Negatif kütle, teorik fizikte normal kütlenin zıt işaretlisi olan varsayımsal madde kavramıdır, örneğin -2 kg. Bu durum bir ya da daha fazla enerji koşulunu ihlal eder ve negatif kütle için çekimin kuvvet olması gerektiği ve pozitif yönlü ivmeye sahip olması gerektiği anlaşmazlığından kaynaklanan bazı garip özellikler gösterir. Negatif kütle, solucan deliği inşa etme gibi bazı kuramsal teorilerde kullanılır. Egzotik maddeye benzeyen en yakın bilinen örnek Casimir etkisi tarafından üretilen sözde negatif basınç yoğunluğunun alanıdır. Genel izafiyet teorisinin kütleçekimini ve pozitif, negatif enerji yüklerinin hareket yasasını iyi tanımlamasına rağmen negatif kütle dolayısıyla başka temel kuvvetleri içermez. Diğer yandan, standart model, temel parçacıkları ve diğer temel kuvvetleri iyi tanımlamasına ve kütleçekimi kütle merkezini ve eylemsizliği derinlemesine içermesine rağmen kütleçekimini içermez. Negatif kütlenin kavramının daha iyi anlaşılabilmesi için kütleçekimini açık bir şekilde ifade eden modelle birlikte diğer temel kuvvetler de gerekebilir.
Genel görelilikte
Negatif kütle uzayın bazı gözlemciler tarafından kütle yoğunluğunun negatif ölçüldüğü bölgelerini tanımlaması için genelleştirilmiştir. Bu Einstein stres enerji tensör bileşeninin büyüklüğünün kütle yoğunluğundan büyük olduğu uzay bölgeleri nedeniyle gerçekleşebilir. Tüm bunlar Einstein'ın genel görelilik teorisinin diğer değişkenlerini ihlal eder, bununla birlikte pozitif enerji durumu teorinin matematiksel tutarlılığı için gerekli değildir. Pozitif enerji durumunun çeşitli versiyonları, zayıf enerji durumu, baskın enerji durumu vs, Matt Visser tarafından matematiksel detayları açısından tartışılmıştır.
Kütleçekimi eylemsizliğe karşı
Negatif kütleye ilk gönderme 1700'lerde Filojiston teorisinin incelenmesinde metallerin yükseltgenme sırasında kütle kazanması gözlemi sayesindedir.
Newton kütleçekimi teorisini ilk formüle ettiğinden beri, en azından üç kavramsal olarak ayrılmış nicelik; kütle, eylemsizlik kütlesi, aktif yer çekimi kütlesi (yer çekimi kütlesi yer çekimi alanınını kaynağıdır), pasif yer çekimi kütlesi (yer çekimi alanında oluşan kuvvetten anlaşılan kütle) mevcut. Einstein'ın eşdeğerlik ilkesi eylemsizlik kütlesinin pasif kütleçekimine eşit olması gerektiğini var sayar. Momentumun korunumu kanunu pasif ve aktif kütleçekiminin eşit olmasını gerektirir. Bu güne kadarki tüm araştırmalar bunları gösterdi. Negatif kütleyi hesaba kattığımızda, bu kavramlardan hangisinin negatif olduğu üzerine düşünmek gerekir. Negatif kütlenin birçok analizinde negatif kütle eşdeğerlik prensibi ve momentum korunumuna uygulanmaya devam edildiği varsayılır. Bu yüzden tüm kütle formları aynıdır.
Gravity Research Foundation (1951) yarışmasında ödül alan ilk yazısında Joaquin Mazdak Luttinger negatif kütle olasılığını ve yer çekimi ve diğer kuvvetlerin altında nasıl davranacağını değerlendirdi.
Luttinger'in bu fikrinden sonra, Hermann Bondi Reviews of Modern Physics de kütlenin positif olduğu gibi negatif olabileceğini 1957 de bir yazısında önerdi. Tüm üç kütle çeşidi de negatif olduğu sürece mantıksal çelişkiye neden olmadığını gösterdi fakat negatif kütle varsayımı bazı zıt sezgisel hareketleri içerir.Örnek olarak, negatif eylemsizlik kütlesine sahip olan bir objenin uygulanan kuvvet ile ters yönde ivmelenmesi beklenir.
Negatif kütlenin çeşitli analizleri bulunmaktadır.Örnek olarak R.H. Price, fakat hiçbiri tekil olmayan negatif kütleyi tanımlamak için ne tür enerji ve momentumun gerekli olduğuna değinmedi. Aslında, negatif kütle parametresi için Schwarzschild çözümü sabitlenmiş bir uzay konumunda yalın bir tekilliğe sahiptir. Birden beliren soru ise şudur, bir çeşit negatif kütle yoğunluğuyla tekilliği düzeltmek mümkün müdür? Cevap evet, fakat enerji ve baskın enerji durumunu karşılayan momentum ile değil. Bunun nedeni, eğer enerji ve momentum asimtotik olarak yassı negatif kütlenin tekilliğini düzeltebilecek olan Schwarzschild çözümü uzay zamanın içinde baskın enerji durumunu karşılarsa pozitif enerji teorisini de karşılamak zorundadır. Mesela, konu dışı olan pozitif olmak zorunda. Fakat, Belletête and Paranjape tarafından pozitif enerji teoreminin asimtotik de Sitter uzay zamanına uygulanamadığı anlaşıldıktan sonra, düzeltmenin gerçekten mümkün olduğunun, enerji ve momentumun baskın enerji durumunu sağlaması ile, tekilliğin tamı tamına yerini tutan Schwarzschild De Sitter'in negatif kütle çözümü ile,kozmolojik sabitle ile Einstein'ın kesin çözümü ile, farkına varıldı. Sonradan ortaya çıkan makalede, Mbarek ve Paranjape sıvıların enerji ve momentumuna giriş ile gerekli olan deformasyonu elde etmenin mümkün olduğunu gösterdi.
