Mυστηριώδης δύναμη στο διάστημα προκαλεί μόνιμη μείωση του βάρους των σωμάτων
Μέρος Α’

Tου Bασίλη Xατζηγιάννη*

Εκλαϊκευμένη γνωριμία με την βαρύτητα. Μεταξύ των τεσσάρων θεμελιωδών αλληλεπιδράσεων που διαπιστώθηκαν στη Φυσική , η βαρύτητα είναι η πρώτη που γνώρισε η ανθρωπότητα και της πλέον άμεσης εμπειρίας. Το νεογέννητο παιδί που του πέφτει το παιχνίδι του από τα χέρια κάνει, άθελά του, το πρώτο του πείραμα Φυσικής πάνω στη βαρύτητα. Η βαρύτητα είναι η μόνη ιδιότητα που είναι κοινή σε όλα τα σωματίδια της ύλης που μέχρι σήμερα γνωρίζομε. Παρ' όλα αυτά είναι, μεταξύ των θεμελιωδών αλληλεπιδράσεων, η πιο μυστηριώδης και ξεφεύγει από την ενοποίηση με τις άλλες αλληλεπιδράσεις, παρά τις αναρίθμητες προσπάθειες των επιστημόνων.

Οι πρώτες πειραματικές μελέτες πάνω στη βαρύτητα έγιναν από τον Gallileo, ο οποίος ανακάλυψε ότι όλα τα σώματα που πέφτουν ελεύθερα, σε περιβάλλον χωρίς τις δυνάμεις τριβής του αέρος, αποκτούν την ίδια επιτάχυνση. Η διαπίστωση αυτή ήταν η πρώτη σκιαγράφηση της αρχής της ισοδυναμίας μεταξύ αδρανειακής μάζας και βαρυτικής, που ακόμη και σήμερα στερείται μιας ικανοποιητικής θεωρητικής ερμηνείας. Η δεύτερη μεγάλη συνεισφορά δόθηκε από τον Newton που κατόρθωσε να ερμηνεύσει τους τρεις νόμους του Κεπλέρου σχετικά με την κίνηση των πλανητών καθορίζοντας μια δύναμη, δηλαδή τη βαρύτητα, της οποίας η ένταση είναι αντιστρόφως ανάλογη του τετραγώνου της απόστασης των δυο υλικών σωμάτων και ανάλογη του γινομένου των μαζών των σωμάτων αυτών. Αξίζει να σημειώσομε ότι ύστερα από έναν ολόκληρο αιώνα ο Cavendish μπόρεσε να μετρήσει τη δύναμη αυτή μεταξύ δυο γήινων σωμάτων με ένα εργαστηριακό πείραμα και να καθορίσει τη σταθερή παράμετρο της αναλογίας του νόμου που ανακάλυψε ο Newton.

Ο Einstein , με τη γενική θεωρία της σχετικότητας, έδωσε στη θεωρία της βαρύτητας την σημερινή της μορφή. Με τη θεωρία αυτή η βαρύτητα χάνει τα χαρακτηριστικά μιας κλασικής δύναμης και παίρνει τη μορφή μιας παραμόρφωσης της χωρο-χρονικής συνέχειας. Ο John Archibald Wheeler συνοψίζει ως εξής τη θεωρία του Einstein: "O χώρος επιδρά στην ύλη, και της λέει πώς να κινηθεί. Η δε ύλη αντιδρά στο χώρο και του λέει πώς να καμπυλωθεί".

Υπάρχουν κάποιες διαφορές αλλά και ομοιότητες μεταξύ του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου και του πεδίου βαρύτητας. Κατ’ αρχήν υπάρχει η ομοιότητα του νόμου του Coulomb και του νόμου του Newton που και οι δυο αυτοί νόμοι εξαρτώνται από το γινόμενο των φορτίων ή των μαζών που αλληλεπιδρούν και από το αντίστροφο του τετραγώνου της απόστασης αυτών. Όμως ενώ τα ηλεκτρικά φορτία είναι πάντοτε δυο διαφορετικών τύπων ( θετικά και αρνητικά), σε ό,τι αφορά τις μάζες βαρύτητας γνωρίζομε μόνο ένα τύπο. Επίσης γνωρίζομε ότι δυο φορτία διαφορετικού σημείου έλκονται και δυο με το ίδιο σημείο απωθούνται, σε ό,τι αφορά την αλληλεπίδραση της βαρύτητας η εξασκούμενη δύναμη είναι πάντοτε ελκτική.

