Anti-kütleçekimi

anti-kütleçekimi, kütleçekim etkisinden bağımsız bir alan veya obje yaratma düşüncesidir. bu, serbest düşme veya yörünge olduğu gibi kütleçekimi altında ağırlığın azalması ya da kütleçekim gücünü elektromanyetizma veya aerodinamik kaldırma gibi birtakım başka güçlerle dengeleme anlamına gelmez. anti-kütleçekimi bilimkurguda da yinelenen bir kavramdır, özellikle de uzay aracı sevki bağalamında. buna h.g. wells’in ay'da ilk insanlar kitabındaki kütleçekimini bloklayan cisim “cavorite” örnek olarak verilebilir. newton’un evrensel kütleçekim yasasına göre kütleçekimi, bilinmeyen birtakım yollarla iletilen bir dış kuvetti. 20. yüzyılda newton’un kuramının yerini genel görelilik aldı. genel göreliliğe göre göre kütleçekimi, bir güç değil; uzay zamanı geometrisinin sonucudur. kurama göre, özellikle sağlanmış bazı koşullar haricinde anti-kütleçekimi imkânsızdır.

kuramsal çözümler

kütleçekim kalkanları
1948 yılında başarılı iş adamı roger babson  (bobson koleji’nin kurucusu) kütleçekiminin etkisini azaltmanın yolları üzerinde çalışmak için kütleçekim araştırma vakfı’nı kurdu. çabaları başlangıçta biraz aykırı  idi. fakat dondurulmuş gıda ürünleri ile bilinen clarence birdseye ve helikopterin mucidi olan igor sikorsky gibi kişileri çeken konferanslar düzenlediler. zamanla bu kuruluşun amacı, kütleçekimini kontrol etmekten uzaklaştı, onu daha iyi anlamaya yöneldi. vakıf 1967’de babson’un ölümünden sonra neredeyse yok oldu. ancak, hâlâ 5000 dolara kadar ödül verilen makale yarışmaları düzenlemeye devam etmektedirler.

2020 yılı itibarıyla wellesley, massachusetts’in dışından, vakfın asıl yöneticisinin oğlu olarak george rideout tarafından yönetilmektedir. kazananlar arasında daha sonra 2006 nobel fizik ödülü'nü kazanan california astrofizikçisi george f. smoot yer alıyor.

1950’lerde genel görelilik araştırması

genel görelilik 1910'lu yıllarda ileri sürüldü, ancak teorinin gelişimi için yeterli matematiksel araç bulunmadığından, büyük ölçüde yavaş ilerledi. anti-kütleçekimi her ne kadar genel izafiyet teorisi altında sunulsa da, anti-kütleçekimi türlerinin etkilerine imkân veren potansiyel çözümler üzerinde çalışacak bir dizi deneme yapıldı.

abd hava kuvvetleri’nin 1950’li yıllar boyunca ve 1960’larda bir çalışma yaptığı iddia edilmektedir. eski yarbay ansel talbert, 1950’lerde büyük havacılık şirketlerinin çoğunun kütleçekimi itme gücü araştırmasına bağladığını iddia eden iki dizi gazete makalesi yazdı. bu hikayeler, halkı etkilemek amaçlı basın bültenlerinin çıktığı dönemlere denk gelmesi nedeni ile bu haberlerin doğruluğu kesinleşmemiştir.

i̇leri araştırmalar enstitüsünü kuran glenn l. martin şirketi'nin ciddi çalışmalarının devam etmekte olduğu bilinmektedir. teorik fizikçi burkhard heim ile glenn l. martin şirketi’nin aralarında bir kontrat imzalandığı büyük gazeteler tarafından yankı bulmuştur. kütlçeçekimini anlamaya yönelik bir diğer özel sektör girişimi de, kütleçekim araştırma vakfı mütevelli agnew h. bahnson tarafından 1956’da chapel hill’deki kuzey carolina üniversitesi’nde kurulan fizik alanı enstitüsü’dür.

anti-kütleçekimi projeleri için askeri destek 1973 mansfield değişikliği ile sonlandırıldı. bu değişiklikle (kanun), savunma bakanlığı'nın yalnızca askeri uygulamalar ile ilgili bilimsel araştırmalar için harcama yapması kararlaştırıldı. mansfield değişikliği, özellikle uzun soluklu ve çok fazla yol katedilemeyen projeleri sonlandırmak için geçti.

genel görelilik altında kütleçekimi, uzaysal geometrinin (lokal kütle enerjisi nedeni ile uzayın normal şeklindeki değişiklik) sonucudur. bu teori kütleçekimine neden olanın, kitlesel objeler nedeni ile deforme olmuş, değişmiş uzay şekli olduğunu savunur. buna göre, kütleçekimi gerçek bir güç olmaktan çok deforme olan uzayın bir özelliğidir. normalinde denklemler negatif bir geometri (?- terim) oluşturamazlar ancak bunu "negatif kütle" kullanarak yapmak mümkündür.