Kaçma hareketi
Negatif kütleye sahip olduğu bilinen bir parçacığın olmamasına rağmen, fizikçi (öncelikle Hermann Bondi 1957 de, William B. Bonnor 1989 da, ve Robert L. Forward) bazı parçacıkların sahip olabileceği öngörülebilen özelliklerini açıklamışlardı. Tüm üç kütle kavramının varsayımı Einstein alan denklemlerine dayanan keşfedilebilir rastgele işaretlerin kütleleri arasındaki yer çekimi etkileşimlerine eş değerdir:
- Pozitif kütle diğer pozitif ve negatif kütleleri çeker.
- Negatif kütle diğer pozitif ve negatif kütleleri iter.
İki pozitif kütle için, bir şey değişmez ve birbirleri üstünde çekime yol açan yer çekimi kuvveti vardır. İki negatif kütle eylemsizlik kütlesinden dolayı birbirini itmeli. Farklı işaretler için, negatif kütleden pozitif kütleyi iten bir kuvvet vardır ve negatif kütleye etki eden pozitif kütleye doğru çekilmesini sağlayan bir kuvvet vardır.
Bu yüzden Bondi eşit ve zıt iki kütlenin pozitif kütleye doğru fiziksel varlığını reddeden Bonnor tarafından "kaçma hareketi" olarak adlandırılan sabit bir ivme oluşturacağını işaret etti. Başlangıç:
Birkaç çift obje limitsiz ivmelenebilir; fakat, toplam kütle, momentum ve sistemin enerjisi sıfır kalmalı.
Bu davranış sağduyulu yaklaşımdan tamamen tutarsızdır ve normal maddenin beklenen davranışıdır; fakat tamamen matematiksel tutarlılık, enerji ve momentumun korunumunda ihlal olmadığını tanıtır. Eğer kütleler eşitse fakat ters işaretli ise sistemin momentumu sıfır kalır. Eğer ikisi beraber hareket ederse ve beraber ivmelenirse, hızlarının ne olduğu önemli olmaksızın:
Ve eşit bir biçimde kinetik enerji:
Forward Bondi'nin ek durumlarının analizi genişletti ve iki kütleden biri m(−) ve diğeri m(+) olsa dahi eşit olmadığını gösterdi, dolayısıyla korunum kanununu bozulmadan kaldı.Bu göreliliğin etkileri dikkate alındığında dahi eylemsizlik kütlesinde olduğu gibi doğrudur. Durağan olmayan kütle, yer çekimi kütlesine eşittir.
Bu davranış ilginç bir sonuç ortaya çıkarabilir: örneğin, negatif ve pozitif madde parçacıkları içeren gas karışımı pozitif madde miktarının artışına sıcaklığa bağlı olmadan sahip olacaktır. Fakat, Negatif madde miktarı aynı oranda negatif sıcaklık kazanır, tekrar dengelenir. Geoffrey A. Landis negatif kütle parçacıklarının birbirini yer çekimi ile itmesinden başka bir şey içermeyen Forward'ın analizinin farklı olası sonuçlarını işaret etti. Electrostatic kuvvet aynı yükleri çeker ve zıt yükleri iter.
Forward negatif kütle maddesinin özelliklerini "diametric drive" kavramını uzay gemilerinin negatif kütleyi kullanan enerji girdisi gerektirmeyen itme sistemi dizaynını ve rastgele yüksek bir ivmeye ulaşmak için hiç reaksiyon kütlesi gerekmediği ilkesini oluşturmak için kullandı.
Forward ayrıca sıradan madde ve negatif madde karşılaştığında ne olacağını açıklayan "geçersiz kılma (nullification)" terimini icat etmiştir. Birbirlerini sıfırlayabilmeleri beklenir ya da birbirlerinin varlığını etkisiz bırakmaları gerekir. Eşit büyüklükteki positive kütle maddelerinin etkileşimi (bu yüzden pozitif enerji ) ve negatif kütle maddeleri (negatif energy ) enerji açığa çıkarmaz çünkü sıfır momentumu olan parcacığın şekli (tüm parçacılar aynı yöne aynı hızla hareket eder.) çarpışma gerçekleştirmez, tüm bu etkileşimler klasik olarak yasaklanan fazlalık bir momentum bırakır. Bu yüzden kaçma fenomeni açıkladıktan sonra bilim camiası negatif kütlenin evrende var olamayacağına kanaat getirdi.
Zaman oku ve uzay evirimi
1970'te, Jean-Marie Souriau tam dinamik grup teorisinin Poincaré grubu vasıtayla parçacığın enerjisini tersine çevirmenin zaman okunu tersine çevirmeye eşit olduğunu ispat etmiştir.
Genel göreliliğe göre evren, Riemann integrali Einstein'ın alan denkleminin metrik tensor çözümü ile ilişkilidir. Bu tür yapılarda, kaçış hareketi negatif kütlenin varlığını engeller.