Μια άλλη διαφορά έχει να κάνει με το γεγονός ότι οι εξισώσεις του ηλεκτρομαγνητισμού είναι γραμμικές, ενώ δεν είναι οι εξισώσεις της βαρύτητας. Αυτό δημιουργεί μεγάλα θεωρητικά και πρακτικά μπερδέματα . Δηλαδή, το πεδίο βαρύτητας είναι ιδιαίτερα πιο δύσκολο να μελετηθεί και από τις εξισώσεις που το διέπουν είναι γνωστές ελάχιστες μόνο ειδικές λύσεις και, εκτός ορισμένων ιδιαίτερα απλών περιπτώσεων, είναι προσεγγιστικές. Και στις δυο περιπτώσεις πεδίου, ένα φορτίο που η μάζα επιταχύνεται δημιουργεί κύματα, που είναι αντίστοιχα με τα γνωστά ηλεκτρομαγνητικά κύματα και τα κύματα βαρύτητας. Και οι δύο αυτοί οι τύποι κυμάτων είναι εγκάρσιοι, σκοπό έχουν να δίδουν την πληροφορία της μεταβολής του πεδίου από την πηγή στην περιφέρεια και διαδίδονται με τη ταχύτητα του φωτός. Δηλαδή, ένα ελεύθερο φορτίο που προσβάλλεται από μια ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία μπαίνει σε κίνηση, ενώ μια μάζα που προσβάλλεται από μια ακτινοβολία βαρύτητας παραμένει στην κατάσταση της κίνησης που προϋπήρχε και παραμορφώνεται. Στην περίπτωση δυο μαζών αλλάζει η απόσταση μεταξύ των. Αυτό μαζί με την πολύ μικρή τιμή της σταθεράς της βαρύτητας έχει ως συνέπεια ώστε αυτά τα κύματα να αλληλεπιδρούν ελάχιστα με την ύλη ( μπορούν να διαπεράσουν τη Γη με ελάχιστη απορρόφηση).

Το γεγονός αυτό αποτελεί την αιτία της δυσκολίας του εντοπισμού αυτής της ακτινοβολίας και είναι επίσης το κυρίαρχο ενδιαφέρον των αστροφυσικών. Πράγματι τα κύματα βαρύτητας θα μας βοηθούσαν να δούμε απίθανα πράγματα, όπως τα κέντρα των γαλαξιών ή το εσωτερικό των άστρων και των πλανητών. Θα μπορούσαμε δηλαδή να έχομε μια ολική, πανοραμική, ακτινογραφία της Γης με ασύλληπτα οφέλη όπως την πραγματική γένεση αλλά και πρόβλεψη των σεισμών, πράγματα που δεν φαίνονται με την οποιαδήποτε ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία εξ αιτίας της υψηλής απορρόφησής της από την ύλη. Λίγα χρόνια μετά την ανακάλυψη των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων από τον Maxwell ο Hertz κατάφερε να δημιουργήσει και να ανιχνεύσει στο εργαστήριο τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα, που άλλωστε ήταν γνωστά ως φωτεινή ακτινοβολία, ξεκινώντας με ηλεκτρικά κυκλώματα και πραγματοποιώντας έτσι την πρώτη υποτυπώδη ραδιοφωνική μετάδοση.

Έχουν περάσει πάνω από εξήντα χρόνια από την θεωρητική ανακάλυψη των κυμάτων βαρύτητας από τον Einstein, και βρισκόμαστε ακόμη πολύ μακριά ώστε να μπορούμε να πραγματοποιήσομε ένα πείραμα ανάλογο με εκείνο του Hertz. Πράγματι, κανένα πείραμα που μπορεί να γίνει με την υπάρχουσα σήμερα τεχνολογία είναι δυνατό να δημιουργήσει κύματα βαρύτητας τόσο έντονα ώστε να εντοπισθούν από τις υπάρχουσες κεραίες. Γι' αυτό είμαστε υποχρεωμένοι να αναζητούμε τα ισχυρότατα εκείνα κύματα βαρύτητας που δημιουργούνται κατά τη διάρκεια ιδιαίτερων αστρονομικών γεγονότων. Παρακάτω θα μιλήσομε για τις πηγές των κυμάτων βαρύτητας και για τον νέο τομέα της αστροφυσικής που δημιούργησε αυτή η αναζήτηση. Για την ώρα ας μιλήσομε μόνο για τη θεμελιώδη έννοια των πειραμάτων αναζήτησης των κυμάτων βαρύτητας. Τα πειράματα αυτά δεν ακολουθούν τους κλασικούς κανόνες των πειραμάτων που γίνονται μέσα στο εργαστήριο όπου το αντικείμενο της έρευνας παράγεται ή τουλάχιστον ευρίσκεται υπό τον έλεγχο των ερευνητών. Τα πειράματα αναζήτησης και καταγραφής των κυμάτων βαρύτητας αποτελούν την κατηγορία των " παρατηρήσιμων " πειραμάτων (όπως οι σεισμοί), όπου το εργαστήριο δεν είναι μέσα σε τέσσερις τοίχους, αλλά εκτείνεται σε ένα αρκετά μεγάλο κομμάτι του σύμπαντος. Μια βασική αρχή της επιστήμης είναι η επαναληψιμότητα των πειραμάτων. Αναγκαία συνθήκη ώστε τα αποτελέσματα ενός πειράματος να θεωρηθούν ορθά, είναι η επανάληψή του και από άλλους ερευνητές.