hem genel izafiyet hem de newton’un kütleçekimi, negatif kütlenin itme eğilimi olan bir itim alanı oluşturacağını öngörür. özellikle sir hermann bondi 1957 yılında, eylemsizlik ile birleşen negatif çekimsel kütlenin, genel görelilik kuramının güçlü eşdeğerlik ilkesine ve newton’un çizgisel momentum ve enerjinin korunumu yasalarına uyduğunu ileri sürdü. bondi’nin kanıtı izafiyet eşitlikleri için serbest çözüm özellikleri getirir. 1988 yılının temmuz ayında robert l. forward,  aiaa/asme/sae/asee 24. joint propulsion conference'da bir bondi anti-kütleçekimsel itim sistemi önerdi. 1988 yılının temmuz ayında robert l. forward,  aiaa/asme/sae/asee 24. joint propulsion conference'da bir bondi anti çekimsel kütle itim sistemi sistemi önerdi.

bondi’nin negatif kütleçekimsel itme sistemini ileri süren bir rapor sundu. bondi, çekimsel gücün itme eğilimi olsa dahi negatif bir kütlenin normal durumda -e'ye doğru düşeceğine dikkat çekti (-e'den uzağa değil). negatif kütle (newton’un f=ma kuralına göre) kuvvetin tersi yönünde hızlanarak karşılanır.  diğer yandan normal kütle negatif maddeden uzağa düşecektir. bondi, birbirine yakın yerleştirilen, biri pozitif diğeri negatif olan iki özdeş kütlenin, negatif olanının pozitif olanını takip ederek, aralarındaki çizgi doğrultusunda kendi kendine hızlanacaklarını belirtir. dikkat ederseniz negatif kütle negatif kinetik enerji kazandığı için hızlanan kütlelerin toplam enerjisi sıfır olur. kendi kendine hızlanma etkisinin, negatif eylemsizlik kütlesi nedeni ile oluştuğuna ve parçacıklar arasında çekimsel güç olmadan eyletik olarak görülebileceğine dikkat çekilmiştir.

cisimlerin şu ana kadar bilinen bütün formlarını tanımlayan parçacık fiziğinin standart modeli, negatif kütleye yer vermemektedir. her ne kadar kozmolojik karanlık maddenin, yapısı bilinmeyen standart model’in dışındaki parçacıklardan oluşma olasılığı olsa da  kütlesi bariz şekilde bilinmektedir. çünkü etrafındaki nesneler üzerinde kütlelerinin pozitif olduğunu gösteren bir çekim etkilerinin olduğu kabul edilir. diğer yandan, genel görelilik kuramına göre hem enerjisinin yoğunluğu hem de negatif basıncı çekim etkisine katkıda bulunmadığından dolayı, önerilen kozmolojik karanlık enerji daha karmaşıktır.

beşinci kuvvet 

genel görelilik denklemlerine göre kütleçekimininin oluşma sebebi, büyük kütleli cisimlerin uzayzamanda oluşturduğu eğrilerdir.  bu benzer denklemlerin anti-madde için geçerli olup olmadığı uzun zamandır tartışılıyor. bu konunun, 1960 yılında cpt simetrisinin gelişimi ile birlikte çözüldüğü varsayıldı. cpt simetrisi, anti maddenin normal madde ile aynı fizik kanunlarını izlediğini ve bu nedenle normal maddeler gibi kütleçekimine benzer bir etkiye neden olduğunu (ve tepki gösterdiğini) ve pozitif enerjiye sahip olduğunu iddia eder (bkz: antimaddenin kütleçekimsel etkileşimi). 20. yüzyılın son çeyreğinin çoğunda, fizik topluluğu bir birleşik alan kuramı üretme çalışmasında yer aldı. bu çalışma, dört temel kuvveti, -kütleçekimi, elektromanyetizma, güçlü ve zayıf nükleer kuvvetler- açıklayan basit bir fiziksel teori idi. bilim adamları üç kuantum kuvvetini birleştirmede ilerleme kaydettiler. fakat kütleçekimi her seferinde problem olarak kaldı. ancak bu, bu tür yeni çalışmaların yapılmasını engellemedi. bu çalışmalarda genellikle, graviton adlı bir parçacığın var olduğunu varsayılarak ve tıpkı fotonların elektromanyetizmayı taşıdığı gibi bunların da kütleçekimini taşıdığını savunularak, kütleçekimi incelenmeye çalışıldı. bu doğrultudaki basit çalışmaların tümü başarısızlıkla sonuçlandı, ancak bu problemlerin çözümü için üzerine daha fazla çalışılmış örneklerin, çalışmaların doğmasına neden oldu. bunlardan ikisi, süpersimetri ve görelilik ilkesine dayanan süper kütleçekimidir ve her ikisi de bir graviton tarafından taşınan son derece zayıf bir "beşinci kuvvet"in varlığına ihtiyaç duyar. bu iki çalışmada da sorunlar, kuantum alan teorisinde çözülür. her iki teori de, antimaddenin bu beşinci güçten kütleçekimindekine benzer ancak karşıt bir şekilde etkilenmesi, itmenin kütleden uzağa doğru gerçekleşmesi olarak düşünülebilir. 1990’lı yıllarda bu etkiyi ölçmek için çeşitli deneyler yapıldı, ancak hiçbiri olumlu sonuçlanmadı.