Evrenin bazı bimetric teorileri bir yerine Big Bang teorisi ve yalnızca yerçekimi ile etkileşimle bağlantılı ters zaman oku ile birlikte iki paralel evrenin varlığını önerir. Evren iki Riemannian tensörü (biri positive kütle maddesi ve diğeri negatif kütle maddesi) ile bağlantılı dallanmadır. Grup teorisine göre, eşlenik metrik maddesi zıt kütle ve zaman okuna sahip diğer metrik madde olarak ortaya çıkabilir. Birleştirilmiş metrikler kendi jeodeziklerine sahiptir ve birleştirilmiş alan denklerinin çözümüdür:
Newtoncu yaklaşım aşağıdaki etkileşim yasalarını öngörür:
- Pozitif madde pozitif maddeyi çeker.
- Negatif kütle negatif kütleyi çeker.
- Pozitif kütle ve negatif kütle birbirini iter.
Bu kanunlar Bondi ve Bonnor tarafından tanımlanan kanunlardan farklıdır ve kaçış paradoksunu çözer. Birleştirilmiş metrik negatif madde yerçekimi aracığılıyla diğer metrik madde ile etkileşir. Bu karanlık maddenin karanlık enerjinin, kosmik enflasyonun ve ivmeli evrenin açıklamasına alternatif bir aday olabilir.
Kütleçekimi için Gauss yasası
Elektromanyetizmada alanın enerji yoğunluğu alanın bükülmeleri sıfır varsayılarak Gauss yasasından türetilebilir. Kütleçekimi için gauss yasasını kullanarak yapılan aynı hesaplama yer çekimi alanı için negatif enerji yoğunluğunu verir.
Anti maddenin kütleçekimi etkileşimi
Fizikçilerin arasındaki baskın fikir birliği anti maddenin pozitif kütlesi olduğu ve kütleçekimi tarafından normal kütle gibi etkilendiğidir. Nötr anti hidrojen üzerindeki doğrudan deneyler henüz anti maddenin kütleçekim etkileşiminin normal madde ile karşılaştırılmasında herhangi bir farklılığı algılayabilecek kadar hassas değil.
Kabarcık odası deneyleri anti parçacıkların onların karşıt parçacığı olan normal parçacıklar ile aynı eylemsizlik kütlesine sahip olduğu gibi daha ileri kanıtlar sağladı. Bu deneylerde, oda yüklü parçacıkların yarıçapı ve yönü elektrik yükünün eylemsizlik kütlesine oranına karşılık geldiği sarmal bir yol izlemelerini sağlayan sabit manyetik alana maruz bırakıldı. Parçacık anti parçacık çifti sarmalda ters yönlerde hareket ederken görülür. Özdeş yarıçap oranın yalnızca işarette değiştiğini belirtir fakat bu bunun yük ya da ters çevrilmiş eylemsizlik kütlesi olup olmadığını belirtmez. Bununla birlikte, parçacık anti parçacık çiftinin elektriksel olarak birbirini çektiği gözlemlendi. Bu davranış ikisinin de pozitif eylemsizlik kütlesinin ve zıt yüklerinin olduğunu işaret eder. Eğer tersi doğruysa, bu sefer pozitif yüke ve eylemsizlik kütlesine sahip olan parçacık kendisinin anti parçacığı tarafından itilir.
Quantum mekaniğinde
1928 de, Paul Dirac'in temel parçacıklar teorisi artık negatif çözümü zaten içeren standart modelin bir parçası. Standart model quantum elektro dinamiğinin (QED) genelleştirilmesidir ve negatif kütle halihazırda teorinin içinde yer almaktadır.
Morris, Thorne ve Yurtsever Casimir etkisinin quantum mekaniğinin bölgesel kütleler oluşturmak için kullanılabileceğini işaret etti. Bu yazıda ve sonradan gelen diğer çalışmalarda negatif maddenin solucan deliklerini dengede tutmak için kullanılabileceklerini gösterdiler. Cramer ve arkadaşları bu gibi solucan deliklerinin evrenin başlangıcında meydana gelip kozmik sicimlerin negatif kütle döngüleri tarafından dengede tutulmuş olabileceklerini tartıştılar.Stephen Hawking negatif enerjinin kapalı zamansı eğrinin yaratılışı için gerekli bir durum olduğunu kütleçekimi alanlarının sınırlı bir uzay bölgesinin içinde kullanılmasıyla kanıtladı. Bu örnek olarak Tipler silindirinin zaman makinesi olarak kullanılamayacağını kanıtladı.
Schrödinger denklemi
Schrödinger denkleminin özgün enerji durumları, dalga fonksiyonu parçacıkların enerjisi yerel potansiyelden fazla olduğunda dalga biçimindedir ve an olduğunda üsteldir (genliği az olan dalga). Safça, bu kinetik enerjinin genliği az olan bölgede (potansiyeli sıfırlamak için) negatif olduğunu belirtir. Bununla birlikte, kinetik enerji quantum mekaniğinde bir operatördür ve beklenen değeri, kinetik enerjinin beklenen değeri ile enerji öz değeri alanının toplamı her zaman pozitiftir.
Parçacığın dalga fonksiyonu için bu dalga fonksiyonunun herhangi bir genliği az olan dalga parçasının yerel negatif kütle enerjisi ile ilgili olabileceği anlamına gelir. Bununla birlikte, Schrödinger denklemi kütlesiz parçacıklara uygulanmaz. Onun yerine Klein-Gordon denklemi gereklidir.