Αυτό δεν δημιουργεί μεγάλα προβλήματα σε ό,τι αφορά τα πειράματα που γίνονται μέσα στο εργαστήριο, αλλά δεν είναι το ίδιο για τα παρατηρήσιμα πειράματα, όπου οι συνθήκες εξέλιξης του πειράματος ευρίσκονται μερικώς μόνο υπό τον έλεγχο του ερευνητή. Ο ερευνητής, σ' αυτή τη περίπτωση ελέγχει τη πειραματική του διάταξη της παρατήρησης, αλλά δεν ελέγχει το παρατηρούμενο αντικείμενο. Στην περίπτωση της αναζήτησης των κυμάτων βαρύτητας, το παρατηρούμενο αντικείμενο αποτελούν κάποιες αστροφυσικές διεργασίες που διακρίνονται κυρίως για τις υψηλότατες πυκνότητες ύλης και ταχύτητες των εμπλεκόμενων ουράνιων σωμάτων. Υψηλές δόσεις ακτινοβολίας παράγονται κατά την έκρηξη ενός supernova, διαδικασία που χαρακτηρίζει την τελική φάση της ζωής μερικών άστρων, όταν εξαντλούνται τα πυρηνικά τους καύσιμα και καταρρέουν απότομα εξ αιτίας της βαρύτητάς τους δημιουργώντας συνήθως ένα άστρο νετρονίων ή μια μαύρη τρύπα. Τα αντικείμενα αυτά έχουν πυκνότητα μεγαλύτερη από ένα εκατομμύριο δισεκατομμύρια φορές της γήινης ύλης. Ένα κουταλάκι του γλυκού ύλης από ένα άστρο νετρονίων ζυγίζει όσο ένα μεγάλο βουνό, ενώ αν ο Ήλιος καταντούσε ένα άστρο νετρονίων θα αποκτούσε διάμετρο περίπου μόνο ολίγων χιλιομέτρων. Γεγονότα όπως η έκρηξη ενός supernova είναι σπάνια, τουλάχιστο στον γαλαξία μας, και εκτιμάται ότι συμβαίνει μια παρόμοια καταστροφή κάθε δέκα χρόνια, αν και η τελευταία ορατή από τη Γη παρατηρήθηκε από τον Γαλιλαίο. Η συχνότητα αυτών των καταρρεύσεων-καταστροφών αυξάνει σημαντικά αν συμπεριλάβομε και τους κοντινούς γαλαξίες, αλλά στην περίπτωση αυτή η ροή της ακτινοβολίας βαρύτητας που προσβάλλει τη Γη είναι, λόγω της μεγάλης απόστασης, μικρή. Μια άλλη διαδικασία που θα μπορούσε να δημιουργήσει ισχυρές δόσεις κυμάτων βαρύτητας είναι η πτώση ύλης σε μια μαύρη τρύπα.

Έχομε λόγους να πιστεύομε ότι μια μεγάλη τρύπα βρίσκεται στο κέντρο του γαλαξία μας. Μπορούμε να τη φαντασθούμε σαν μια γιγαντιαία δίνη στην οποία καταπίπτει σιγά-σιγά η ύλη που υπάρχει τριγύρω. Η Αστρονομία που ασχολείται με τη βαρύτητα θα μπορούσε να δώσει πληροφορίες για τη διαδικασία αυτή που είναι αόρατη με τα ηλεκτρομαγνητικά τηλεσκόπια εξ αιτίας των νεφών σκόνης, που απορροφά την ακτινοβολία τους, και που μας κρύβουν το κέντρο του γαλαξία μας. Τα άστρα νετρονίων που περιστρέφονται περί τον εαυτό τους, ή τα διπλά άστρα, με ιδιαίτερα μεγάλη πυκνότητα, παρουσιάζουν μια συνεχή εκπομπή κυμάτων βαρύτητας. Η ακτινοβολία αυτή είναι κατά πολύ πιο ασθενής από εκείνη των προηγουμένων καταστροφικών περιπτώσεων και πάντως ελπίζουμε να μπορέσουμε να την καταγράψομε με αναβάθμιση της υπάρχουσας τεχνολογίας.