2013 yılında cern, anti-hidrojen içerisindeki enerji düzeylerini incelemek için tasarlanan bir deneyde anti-kütleçekimi etmenini araştırdı. bu çalışma yalnızca küçük bir deneydi ve sonuçsuz kaldı.

genel göreceli “warp motorları”
genel göreliliğin alan denklemlerinin "warp motorlarını" (örneğin alcubierre metrik) ve kararlı, seyahat edilebilir solucandeliklerini açıklayan çözümleri vardır. bu, tek başına önemli değildir, çünkü herhangi bir uzay-zaman geometrisi, stres-enerji tensörü alanının bazı konfigürasyonları için alan denklemlerinin bir çözümüdür. genel görelilik, stres-enerji tensörüne dış sınırlamalar getirilmediği sürece, uzay-zaman geometrisini kısıtlamaz. warp motoru ve solucandeliği denklemleri çoğu alanda sorun çıkarmaz, ancak egzotik madde alanı gereklidir. böylelikle bunlar, stres-enerji tensörü maddenin bilinen madde biçimleri dahilinde ise, çözelti kapsamına girmezler. karanlık madde ve karanlık enerji şu anda bu çözümlere uygulanabilecek kadar anlaşılmamıştır.

breakthrough propulsion physics program 
yirminci yüzyılın sonlarında nasa, 1996 yılından 2002 yılına kadar, breakthrough propulsion physics program (türkçe: i̇tiş gücü fiziği buluşu programı)  (bpp) için kaynak ayırdı. bu program, normal üniversitelerden veya ticari kanallardan fon almayan, kütleçekim karşıtı bir itim gücü ile ilgili bir dizi değişik tasarım üzerinde çalıştı. diametrik motor adı altında anti-kütleçekimine benzer kavramlar araştırıldı. bpp programının yaptığı çalışma, tau zero vakfı'nın yardımıyla, nasa’ya bağlı olmadan, bağımsız olarak devam etmektedir.

deneysel iddialar ve ticari çabalar
kütleçekimsiz cihazlar oluşturmak için şimdiye kadar birçok girişimde bulunulmuş ve bilimsel literatürde kütleçekimsiz ortam etkileri ilgili bir dizi rapor yayınlanmıştır. hiçbir çalışmada kütleçekimsiz bir alan veya nesne oluşturulamadı.

jiroskopik cihazlar

jiroskop, kütle çekimi karşıtı gözlemlenebilir bir kuvvet üretir. bu kuvvet newton modellerine rağmen yanılsama bir kuvvet olarak kabul edilmektedir. yine de kütleçekimi karşıtı çeşitli sayıda cihazlar üretildiği ve patenler alındığı iddia edildi. bu cihazların hiçbirinin kontrollü koşullar altında çalıştığı görülememiştir ve genellikle sonuç olarak komplo teorilerine konu haline gelmişlerdir. meşhur bir örnek 1974'te, imperial college london'de çalışan profesör eric laithwaite'dir.

başka bir örnek olarak 1968 ve 1974 yılları arasında henry wallace tarafından alınan bir dizi patentlerde gösterilir. onun cihazları hızlı dönen brass (bakır ve çinko alaşımı) diskleri ve büyük ölçüde yarım tam sayı nükleer dönüşlü malzemeleri içermektedir. o böyle bir malzemeden yapılmış bir diskin hızla döndürülerek, nükleer dönüş ile hizalanması, barnett etkisi gibi manyetik alana benzer bir "gravitomanyetik"  alan yaratacağını iddia etti. bu cihazların hiçbir bağımsız testi veya kayda alınmış bir gösterimi bilinmemektedir.