Elektronun negatif yalın kütlesi (bare mass)
Kütle elektronun toplam kütlesine pozitif olan Einstein'ın ikinci yasası ve sanal foton bulutu aracılığı ile katkı sağlar. Bu yüzden elektronun yalın kütlesi gözlemlenen kütleden az olmalıdır. Sanal fotonlar elektronun kütlesinin iki katından fazla enerjiye sahip olduktan sonra yük yeniden normalleşmesi için gerekli olan elektron pozitron çifti yapabilirler. O halde elektron kaynağının yalın kütlesi negatif olmak zorundadır.
Özel görelilikte
Negatif enerjiden bağımsız olarak negatif kütleye ulaşılabilir. Enerji kütle eşitliğine göre, kütlenin enerjiye oranı ve orantılılık sabitinin katsayısı . Aslında, hala ye eşdeğerdir bununla birlikte katsayı farklı bir sabittir . Bu durumda negatif enerjiyi uygulamak gereksizdir çünkü kütle enerji pozitif olsa da negatiftir. Bu bunu söylemektir,
Koşullar altında,
Ne zaman ,
Bu yüzden,
nerede ise sabit kütle ve sabit enerji eşittir, .
çünkü ,
Negatif momentum negatif kırılımı açıklamak için uygulanmıştır. Tersine Doppler etkisi ve ters Cherenkov etkisi negatif metamateryal göstergesinde gözlemlemiştir. Metamateryalde radyasyon basıncı da negatiftir çünkü kuvvet olarak tanımlanır. İlginç bir şekilde, negatif basınç karanlık enerjide de gerçekleşir. Yukarıdaki denklemleri kullanarak, enerji momentum ilişkisi
- olmalı.
Dahası, kinetik enerji de negatiftir.
- ,
Aslında, negatif kinetik enerji bazı modellerde basıncı negatif olan karanlık enerjiyi tanımlamak için vardır. Bu yolla negatif kütle artık negatif momentum, negatif basınç ve negatif kinetik enerji ile ilgilidir.
Ayrıca bakınız
- Anti madde
- Karanlık enerji
- Karanlık madde
- Egzotik madde
- Ayna madde
- Warp alanı deneyleri
- Woodward etkisi
Kaynakça
- ^ Visser, M. (1995).
- ^ Luttinger, J. M. (1951).
- ^ a b c Bondi, H. (July 1957).
- ^ Price, R. M. (1993).
- ^ Shoen, R.; Yao, S.-T. (1979).
- ^ Witten, Edward (1981).
- ^ Belletête, Jonathan; Paranjape, Manu (2013).
- ^ Mbarek, Saoussen; Paranjape, Manu (2014).
- ^ a b Bonnor, W. B. (1989).
- ^ Forward, R. L. (1990).
- ^ Landis, G. (1991).
- ^ Souriau, J. M. (1970).
- ^ Souriau, J. M. (1997).
- ^ A.D. Sakharov: "Cosmological model of the Universe with a time vector inversion".
- ^ Petit, J. P. (1995).
- ^ a b Petit, J. P.; d’Agostini, G. (2014).
- ^ a b Petit, J. P.; d'Agostini, G. (2014).
- ^ Amole, C.; Charman, M. D.; Amole, M.; Ashkezari, W.; Baquero-Ruiz, E.; Bertsche, A.; Butler, C. L.; Capra, M.; Cesar, S.; Charlton, J.; Eriksson, T.; Fajans, M. C.; Friesen, D. R.; Fujiwara, A.; Gill, J. S.; Gutierrez, W. N.; Hangst, M. E.; Hardy, C. A.; Hayden, S.; Isaac, L.; Jonsell, A.; Kurchaninov, N.; Little, J. T. K.; Madsen, S.; McKenna, S. C.; Menary, P.; Napoli, A.; Nolan, P.; Olin, C. Ø.; Pusa, F. (2013).
- ^ Dirac, P. A. M. (1928).
- ^ Morris, Michael; Thorne, Kip; Yurtsever, Ulvi (September 1988).
- ^ Cramer, John; Forward, Robert; Morris, Michael; Visser, Matt; Benford, Gregory; Landis, Geoffrey (1995).
- ^ Hawking, Stephen (2002).
- ^ Woodward, J. F. (1993).
- ^ Woodward, J. F. (1994).
- ^ Woodward, J. F. (2013).
- ^ Wang, Z.Y, Wang P.Y, Xu Y.R (2011).
- ^ Veselago, V. G. (1968).
- ^ Caldwell,R.R. (2002).