Για να καταγραφούν τα κύματα βαρύτητας σχεδιάστηκαν διατάξεις που "αντιλαμβάνονται" την παραμόρφωση του περιβάλλοντος χώρου που προκαλούν κατά την πορεία τους. Μεταξύ αυτών των διατάξεων οι συντονιζόμενες κεραίες αποτελούν τις μοναδικές που χρησιμοποιούνται. Οι κεραίες αυτές αποτελούνται από ένα κύλινδρο αλουμινίου ή από άλλο ελαστικό υλικό, που το βάρος των κυμαίνεται από μερικά κιλά έως πολλούς τόνους, οι οποίες όταν προσβάλλονται από ένα κύμα βαρύτητας τίθενται σε παλμική κίνηση. Η παλμική αυτή κίνηση μέσω ενός εξελιγμένου συστήματος ενίσχυσης και καταγραφής μεταφέρεται σε οθόνη για την περαιτέρω μελέτη και ανάλυση με υπολογιστή.

Το πρόβλημα που παρουσιάζεται είναι ότι το πλάτος δόνησης που προκαλείται στον κύλινδρο είναι πολύ μικρό. Για τα πιο ισχυρά κύματα βαρύτητας το αναμενόμενο πλάτος είναι μικρότερο του ενός εκατομμυριοστού της διαμέτρου ενός ατόμου. Στο σημείο αυτό πρέπει να θυμηθούμε ότι το σύνολο της ύλης ευρίσκεται σε συνεχή χαοτική κίνηση (η λεγόμενη "θερμική αναταραχή" ή κίνηση του Brown), με ενέργεια ανάλογη της απόλυτης θερμοκρασίας, και αυτό σημαίνει ότι ο κύλινδρος δονείται συνεχώς, με πλάτος δόνησης κατά πολύ μεγαλύτερο από εκείνο που οφείλεται σε μια ισχυρή δόση κυμάτων βαρύτητας. Η κατάσταση βελτιώνεται αν η κεραία ψύχεται και αυτό εφαρμόζεται στις λεγόμενες κρυογενείς κεραίες οι οποίες ψύχονται στους -270 0C περίπου με υγρό ήλιο.

Η ενίσχυση του ηλεκτρικού σήματος δημιουργεί και άλλες αναπόφευκτες ενοχλήσεις (παράσιτα) που ελαχιστοποιούνται με κατάλληλα ηλεκτρονικά συστήματα και με ειδικές αναλύσεις στον υπολογιστή. Για να καλυτερεύσει η ανίχνευση των κυμάτων βαρύτητας είναι πολύ ωφέλιμο να έχει η κεραία μεγάλη μάζα και χαμηλές απώλειες δηλαδή να είναι μεγάλος ο χρόνος απόσβεσης μιας δόνησης εγκατεστημένης από μια διέγερση μικρού χρόνου. Τέλος, παρά το γεγονός ότι ο κύλινδρος είναι απομονωμένος από το εξωτερικό περιβάλλον με μηχανικά φίλτρα, παρουσιάζονται ακόμη ενοχλήσεις, παράσιτα, που προέρχονται από ανθρώπινες ή σεισμικές δραστηριότητες. Όλα αυτά, όπως και άλλα ηλεκτρομαγνητικά παράσιτα, είναι δυνατόν να θέσουν την κεραία σε κατάσταση δόνησης, με αποτέλεσμα να είναι δυσδιάκριτα στο σήμα εξόδου τα σήματα που δυνατόν να οφείλονται σε κύματα βαρύτητας. Τα παράσιτα αυτά όμως έχουν τοπικό χαρακτήρα και μπορούν να εξαλειφθούν τοποθετώντας συγχρόνως σε μεγάλη απόσταση δυο ή περισσότερες κεραίες και λαμβάνοντας υπόψη μόνο τα αποτελέσματα που συμπίπτουν.

