيل المثال، يمكن للمرء أن يفكر في الثقب الأسود مع وجود شبح، ولكن مع معدل عدم استقرار أقل من تردد الأوضاع شبه الطبيعية.” يكتب بابيتشيف.

“هناك اتجاه آخر للدراسة المستقبلية وهو إجراء فحص تحليلي وعددي لكيفية تطور هذا النوع من عدم الاستقرار الشبحي لحلول معينة في نظريات الجاذبية المختلفة.”

تم نشر الورقة في المراجعة البدنية د.