wikipedia, wiki, viki, vikipedia, oku, kitap, kütüphane, kütübhane, ara, ara bul, bul, herşey, ne arasanız burada,hikayeler, makale, kitaplar, öğren, wiki, bilgi, tarih, yukle, izle, telefon için, turk, türk, türkçe, turkce, nasıl yapılır, ne demek, nasıl, yapmak, yapılır, indir, ücretsiz, ücretsiz indir, bedava, bedava indir, mp3, video, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, resim, müzik, şarkı, film, film, oyun, oyunlar, mobil, cep telefonu, telefon, android, ios, apple, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, pc, web, computer, bilgisayar
Negatif kutle teorik fizikte normal kutlenin zit isaretlisi olan varsayimsal madde kavramidir ornegin 2 kg Bu durum bir ya da daha fazla enerji kosulunu ihlal eder ve negatif kutle icin cekimin kuvvet olmasi gerektigi ve pozitif yonlu ivmeye sahip olmasi gerektigi anlasmazligindan kaynaklanan bazi garip ozellikler gosterir Negatif kutle solucan deligi insa etme gibi bazi kuramsal teorilerde kullanilir Egzotik maddeye benzeyen en yakin bilinen ornek Casimir etkisi tarafindan uretilen sozde negatif basinc yogunlugunun alanidir Genel izafiyet teorisinin kutlecekimini ve pozitif negatif enerji yuklerinin hareket yasasini iyi tanimlamasina ragmen negatif kutle dolayisiyla baska temel kuvvetleri icermez Diger yandan standart model temel parcaciklari ve diger temel kuvvetleri iyi tanimlamasina ve kutlecekimi kutle merkezini ve eylemsizligi derinlemesine icermesine ragmen kutlecekimini icermez Negatif kutlenin kavraminin daha iyi anlasilabilmesi icin kutlecekimini acik bir sekilde ifade eden modelle birlikte diger temel kuvvetler de gerekebilir Pozitif kutle kendisi gibi diger pozitif kutleleri cekerken negatif kutle de kendisi gibi negatif kutleleri ceker Pozitif ve negatif kutleler yan yana geldigindeyse birbirlerini iterler Genel gorelilikteNegatif kutle uzayin bazi gozlemciler tarafindan kutle yogunlugunun negatif olculdugu bolgelerini tanimlamasi icin genellestirilmistir Bu Einstein stres enerji tensor bileseninin buyuklugunun kutle yogunlugundan buyuk oldugu uzay bolgeleri nedeniyle gerceklesebilir Tum bunlar Einstein in genel gorelilik teorisinin diger degiskenlerini ihlal eder bununla birlikte pozitif enerji durumu teorinin matematiksel tutarliligi icin gerekli degildir Pozitif enerji durumunun cesitli versiyonlari zayif enerji durumu baskin enerji durumu vs Matt Visser tarafindan matematiksel detaylari acisindan tartisilmistir Kutlecekimi eylemsizlige karsi Negatif kutleye ilk gonderme 1700 lerde Filojiston teorisinin incelenmesinde metallerin yukseltgenme sirasinda kutle kazanmasi gozlemi sayesindedir Newton kutlecekimi teorisini ilk formule ettiginden beri en azindan uc kavramsal olarak ayrilmis nicelik kutle eylemsizlik kutlesi aktif yer cekimi kutlesi yer cekimi kutlesi yer cekimi alaninini kaynagidir pasif yer cekimi kutlesi yer cekimi alaninda olusan kuvvetten anlasilan kutle mevcut Einstein in esdegerlik ilkesi eylemsizlik kutlesinin pasif kutlecekimine esit olmasi gerektigini var sayar Momentumun korunumu kanunu pasif ve aktif kutlecekiminin esit olmasini gerektirir Bu gune kadarki tum arastirmalar bunlari gosterdi Negatif kutleyi hesaba kattigimizda bu kavramlardan hangisinin negatif oldugu uzerine dusunmek gerekir Negatif kutlenin bircok analizinde negatif kutle esdegerlik prensibi ve momentum korunumuna uygulanmaya devam edildigi varsayilir Bu yuzden tum kutle formlari aynidir Gravity Research Foundation 1951 yarismasinda odul alan ilk yazisinda Joaquin Mazdak Luttinger negatif kutle olasiligini ve yer cekimi ve diger kuvvetlerin altinda nasil davranacagini degerlendirdi Luttinger in bu fikrinden sonra Hermann Bondi Reviews of Modern Physics de kutlenin positif oldugu gibi negatif olabilecegini 1957 de bir yazisinda onerdi Tum uc kutle cesidi de negatif oldugu surece mantiksal celiskiye neden olmadigini gosterdi fakat negatif kutle varsayimi bazi zit sezgisel hareketleri icerir Ornek olarak negatif eylemsizlik kutlesine sahip olan bir objenin uygulanan kuvvet ile ters yonde ivmelenmesi beklenir Negatif kutlenin cesitli analizleri bulunmaktadir Ornek olarak R H Price fakat hicbiri tekil olmayan negatif kutleyi tanimlamak icin ne tur enerji ve momentumun gerekli olduguna deginmedi Aslinda negatif kutle parametresi icin Schwarzschild cozumu sabitlenmis bir uzay konumunda yalin bir tekillige sahiptir Birden beliren soru ise sudur bir cesit negatif kutle yogunluguyla tekilligi duzeltmek mumkun mudur Cevap