Ο Joe Weber, ο πρωτοπόρος στην αναζήτηση των κυμάτων βαρύτητας, δημοσίευσε τα αποτελέσματα μερικών μηνών αναζήτησης κυμάτων βαρύτητας με κεραίες μη ψυχόμενες που τις τοποθέτησε στο Πανεπιστήμιο του Maryland και στο εργαστήριο του Illinois. Στο μικρό αυτό χρονικό διάστημα ανακάλυψε δέκα επτά συμπίπτουσες περιπτώσεις, για τις δυο κεραίες, και δεδομένης της απόστασης μεταξύ των δυο αυτών κεραιών αποκλείστηκε η περίπτωση των τοπικών παρασίτων, και ισχυρίστηκε ότι οι κεραίες που είχε εγκαταστήσει συνέλαβαν κύματα βαρύτητας.

Σχετικό άρθρο δημοσιεύτηκε στο επιστημονικό περιοδικό " Physical Rewiew. Σε παρατηρήσεις που ακολούθησαν ο Weber βρήκε ότι τα γεγονότα που παρατήρησε ήταν περισσότερο συχνά καθόσον , εξ αιτίας της περιστροφής της Γης, η διεύθυνση του κέντρου του γαλαξία μας (στον αστερισμό του Τοξότη) ήταν κάθετη στον άξονα των κεραιών. Αυτό θα μπορούσε να εξηγηθεί αν τα υποτιθέμενα κύματα βαρύτητας προέρχονταν από τη διεύθυνση εκείνη. Εξάλλου, όπως είπαμε ήδη, το κέντρο του γαλαξία μας είναι μια από τις πλέον υποψήφιες περιοχές , κατά τους αστροφυσικούς, για την ύπαρξη μιας ισχυρής πηγής κυμάτων βαρύτητας. Οι θεωρητικοί απεναντίας έμειναν μπερδεμένοι από το πλάτος και τον υψηλό αριθμό των γεγονότων που δεν συμφωνούσαν με την ίδια την ύπαρξη του γαλαξία (που θα πρέπει να έχει ήδη εξαφανισθεί πριν από μερικά δισεκατομμύρια χρόνια, και να έχει μεταλλαχθεί σε μαύρες τρύπες και κύματα βαρύτητας). Δεν ήταν πάντως η γνώμη των θεωρητικών εκείνη που δημιούργησε αμφιβολίες στους φυσικούς όσον αφορά τα αποτελέσματα του Weber, αλλά το γεγονός ότι οι διαδοχικές επαναλήψεις του πειράματος από άλλους ερευνητές δεν έδωσαν τα ίδια θετικά αποτελέσματα.

Ανάλογες καταστάσεις υπήρξαν πρόσφατα για άλλα δυο σπουδαία πειράματα της Φυσικής, δηλ. την αναζήτηση των μεμονωμένων quark (εκ μέρους του Fairbank) και των μεμονωμένων μαγνητικών πόλων (εκ μέρους του Cabrera). Το πρώτο αφορούσε ένα πείραμα στην ουσία όμοιο με εκείνο του Millikan για τον καθορισμό του φορτίου του ηλεκτρονίου κατά το οποίο πείραμα γινόταν προσπάθεια να βρεθούν σφαιρίδια του στοιχείου νιοβίου με φορτίο όχι ακέραιο πολλαπλάσιο του φορτίου του ηλεκτρονίου.

Όντως τα quark, στοιχεία μεγάλου μέρους των στοιχειωδών σωματιδίων, έχουν ηλεκτρικά φορτία ίσα με το ένα τρίτο ή τα δύο τρίτα του φορτίου του ηλεκτρονίου, αυτά όμως δεν βρέθηκαν ποτέ μόνα τους αλλά σε τριάδες ή το πολύ σε ζεύγη των δύο. Το δεύτερο πείραμα αντιθέτως, με τη βοήθεια εξελιγμένων διατάξεων, έγινε παρατηρήσιμο, περιμένοντας να περάσει ένας μεμονωμένος πόλος "μονόπολος" (σωματίδιο που το ονόμασε έτσι ο Dirac πριν από πενήντα χρόνια και που ποτέ δεν βρέθηκε, και που έχει τις καταπληκτικές ιδιότητες ενός μαγνήτη με ένα μόνο πόλο) περιπλανώμενος στο διάστημα . Όμως και των δύο αυτών πειραμάτων τα αποτελέσματα, αρχικά θετικά, δεν έγινε δυνατή η επανάληψη τους και έτσι άλλα δύο βραβεία Νόμπελ δεν δόθηκαν ακόμη.

