Garso bangos yra antigravitacijos forma, nes jų masė – neigiama

Angelo Esposito su kolegomis iš Kolumbijos universiteto Niujorke paskaičiavo garso ir gravitacijos santykį, atsižvelgdami į anksčiau ignoruotas sudėtingas dalelių sąveikas. Jie išsiaiškino, kad nors efektas ir silpnas, garso bangų gravitacinė masė turėtų būti neigiama ( arxiv.org/abs/1807.08771 ).

„Tai beveik kaip antigravitacija,“ sako Ira Rothstein iš Carnegie Mellon universiteto Pensilvanijoje. „Bangos judinamus atomus Žemės gravitacija, žinoma, traukia žemyn, bet pati garso banga yra atstumiama.“

Tai reiškia, kad judančios garso bangos kelias užlinks į viršų, tolyn nuo gravitacijos traukos. „Sunkiojo metalo muzika per pakankamai ilgą laiką tikriausiai pradėtų sklęsti ore, tad tikriausiai ji ne tokia jau ir sunki,“ sako Riccardo Penco iš Pensilvanijos universiteto. Žinoma, tas galioja bet kokio žanro muzikai.

„Sunkiojo metalo muzika per pakankamai ilgą laiką tikriausiai pradėtų sklęsti ore“

Tam tikra prasme tai yra matematinė gudrybė, nes garso banga tėra terpės sujudinimas, o ne tikra masę turinti dalelė, bet garsą gravitacija iš tiesų veikia.

„Garso bangų masė nėra tokia, kurią galėtumėte bandyti pasverti svarstyklėmis,“ sako Walteris Goldbergeris iš Jeilio universiteto. „Tai masė ta prasme, kad jį veikia gravitacija.“

Neigiama garso bangų masė nėra absoliuti, o veikiau priklausanti nuo terpės tankio. Tai reiškia, kad ši negatyvi masė negali egzistuoti vakuume, kur nėra terpės, per kurią garsas galėtų sklisti, o tai labai gerai, nes antraip toks dalykas sulaužytų ne vieną fizikos dėsnį. „Neigiamas potencialas vakuume būtų beprotybė, nes tam reikėtų išties neigiamos masės,“ sako Esposito.

Šio spėjimo matavimo eksperimentus surengti nebus lengva, kadangi tam reikės itin galingų gravitacinių laukų ar neišpasakytai tankios terpės, per kurią galėtų sklisti garsas. Tai galėtų būti atlikta su molekulėmis, atšaldytomis iki beveik absoliutaus nulio, ar išskirtinai galingų žemės drebėjimų sukeliamomis itin stipriomis garso bangomis, sako Esposito.

Tai turėtų būti įmanoma išvysti ir tokiose egzotiškose medžiagose, kaip supertakus helis, kurio klampumas, atšaldžius iki beveik absoliutaus nulio, išnyksta visiškai. Per šį keistą skystį sklindanti garso banga normalios gravitacijos sąlygomis turėtų neigiamą masę, ekvivalentišką teigiamai vieno helio atomo masei. Nusklidusi 100 metrų, ji pakiltų viršun maždaug vieną metrą.

Yra ir kitų garso bangos neigiamos masės pasekmių. Kaip du teigiamos masės objektai vienas kitą traukia, taip pat elgsis ir dvi neigiamo masės bangos. Tad, jei du žmonės šauktų ta pačia kryptimi, po atitinkamo laiko šie du šauksmai palinktų link vienas kito ir susijungtų, sako Esposito.

„Bet jie turėtų šaukti išties labai galingai arba ekstremaliai tankioje vietoje, tokioje, kaip neutroninės žvaigždės centras,“ sako jis. „Nebandykite to namuose.“

Leah Crane

www.newscientist.com