evet fakat enerji ve baskin enerji durumunu karsilayan momentum ile degil Bunun nedeni eger enerji ve momentum asimtotik olarak yassi negatif kutlenin tekilligini duzeltebilecek olan Schwarzschild cozumu uzay zamanin icinde baskin enerji durumunu karsilarsa pozitif enerji teorisini de karsilamak zorundadir Mesela konu disi olan pozitif olmak zorunda Fakat Belletete and Paranjape tarafindan pozitif enerji teoreminin asimtotik de Sitter uzay zamanina uygulanamadigi anlasildiktan sonra duzeltmenin gercekten mumkun oldugunun enerji ve momentumun baskin enerji durumunu saglamasi ile tekilligin tami tamina yerini tutan Schwarzschild De Sitter in negatif kutle cozumu ile kozmolojik sabitle ile Einstein in kesin cozumu ile farkina varildi Sonradan ortaya cikan makalede Mbarek ve Paranjape sivilarin enerji ve momentumuna giris ile gerekli olan deformasyonu elde etmenin mumkun oldugunu gosterdi Kacma hareketi Negatif kutleye sahip oldugu bilinen bir parcacigin olmamasina ragmen fizikci oncelikle Hermann Bondi 1957 de William B Bonnor 1989 da ve Robert L Forward bazi parcaciklarin sahip olabilecegi ongorulebilen ozelliklerini aciklamislardi Tum uc kutle kavraminin varsayimi Einstein alan denklemlerine dayanan kesfedilebilir rastgele isaretlerin kutleleri arasindaki yer cekimi etkilesimlerine es degerdir Pozitif kutle diger pozitif ve negatif kutleleri ceker Negatif kutle diger pozitif ve negatif kutleleri iter Iki pozitif kutle icin bir sey degismez ve birbirleri ustunde cekime yol acan yer cekimi kuvveti vardir Iki negatif kutle eylemsizlik kutlesinden dolayi birbirini itmeli Farkli isaretler icin negatif kutleden pozitif kutleyi iten bir kuvvet vardir ve negatif kutleye etki eden pozitif kutleye dogru cekilmesini saglayan bir kuvvet vardir Bu yuzden Bondi esit ve zit iki kutlenin pozitif kutleye dogru fiziksel varligini reddeden Bonnor tarafindan kacma hareketi olarak adlandirilan sabit bir ivme olusturacagini isaret etti Baslangic Birkac cift obje limitsiz ivmelenebilir fakat toplam kutle momentum ve sistemin enerjisi sifir kalmali Bu davranis sagduyulu yaklasimdan tamamen tutarsizdir ve normal maddenin beklenen davranisidir fakat tamamen matematiksel tutarlilik enerji ve momentumun korunumunda ihlal olmadigini tanitir Eger kutleler esitse fakat ters isaretli ise sistemin momentumu sifir kalir Eger ikisi beraber hareket ederse ve beraber ivmelenirse hizlarinin ne oldugu onemli olmaksizin Psys mv m v m m v 0 v 0 displaystyle P sys mv m v m m v 0 times v 0 Ve esit bir bicimde kinetik enerji Ek sys 12mv2 12 m v2 12 m m v2 12 0 v2 0 displaystyle E k sys 1 over 2 mv 2 1 over 2 m v 2 1 over 2 m m v 2 1 over 2 0 v 2 0 Forward Bondi nin ek durumlarinin analizi genisletti ve iki kutleden biri m ve digeri m olsa dahi esit olmadigini gosterdi dolayisiyla korunum kanununu bozulmadan kaldi Bu goreliligin etkileri dikkate alindiginda dahi eylemsizlik kutlesinde oldugu gibi dogrudur Duragan olmayan kutle yer cekimi kutlesine esittir Bu davranis ilginc bir sonuc ortaya cikarabilir ornegin negatif ve pozitif madde parcaciklari iceren gas karisimi pozitif madde miktarinin artisina sicakliga bagli olmadan sahip olacaktir Fakat Negatif madde miktari ayni oranda negatif sicaklik kazanir tekrar dengelenir Geoffrey A Landis negatif kutle parcaciklarinin birbirini yer cekimi ile itmesinden baska bir sey icermeyen Forward in analizinin farkli olasi sonuclarini isaret etti Electrostatic kuvvet ayni yukleri ceker ve zit yukleri iter Forward negatif kutle maddesinin ozelliklerini diametric drive kavramini uzay gemilerinin negatif kutleyi kullanan enerji girdisi gerektirmeyen itme sistemi dizaynini ve rastgele yuksek bir ivmeye ulasmak icin hic reaksiyon kutlesi gerekmedigi ilkesini olusturmak icin kullandi Forward ayrica siradan madde ve negatif madde karsilastiginda ne olacagini aciklayan gecersiz kilma nullification terimini icat etmistir Birbirlerini sifirlayabilmeleri beklenir ya da birbirlerinin varligini etkisiz birakmalari gerekir Esit buyuklukteki positive kutle maddelerinin etkilesimi bu yuzden pozitif enerji E mc2 displaystyle E mc 2 ve negatif kutle maddeleri negatif energy E mc2 displaystyle E mc 2 enerji aciga cikarmaz cunku sifir momentumu olan parcacigin sekli tum parcacilar ayni yone ayni hizla hareket eder carpisma gerceklestirmez tum bu etkilesimler klasik olarak yasaklanan fazlalik bir momentum birakir Bu yuzden kacma fenomeni acikladiktan sonra bilim camiasi negatif kutlenin evrende var