Αύριο το β’ μέρος
Mέρος B

Tου Bασίλη Xατζηγιάννη

Μπορεί να ελαττωθεί ή και να μηδενισθεί το βάρος ενός σώματος χωρίς βέβαια να υπάρξει έλλειμμα της μάζας του ; Mπορεί δηλαδή ένα σώμα (μέταλλο, ξύλο, πλαστικό, μια πέτρα ή ακόμη και ένα ανθρώπινο σώμα) αφήνοντάς το ελεύτερο από κάποιο ύψος να μην πέσει στο έδαφος ή ακόμη και να ανεβαίνει προς τα πάνω σαν μια φυσαλίδα αέρα μέσα στο νερό; Μπορεί αυτό να γίνει στη πράξη ως πείραμα και με τι τρόπο;

Διαβάζοντας τα παραπάνω είμαι βέβαιος ότι θα πείτε : τι είναι αυτά; αν είναι δυνατόν να συμβεί κάτι τέτοιο!

Θα σκεφτείτε σίγουρα ότι αυτά ανήκουν στη φαντασία, ή στην καλλίτερη περίπτωση ότι θα μπορούσαν να αποτελέσουν ένα γοητευτικό σενάριο έργου επιστημονικής φαντασίας.

Ας δούμε όμως τα πράγματα με περισσότερη προσοχή μήπως συμβαίνει κάτι το πολύ σοβαρό…

Η αιτία που με έκανε να γράψω το άρθρο αυτό και να το δημοσιεύσω εδώ και στο διαδίκτυο (http: //www.tm.teiher.gr/vhatz) είναι το περιεχόμενο μιας διάλεξης του 1962 της Ελληνικής Μαθηματικής Εταιρείας στην οποία αναφέρεται, στην παράγραφο " Μυστηριώδη φαινόμενα ", ότι κατά την εφημερίδα " New Haven Evening Register " της 17-11-1960, " Μυστηριώδης δύναμη στο διάστημα προκαλεί απώλεια βάρους στα αντικείμενα " .

Από την ίδια διάλεξη πληροφορούμαστε ακόμη ότι την νύκτα της 15-11-60 αποκαλύφθηκε δημόσια από την πολεμική Αεροπορία των Η.Π.Α, χωρίς παραπέρα εξήγηση, ότι η κάψουλα του δορυφόρου Ντισκόβερερ 17, η οποία περισυλλέχθηκε στους αιθέρες πάνω από τον Ειρηνικό Ωκεανό, είχε χάσει 175 λίβρες κατά την παραμονή της σε τροχιά. Όταν η κάψουλα τέθηκε σε τροχιά, κατά την παραπάνω διάλεξη, ζύγιζε 300 λίβρες. Κατά την περισυλλογή της όμως, το βάρος της ανήρχετο μόνο σε 125 λίβρες. ¶ρα η απώλεια βάρους δεν ήταν ιδιότητα που προσδόθηκε πριν την εκτόξευση, αλλά την απέκτησε στο διάστημα. Ο Dr. Μπράουν δήλωσε ότι, εάν η απώλεια βάρους παρέμενε μετά το τέλος των δοκιμών, ο αντίκτυπος θα αναστάτωνε τον κόσμο. Όσο αφορά ποιο είναι το αίτιο που προκαλεί την παρατηρούμενη αυτή απώλεια βάρους, ο Dr. Μπράουν δήλωσε: " Η εξήγηση μας διαφεύγει ακόμη ".

Αυτά και πολλά άλλα ενδιαφέροντα αναφέρονται στην παραπάνω διάλεξη.

Το θέμα αυτό με συγκλόνισε προσωπικά και από τότε που το πληροφορήθηκα έκανα πολλές σκέψεις προκειμένου να δώσω, αν είναι δυνατόν, μια εξήγηση στο περίεργο αυτό φαινόμενο, αν βέβαια υπήρξε.

Έτσι την 11-7-1979 ( πριν από 25 χρόνια περίπου ) δημοσίευσα στην έγκριτο τοπική εφημερίδα του Ηρακλείου "ΠΑΤΡΙΣ" ένα άρθρο το οποίο, επειδή απευθυνόμουνα τότε στο ευρύ κοινό, ήταν εκλαϊκευμένο, χωρίς βέβαια να αποβάλει τα βασικά επιστημονικά του γνωρίσματα.

