Roboter zeigt, dass es möglich ist, durch die Leere eines gekrümmten Universums zu schwimmen: ScienceAlert

Wenn die Astronauten plötzlich in die interstellare Leere abdrifteten, müssten sie ihre Körper in Sicherheit bringen und ihre Gliedmaßen in die Leere zum Himmel schlagen und schwingen.

Unglücklicherweise ist die Physik unversöhnlich und lässt sie für immer hoffnungslos schweben. Wenn das Universum nur genug verzerrt wäre, wäre ihre Niederlage vielleicht nicht umsonst gewesen.

Jahrhunderte bevor wir die Erde abschleppten, erklärte Isaac Newton kurz, warum sich Dinge bewegen. Ob es darum geht, Gas auszustoßen, es in festen Boden zu drücken oder eine Flosse gegen eine Flüssigkeit zu schwingen, der Schwung der Aktion wird durch die Anzahl der beteiligten Elemente aufrechterhalten und erzeugt eine Reaktion, die den Körper vorwärts treibt.

Atmen Sie die Luft um die Flügel des Vogels oder das Wasser um den Schwanz des Fisches aus, und die Anstrengung jedes Schlags wird in die eine Richtung wie in die andere getrieben, wodurch das arme Tier schwach flattert, ohne dass sich das Netz zu seinem Ziel bewegt.

Zu Beginn des einundzwanzigsten Jahrhunderts, Stellen Sie sich einen Physiker vor Schlupfloch für diese Regel. Wenn der dreidimensionale Raum, in dem diese Bewegung stattfindet, krummlinig ist, folgt die Änderung der Kind oder Position von Objekten nicht unbedingt den üblichen Regeln des Impulsaustauschs, was bedeutet, dass kein Motiv erforderlich ist.

Die kurvige Geometrie der Raumzeit selbst kann eine Verzerrung eines Objekts bedeuten – ein Rechtsstoß, ein Flattern oder ein Flattern – Sie sehen möglicherweise nur eine saubere, subtile Positionsänderung.

Andererseits ist die Idee, dass die Krümmung der Raumzeit die Bewegung beeinflusst, so einfach wie das Zusehen, wie ein Stein zu Boden fällt. Einstein diskutierte dies vor mehr als einem Jahrhundert in seinem Buch Allgemeine Relativitätstheorie.

Aber zu zeigen, wie die deformierten Hügel und Täler des Weltraums die Fähigkeit des Körpers beeinflussen können, sich selbst anzutreiben, ist ein anderes Ballspiel.

Um dies in Aktion zu protokollieren, ohne zum nächsten Space Warp zu reisen Schwarzes LochEin Forscherteam des Ga Institute of Technological innovation, der Cornell University, der College of Michigan und der University of Notre Dame baute im Labor ein Modell des gekrümmten Raums.

Die mechanische Variation ihrer Kugelkammer besteht aus einem Satz motorbetriebener Blöcke, die entlang einer gekrümmten Schienenbahn laufen. An einem rotierenden Arm befestigt, ist der gesamte Aufbau so positioniert, dass die Schwerkraft und der Reibungswiderstand small sind.

Ein „Weltraum“-Schwimmer, der sich auf einer rotierenden Armbahn bewegt. (Georgische Technologie)

Während die Masse nicht mit der Physik bricht, die unser ziemlich flaches Universum dominiert, ist das Program ausbalanciert, sodass eine Krümmung des Pfads den gleichen Effekt hätte wie eine dramatische Verkrümmung des Weltraums. Zumindest hoffte das Staff.

Während sich der Roboter bewegt, wird die Kombination aus Schwerkraft, Reibung und Biegung zu einer Bewegung mit einzigartigen Eigenschaften kombiniert, die am besten durch die Geometrie des Raums beschrieben werden.

„Wir erlauben unserem deformierten Objekt, sich im einfachsten gekrümmten Raum, der Kugel, zu bewegen, um die Bewegung im gekrümmten Raum systematisch zu untersuchen.“ Sagen Der Physiker Zip Rocklin von der Georgia Tech.

„Wir haben gelernt, dass der erwartete Effekt, der so kontraintuitiv ist, dass einige Physiker ihn abgelehnt haben, tatsächlich eingetreten ist: Wenn der Roboter seine Type ändert, bewegt er sich auf eine Weise um die Kugel herum, die nicht auf Umweltinteraktionen zurückgeführt werden kann.“

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Selbst wenn der Effekt gering ist, könnte die Verwendung experimenteller Ergebnisse, die mit dieser Theorie übereinstimmen, dazu beitragen, die Technologie besser in Bereichen zu platzieren, in denen die Krümmung des Universums signifikant ist. Selbst bei einer sanften Regression wie der Schwerkraft der Erde kann es noch wichtiger werden, zu verstehen, wie eine eingeschränkte Bewegung die ultrafeine Place langfristig verändern kann.

Natürlich sind die Physiker den treibstofffreien Weg gegangen.”Unmögliche Maschine‘ Vor. Kleinere hypothetische Kräfte in Experimenten haben ihre Art des Kommens und Gehens, was zu endlosen Debatten über die Gültigkeit der dahinter stehenden Theorie führt.

Mehr Forschung mit präziseren Maschinen könnte mehr Einblicke in die komplexen Auswirkungen des Schwimmens an den scharfen Rändern des Universums geben.

Im Instant können wir nur hoffen, dass das sanfte Gefälle der Leere, die den unglücklichen Astronauten umgibt, ausreicht, um ihn in Sicherheit zu bringen, bevor der Sauerstoff ausgeht.

Diese Studie wurde veröffentlicht in PNAS.

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