olamayacagina kanaat getirdi Zaman oku ve uzay evirimi 1970 te Jean Marie Souriau tam dinamik grup teorisinin Poincare grubu vasitayla parcacigin enerjisini tersine cevirmenin zaman okunu tersine cevirmeye esit oldugunu ispat etmistir Genel gorelilige gore evren Riemann integrali Einstein in alan denkleminin metrik tensor cozumu ile iliskilidir Bu tur yapilarda kacis hareketi negatif kutlenin varligini engeller Evrenin bazi bimetric teorileri bir yerine Big Bang teorisi ve yalnizca yercekimi ile etkilesimle baglantili ters zaman oku ile birlikte iki paralel evrenin varligini onerir Evren iki Riemannian tensoru biri positive kutle maddesi ve digeri negatif kutle maddesi ile baglantili dallanmadir Grup teorisine gore eslenik metrik maddesi zit kutle ve zaman okuna sahip diger metrik madde olarak ortaya cikabilir Birlestirilmis metrikler kendi jeodeziklerine sahiptir ve birlestirilmis alan denklerinin cozumudur Rmn 12gmnR gmn 8pGc4 Tmn fTmn displaystyle R mu nu 1 over 2 g mu nu R g mu nu 8 pi G over c 4 T mu nu varphi T mu nu Rmn 12gmnR gmn 8pGc4 ϕTmn Tmn displaystyle R mu nu 1 over 2 g mu nu R g mu nu 8 pi G over c 4 phi T mu nu T mu nu Newtoncu yaklasim asagidaki etkilesim yasalarini ongorur Pozitif madde pozitif maddeyi ceker Negatif kutle negatif kutleyi ceker Pozitif kutle ve negatif kutle birbirini iter Bu kanunlar Bondi ve Bonnor tarafindan tanimlanan kanunlardan farklidir ve kacis paradoksunu cozer Birlestirilmis metrik negatif madde yercekimi aracigiliyla diger metrik madde ile etkilesir Bu karanlik maddenin karanlik enerjinin kosmik enflasyonun ve ivmeli evrenin aciklamasina alternatif bir aday olabilir Kutlecekimi icin Gauss yasasi Elektromanyetizmada alanin enerji yogunlugu alanin bukulmeleri sifir varsayilarak Gauss yasasindan turetilebilir Kutlecekimi icin gauss yasasini kullanarak yapilan ayni hesaplama yer cekimi alani icin negatif enerji yogunlugunu verir Anti maddenin kutlecekimi etkilesimi Fizikcilerin arasindaki baskin fikir birligi anti maddenin pozitif kutlesi oldugu ve kutlecekimi tarafindan normal kutle gibi etkilendigidir Notr anti hidrojen uzerindeki dogrudan deneyler henuz anti maddenin kutlecekim etkilesiminin normal madde ile karsilastirilmasinda herhangi bir farkliligi algilayabilecek kadar hassas degil Kabarcik odasi deneyleri anti parcaciklarin onlarin karsit parcacigi olan normal parcaciklar ile ayni eylemsizlik kutlesine sahip oldugu gibi daha ileri kanitlar sagladi Bu deneylerde oda yuklu parcaciklarin yaricapi ve yonu elektrik yukunun eylemsizlik kutlesine oranina karsilik geldigi sarmal bir yol izlemelerini saglayan sabit manyetik alana maruz birakildi Parcacik anti parcacik cifti sarmalda ters yonlerde hareket ederken gorulur Ozdes yaricap oranin yalnizca isarette degistigini belirtir fakat bu bunun yuk ya da ters cevrilmis eylemsizlik kutlesi olup olmadigini belirtmez Bununla birlikte parcacik anti parcacik ciftinin elektriksel olarak birbirini cektigi gozlemlendi Bu davranis ikisinin de pozitif eylemsizlik kutlesinin ve zit yuklerinin oldugunu isaret eder Eger tersi dogruysa bu sefer pozitif yuke ve eylemsizlik kutlesine sahip olan parcacik kendisinin anti parcacigi tarafindan itilir Quantum mekanigindeQuantum mekanigi 1928 de Paul Dirac in temel parcaciklar teorisi artik negatif cozumu zaten iceren standart modelin bir parcasi Standart model quantum elektro dinamiginin QED genellestirilmesidir ve negatif kutle halihazirda teorinin icinde yer almaktadir Morris Thorne ve Yurtsever Casimir etkisinin quantum mekaniginin bolgesel kutleler olusturmak icin kullanilabilecegini isaret etti Bu yazida ve sonradan gelen diger calismalarda negatif maddenin solucan deliklerini dengede tutmak icin kullanilabileceklerini gosterdiler Cramer ve arkadaslari bu gibi solucan deliklerinin evrenin baslangicinda meydana gelip kozmik sicimlerin negatif kutle donguleri tarafindan dengede tutulmus olabileceklerini tartistilar Stephen Hawking negatif enerjinin kapali zamansi egrinin yaratilisi icin gerekli bir durum oldugunu kutlecekimi alanlarinin sinirli bir uzay bolgesinin icinde kullanilmasiyla kanitladi Bu ornek olarak Tipler silindirinin zaman makinesi olarak kullanilamayacagini kanitladi Schrodinger denklemi Schrodinger denkleminin ozgun enerji durumlari dalga fonksiyonu parcaciklarin enerjisi yerel potansiyelden fazla oldugunda dalga bicimindedir ve an oldugunda usteldir genligi az olan dalga Safca bu kinetik enerjinin genligi az olan bolgede potansiyeli sifirlamak