Σήμερα τολμώ να θίξω πάλι το ίδιο αυτό θέμα με περισσότερες επιστημονικές λεπτομέρειες, και σε σχέση με το Α μέρος του άρθρου, ελπίζοντας, με τη τεράστια δυνατότητα επικοινωνίας που μας παρέχει το διαδίκτυο, σε μια κρίση των απόψεών μου που σας παρουσιάσω προς όφελος της αλήθειας και της επιστήμης γενικότερα.

Το θέμα είναι τεράστιο, εγγίζει τα όρια του απίθανου και ίσως της "αντιβαρύτητας" . Η λέξη μπήκε σε εισαγωγικά επειδή δεν ξέρουμε τίποτα γι αυτήν και δεν ξέρουμε ακόμη εάν αφορά κάποια μορφή ύλης με αντίστροφη την ηλεκτρονική της δομή, ή την υπάρχουσα ύλη που έχασε την ιδιότητα του βάρους της χωρίς, ελπίζω, να μεταβάλλει την ηλεκτρονική της δομή, επομένως ο όρος αυτός μπορεί να έχει απλά και μόνο μια φραστική σημασία.

Είναι τόσο συναρπαστικά όλα αυτά που με έκαναν να ξεφύγω από το κύριο θέμα μας.

Όλα όσα είπαμε προηγουμένως θα μπορούσαμε να τα συνοψίσομε στους παρακάτω απλούς τύπους:

Νόμος του Coulomb για το Μαγνητικό πεδίο : F = k . m1 .m2 /r2 που λέει ότι η δύναμη που ασκείται αμοιβαία μεταξύ δυο μαγνητικών πόλων, είναι ανάλογη του γινομένου των ποσοτήτων μαγνητισμού των πόλων και αντίστροφα ανάλογη του τετραγώνου της απόστασης αυτών.

Νόμος του Coulomb για το ηλεκτρικό πεδίο : F = k . q1.q2 /r2

Νόμος του Newton για τη βαρύτητα : F = G . m1.m2 / r 2

Είναι αξιοσημείωτη η ομοιότητα των παραπάνω νόμων.

Χωρίς να έχει θεμελιωθεί ακόμα η θεωρία του ενιαίου πεδίου που θα συνενώνει τα παραπάνω πεδία σε ένα υπερπεδίο και του οποίου οι εξισώσεις θα παριστάνουν τις συνθήκες που υπαγορεύονται από τη γεωμετρική δομή του σύμπαντος, προσωπικά πιστεύω στην ύπαρξή της για λόγους της αρμονίας των πάντων ή, αν θέλετε, για λόγους φιλοσοφικούς. Έτσι, αν στη θέση της ιδιότητας που λέγεται βαρύτητα βάλω την ιδιότητα που λέγεται μαγνητισμός, τότε η συμπεριφορά ή η εκδήλωση της βαρύτητας πρέπει, για τους παραπάνω λόγους, να είναι ανάλογη της ιδιότητας ή της εκδήλωσης του μαγνητισμού. ¶λλωστε ο ίδιος ο Coulomb δεν μπόρεσε να αποδείξει ακριβώς το νόμο που ανακάλυψε γιατί δεν είχε κανένα μέτρο για τα ηλεκτρικά φορτία και στηρίχθηκε στην αναλογία με το νόμο για τη βαρύτητα του Νεύτωνα.

Την ιδιότητα του μαγνητισμού μπορεί να την αποκτήσει ένα κομμάτι χάλυβα αν το αναγκάσομε να κινηθεί κατάλληλα κατά μήκος των μαγνητικών γραμμών του μαγνητικού πεδίου ενός άλλου μαγνήτη.

Η ιδιότητα του μαγνητισμού που παρουσιάζει ένα σώμα μπορεί να αυξηθεί (μέχρι του μαγνητικού κόρου) ή να μειωθεί αν το συγκεκριμένο μαγνητισμένο σώμα το αναγκάσουμε να κινηθεί κατάλληλα κατά μήκος των γραμμών του μαγνητικού πεδίου ενός άλλου μαγνήτη, μέχρι και του σημείου να χάσει εξ' ολοκλήρου τη μαγνητική του ιδιότητα.

Ανάλογα φαινόμενα, πιστεύω ότι συμβαίνουν και με την ιδιότητα του βάρους ενός υλικού σώματος που θα το αναγκάσομε να κινηθεί κατά μήκος των γραμμών του πεδίου βαρύτητας ενός άλλου σώματος. Επειδή όμως η βαρύτητα ανήκει στις λεγόμενες ασθενείς δυνάμεις, η απαιτούμενη πορεία για την εμφάνιση μεταβολής του βάρους ενός σώματος οφείλει να είναι αρκετά μεγάλη και γι αυτό το λόγο δεν είχαν παρατηρηθεί στο παρελθόν, τέτοια φαινόμενα, πριν από τις διαστημικές εκτοξεύσεις .

