The Spacetime Metric

Wiek 8–12 · około 6 minut

Czy zimny metal może zmienić grawitację?

Czy wirujący zimny krążek mógłby sprawić, że coś zaważy odrobinę mniej?

Wielka idea

Wirujące rzeczy naprawdę wleką za sobą przestrzeń. Pytanie brzmi, jak bardzo.

nadprzewodnik
Metal tak zimny, że prąd płynie w nim bez końca i nigdy nie słabnie.
wleczenie przestrzeni
To, że wirująca ciężka rzecz odrobinę ciągnie przestrzeń za sobą.
wynik zerowy
Eksperyment, który niczego nie znajduje. To wciąż jest prawdziwa odpowiedź.

Czy wirujący zimny krążek mógłby sprawić, że coś zaważy odrobinę mniej?

Brzmi to bardziej jak życzenie niż eksperyment. A jednak nie. Ludzie zbudowali taką aparaturę. Zawiesili ciężarek nad wirującym krążkiem i patrzyli na wagę.

Wyniki od tamtej pory kłócą się ze sobą. Ta lekcja jest o tym, jak naukowcy radzą sobie ze sporem. To jedna z najbardziej przydatnych rzeczy, jakie robią.

Dziecko w wełnianej czapce i rękawiczkach pochyla się nad stołem laboratoryjnym, gdzie mały srebrny krążek unosi się nad oszronionym czarnym magnesem w smugach zimnej pary.
Schłodź metal dostatecznie mocno, a potrafi unosić się nad magnesem, niczego nie dotykając. Ta część jest prawdziwa i można ją zobaczyć w wielu muzeach nauki. Czy bardzo zimny metal potrafi też trącić grawitację, to jest właśnie pytanie, które naukowcy sprawdzają.

Co wiemy na pewno

Einstein przewidział coś cudownego. Wirujący ciężki obiekt nie tylko przyciąga rzeczy. On odrobinę wlecze za sobą samą przestrzeń.

To się nazywa wleczenie przestrzeni i nie jest zgadywanie. W 2011 roku NASA opublikowała wyniki z satelity o nazwie Gravity Probe B. Obserwował on, jak Ziemia wlecze wokół siebie przestrzeń, a wielkość efektu zgodziła się z przewidywaniem.

Grawitacja ma więc naprawdę swoją skręcającą stronę. Jest tylko jeden problem i jest on duży. Wokół czegokolwiek, co dałoby się rozkręcić w laboratorium, efekt jest niewyobrażalnie malutki.

Co naukowcy sprawdzają właśnie teraz

Właśnie dlatego ludzie ciągle próbują. W latach dziewięćdziesiątych Ning Li i Douglas Torr wysunęli propozycję. Twierdzili, że nadprzewodniki mogą ogromnie wzmocnić ten skręcający efekt.

Potem Eugene Podkletnov opisał coś zaskakującego. Przedmioty wiszące nad jego dużym wirującym nadprzewodzącym krążkiem zdawały się tracić szept ciężaru.

Inne zespoły poszły to sprawdzić, i tak właśnie powinno być. Woods ze współpracownikami nie zmierzył żadnej zmiany w 2001 roku. W 2003 roku Hathaway z kolegami zbudował starannie oprzyrządowane stanowisko. Oni też nie zmierzyli żadnej zmiany.

Najlepsza historia należy do Martina Tajmara. Około 2006 roku zobaczył mały sygnał i było to naprawdę ekscytujące. Potem ulepszył własne osłony i popatrzył jeszcze raz. Jego sygnał skurczył się i zniknął w szumie, a on to również opublikował. To wymaga prawdziwej odwagi.

Wynik zerowy to nie ślepy zaułek. Wyznacza rozmiar, który każdy prawdziwy efekt musi przebić. A w 2026 roku ktoś wskazał wielkość, której nikt nigdy nie przeszukał. Może liczy się to, jak szybko krążek jest rozpędzany. Nie to, jak szybko w końcu wiruje, tylko jak ostro do tego dochodzi.

Dlaczego to ważne

Nadprzewodniki już po cichu zmieniły twój świat. Napędzają skanery w szpitalach. Unoszą pociągi na szerokość palca nad torami.

A teraz wyobraź sobie materię w takt, która chwyta samą grawitację, choćby ledwo. Podróżowanie nigdy nie byłoby takie samo. To jeszcze bardzo daleko, a może nie zdarzyć się nigdy.

Tymczasem ta lekcja uczy czegoś równie cennego. To, że publikuje się wynik niezgodny z własnymi nadziejami, sprawia, że nauce warto ufać.

Twoja kolej

Dlaczego znalezienie niczego wciąż warto opublikować? A jeśli dwa laboratoria się nie zgadzają, co zmieniłbyś najpierw, żeby dojść, dlaczego?

Nikt jeszcze tego nie rozstrzygnął. Następny eksperyment już jest projektowany. Być może przeprowadzisz go ty.

Spróbuj tego w domu

Pociągnij wodę, pociągniesz łódkę

Potrzebujesz: Okrągła miska, woda i mały skrawek papieru albo listek

  1. 1.Napełnij miskę wodą i poczekaj, aż powierzchnia będzie zupełnie nieruchoma.
  2. 2.Puść skrawek papieru blisko brzegu i poczekaj, aż przestanie się ruszać.
  3. 3.A teraz powoli obracaj całą miską w kółko i patrz na papierek.

Zwróć uwagę: Miska ani razu nie dotyka papierka. Ale woda pomiędzy zostaje pociągnięta w kółko, a papierek za nią podąża. Wirujące ciężkie rzeczy ciągną przestrzeń prawie w ten sam sposób. Ten efekt jest prawdziwy i zmierzony. Jest tylko nadzwyczajnie malutki.

Dla dorosłych i starszych czytelników

Ta lekcja pochodzi stąd: Rozdział 11: Sterowanie grawitacją i nadprzewodniki oraz z jednostki mapy: Gravity control and superconductors.