icin negatif oldugunu belirtir Bununla birlikte kinetik enerji quantum mekaniginde bir operatordur ve beklenen degeri kinetik enerjinin beklenen degeri ile enerji oz degeri alaninin toplami her zaman pozitiftir Parcacigin dalga fonksiyonu icin bu dalga fonksiyonunun herhangi bir genligi az olan dalga parcasinin yerel negatif kutle enerjisi ile ilgili olabilecegi anlamina gelir Bununla birlikte Schrodinger denklemi kutlesiz parcaciklara uygulanmaz Onun yerine Klein Gordon denklemi gereklidir Elektronun negatif yalin kutlesi bare mass Kutle elektronun toplam kutlesine pozitif olan Einstein in ikinci yasasi ve sanal foton bulutu araciligi ile katki saglar Bu yuzden elektronun yalin kutlesi gozlemlenen kutleden az olmalidir Sanal fotonlar elektronun kutlesinin iki katindan fazla enerjiye sahip olduktan sonra yuk yeniden normallesmesi icin gerekli olan elektron pozitron cifti yapabilirler O halde elektron kaynaginin yalin kutlesi negatif olmak zorundadir Ozel gorelilikteNegatif enerjiden bagimsiz olarak negatif kutleye ulasilabilir Enerji kutle esitligine gore kutlenin m displaystyle m enerjiye orani E displaystyle E ve orantililik sabitinin katsayisi c2 displaystyle c 2 Aslinda m displaystyle m hala E displaystyle E ye esdegerdir bununla birlikte katsayi farkli bir sabittir c2 displaystyle c 2 Bu durumda negatif enerjiyi uygulamak gereksizdir cunku kutle enerji pozitif olsa da negatiftir Bu bunu soylemektir E mc2 gt 0 displaystyle E mc 2 gt 0 m Ec2 lt 0 displaystyle m frac E c 2 lt 0 dE Fds dpdtds dsdtdp vdp vd mv displaystyle dE Fds frac dp dt ds frac ds dt dp vdp vd mv Kosullar altinda dE Fds dpdtds dsdtdp vdp vd mv displaystyle dE Fds frac dp dt ds frac ds dt dp vdp vd mv c2dm vd mv displaystyle c 2 dm vd mv c2 2m dm 2mvd mv displaystyle c 2 2m dm 2mvd mv c2d m2 d m2v2 displaystyle c 2 d m 2 d m 2 v 2 m2c2 m2v2 C displaystyle m 2 c 2 m 2 v 2 C Ne zaman v 0 displaystyle v 0 C m02c2 displaystyle C m 0 2 c 2 Bu yuzden m2c2 m2v2 m02c2 displaystyle m 2 c 2 m 2 v 2 m 0 2 c 2 m m01 v2c2 displaystyle m m 0 over sqrt 1 displaystyle v 2 over c 2 nerede m0 lt 0 displaystyle m 0 lt 0 ise sabit kutle ve sabit enerji esittir E0 m0c2 gt 0 displaystyle E 0 m 0 c 2 gt 0 cunku m m01 v2c2 lt 0 displaystyle m m 0 over sqrt 1 displaystyle v 2 over c 2 lt 0 p mv m0v1 v2c2 lt 0 displaystyle p mv m 0 v over sqrt 1 displaystyle v 2 over c 2 lt 0 Negatif momentum negatif kirilimi aciklamak icin uygulanmistir Tersine Doppler etkisi ve ters Cherenkov etkisi negatif metamateryal gostergesinde gozlemlemistir Metamateryalde radyasyon basinci da negatiftir cunku kuvvet F dpdt displaystyle F frac dp dt olarak tanimlanir Ilginc bir sekilde negatif basinc karanlik enerjide de gerceklesir Yukaridaki denklemleri kullanarak enerji momentum iliskisi E2 p2c2 m02c4 displaystyle E 2 p 2 c 2 m 0 2 c 4 olmali Dahasi kinetik enerji de negatiftir Ek E E0 mc2 m0c2 m0c21 v2c2 m0c2 m0c2 1 11 v2c2 lt 0 displaystyle E k E E 0 mc 2 m 0 c 2 m 0 c 2 over sqrt 1 displaystyle v 2 over c 2 m 0 c 2 m 0 c 2 1 1 over sqrt 1 displaystyle v 2 over c 2 lt 0 m0 lt 0 displaystyle m 0 lt 0 Aslinda negatif kinetik enerji bazi modellerde basinci negatif olan karanlik enerjiyi tanimlamak icin vardir Bu yolla negatif kutle artik negatif momentum negatif basinc ve negatif kinetik enerji ile ilgilidir Ayrica bakinizAnti madde Karanlik enerji Karanlik madde Egzotik madde Ayna madde Warp alani deneyleri Woodward etkisiKaynakca Visser M 1995 Luttinger J M 1951 a b c Bondi H July 1957 Price R M 1993 Shoen R Yao S T 1979 Witten Edward 1981 Belletete Jonathan Paranjape Manu 2013 Mbarek Saoussen Paranjape Manu 2014 a b Bonnor W B 1989 Forward R L 1990 Landis G 1991 Souriau J M 1970 Souriau J M 1997 A D Sakharov Cosmological model of the Universe with a time vector inversion Petit J P 1995 a b Petit J P d Agostini G 2014 a b Petit J P d Agostini G 2014 Amole C Charman M D Amole M Ashkezari W Baquero Ruiz E Bertsche A Butler C L Capra M Cesar S Charlton J Eriksson T Fajans M C Friesen D R Fujiwara A Gill J S Gutierrez W N Hangst M E Hardy C A Hayden S Isaac L Jonsell A Kurchaninov N Little J T K Madsen S McKenna S C Menary P Napoli A Nolan P Olin C O Pusa F 2013 Dirac P A M 1928 Morris Michael Thorne Kip Yurtsever Ulvi September 1988 Cramer John Forward Robert Morris Michael Visser Matt Benford Gregory Landis Geoffrey 1995 Hawking Stephen 2002 Woodward J F 1993 Woodward J F 1994 Woodward J F 2013 Wang Z Y Wang P Y Xu Y R 2011 Veselago V G 1968 Caldwell R R 2002