Επομένως, για να παρατηρηθεί μια μεταβολή του βάρους ενός σώματος το σώμα αυτό πρέπει να εκτοξευθεί στο διάστημα, να απομακρυνθεί δηλαδή αρκετά από τη γήινη βαρύτητα, και να επιστρέψει με τέτοιο τρόπο ώστε η πορεία απομάκρυνσης να είναι διαφορετικού μήκους από την πορεία επιστροφής, σε σχέση με τη θέση της Γης στο διάστημα κατά τη στιγμή της επιστροφής του σώματος, και εννοώντας βέβαια για τις πορείες αυτές την προβολή τους επί των γραμμών του γήινου πεδίου βαρύτητας.

Αν η κατά τα παραπάνω πορεία απομάκρυνσης είναι μεγαλύτερη από την πορεία επιστροφής τότε το σώμα θα επιστρέψει στη Γη ζυγίζοντας λιγότερο.

Αντίθετα, αν η πορεία επιστροφής είναι μεγαλύτερη από την πορεία απομάκρυνσης τότε το σώμα επιστρέφοντας στη Γη θα έχει μεγαλύτερο βάρος από εκείνο που είχε πριν την εκτόξευση.

Ανεξάρτητα από τη διαφορά πορείας, όπως την ορίσαμε παραπάνω, θα έχομε μεταβολή του βάρους σε ένα σώμα που απομακρύνεται από τη Γη όταν η επιτάχυνση απομάκρυνσης είναι διαφορετική από την επιτάχυνση επιστροφής.

Πριν από μερικά χρόνια ένα πείραμα που θα μπορούσε να μας δείξει την αλήθεια των αναφερομένων στο άρθρο αυτό ήταν αδύνατο να γίνει, σήμερα όμως που τα ταξίδια στο διάστημα είναι ένα γεγονός αξίζει τον κόπο να γίνει μια δοκιμή με την ευκαιρία κάποιας διαστημικής εκτόξευσης.

Το όνειρο του κάθε επιστήμονα που ασχολείται με το θέμα της βαρύτητας είναι το να μπορέσει να θωρακίσει το κάθε αντικείμενο από τη μυστηριώδη αυτή δύναμη. Δηλαδή να « περιβάλει » το αντικείμενο, που μπορούσε να είναι και ένα διαστημόπλοιο, με ένα θώρακα εξ’ αιτίας του οποίου δεν θα επιδρούσε στο αντικείμενο αυτό η δύναμη της βαρύτητας, τότε το αντικείμενο διαστημόπλοιο θα έφευγε από τη Γη χωρίς τη δαπάνη καυσίμων.

Η παραπάνω θωράκιση είναι εφικτή στη περίπτωση μαγνητικών πεδίων με το κλασικό περίβλημα του αντικειμένου με ένα μεταλλικό θώρακα ( βλέπε Σχήμα 1 ).

Τι είδους θώρακα πρέπει να χρησιμοποιήσομε για ένα αεροπλάνο ώστε να μην υπόκειται στη δύναμη της βαρύτητας ;

Με όσα αναφέρονται παραπάνω αν αποδειχθεί πειραματικά η μείωση του βάρους αντικειμένων όπως την εκθέτω και η μείωση αυτή έχει μια πειραματική επαναληψιμότητα τότε μπορούμε να πούμε ότι η ερμηνεία της απώλειας του βάρους που παρατηρήθηκε στα θραύσματα του Ντισκόβερερ είναι αληθής, αυτό όμως κατ’ ουδένα τρόπο δεν ερμηνεύει τη φύση της βαρύτητας όπως και η δια επαφής μαγνήτιση και απομαγνήτιση μιας χαλύβδινης ράβδου ( που είναι ένα γεγονός ) αποτελούν υποθέσεις και μόνον επί της φύσεως του μαγνητισμού, όμως τα τεχνολογικά κυρίως οφέλη θα είναι ανυπολόγιστα.

* O Bασίλης Μιχ. Χατζηγιάννης, είναι καθηγητής Mηχανικής Pευστών και Aνανεώσιμων Πηγών Eνέργειας του ΑΤΕΙ Κρήτης.