1989 yılında, ağırlığın, dik dönen jiroskop ekseni boyunca azaldığı raporlanmıştır. bu iddianın testi bir yıl sonra geçersiz sonuçlar vermiştir.. 1999 da aip konferansında daha fazla test yapılması için öneri yapıldı.

thomas townsend brown'ın gravitatörü
1921 yılında thomas townsend brown halen lisede okurken yüksek voltaj coolidge tüpünü buldu. bu tüp kendi yönüne bağlı olarak kütleyi değiştiriyor gibi görünüyordu. 1920'lerde brown bunu yüksek voltajları yüksek dielektrik sabitleri (aslında büyük kapasitörler) olan malzemelerle birleştiren cihazlara dönüştürdü; böyle bir cihaza "gravitatör" dedi. brown, gözlemcilere ve medyaya deneylerinin kütleçekim karşıtı etkiler gösterdiğini iddia etti. brown çalışmalarına devam edecek ve ileriki yıllarda fikirlerini uçak şirketlerine ve orduya satmaya çalışacağı bir dizi yüksek voltajlı cihaz üretecekti..  biefeld–brown etkisi ve elektrogravitik isimlerini kendi cihazları ile birleştirdi. brown asimetrik kapasitör cihazları bir vakumda test etti, elde ettiği etkinin havada yüksek voltaj iyon akışı tarafından oluşturulan elektrodinamik etkisinden daha aşağıda olmadığını göstermeye çalıştı.

elektriksel çekim, ufoloji, anti-kütleçekimi, serbest enerji, hükûmet komplo teorisyenleri ve ilgili web siteleri, kitaplar ve 1960’lı yıllarda teknolojinin güç ufo ve b-2 bombardıman uçağını güçlendirmek için önemli olduğunu iddia eden yayınlar için popüler bir konudur. vakum da kaldırıcı tarzında çalışan kapasitör cihazların gösterildiği internet üzerinden yayınlanan bazı araştırma ve videolarda bulunmaktadır, cihazlar bu nedenle havada üretilen iyon sürüklenme veya iyon rüzgârından etkilenmektedirler.

brown'ın çalışması ve diğer iddiaların devamı olarak 1990 de abd hava kuvvetler rl talley tarafından çalışmalar, nasa bilim adamı jonathan campbell tarafından 2003'te deneyler ve martin tajmar tarafından makale çalışmaları yapılmıştır.  and martin tajmar in a 2004 paper. onlar vakum içinde brown’ının havada yüksek voltaj iyon akışı tarafından oluşturulan earthelectrohydrodynamic etkisinin olduğu herhangi bir itme gücü gözlemlememişlerdi.

gravitoelektrik bağlantısı
1992'de rus araştırmacı eugene podkletnov, süperiletkenlerle deney yaparken, hızlı dönen bir süperiletkenin kütleçekim etkisini azalttığını keşfettiğini iddia etti. podkletnov'un denemesini kullanan birçok çalışma, her zaman olumsuz sonuçlara yol açmaya çalışmıştır. huntsville alabama üniversitesi'nden ning li ve douglas torr, zamana bağlı manyetik alanın süperiletken iyonlarının hareketlerine nasıl etkide olduğunu bir dizi detectablegravitomagnetic ve gravitoelectric  alanları oluşturmak için kullanılan bir süperiletken ile ölçmeyi 1991 ve 1993 yılları arasında yayınlanan bildiride teklif etti..

1999 yılında, li ve ekibi  popular mechanics ortaya çıktı ve kendi deyimleriyle "ac kütleçekim" üreten bir prototip çalışma inşa ettiklerini iddia ettiler. bu prototip için başka herhangi bir kanıt teklif edilmemiştir..

timir datta ve douglas torr ve  güney karolina üniversitesi'nde "kütleçekim jeneratörü" geliştirilmesi projesine dahil oldular.  south carolina üniversitesi office of technology transfer'inden sızan bir belge  ve 1998 yılında wired muhabiri charles platt teyitine göre cihaz istenen herhangi bir yönde bir "kuvvet ışınını" yaratabiliyordu ve üniversite bu cihaz için patent ve lisans almayı planlıyordu. bu üniversite araştırma projesi ya da "gravity jeneratör" cihaz hakkında şimdiye kadar kamuya herhangi bir bilgilendirme yapılmadı.

göde ödülü
göde bilim vakfı'nın kütleçekim araştırma enstitüsü "anti-kütleçekimi" etkileri yeniden üretmek için çok sayıda farklı deneyler üzerinde çalıştı. bu grubun geçmiş deneyleri çoğaltarak yerçekimi karşıtı bir etki gözlemleme çabaları şimdiye kadar başarısız olmuştur.. vakıf tekrarlanabilir bir anti-kütleçekimi deneyi için bir milyon avro ödül teklif etti.

kaynakça

genel görelilik