Podemos refutar Artificial de la Gravedad (como en las películas) con un experimento de pensamiento?

Question

Supongamos que usted tiene un Dispositivo que crea una "gravedad artificial' (AG) dentro de una Caja, con las siguientes propiedades:

• el sistema no hace uso de las fuerzas de inercia (como la fuerza centrífuga) o una enorme masa para crear AG
• el AG "se siente" como la gravedad/inercia en la mayor parte del volumen de la caja
• el Dispositivo, la Caja y su contenido están sujetos a ninguna de las fuerzas gravitacionales que pueden estar presentes, pero la AG de la fuerza se suma a otros de gravedad/las fuerzas de inercia, la fuerza neta sea igual a cero
• La materia, la Energía y la Información pueden entrar y salir de la caja
• hay una suave pero fuerte gradiente en la AG en las paredes de la caja -
• conservación de la energía se mantiene: si el AG no funciona, esta energía debe ser suministrada al dispositivo de alguna manera, a la inversa por el trabajo realizado en contra de la AG
• la conservación del momento se mantiene: para cada una de las fuerzas debido a la AG sobre un objeto, existe un correspondiente contrarrestar la fuerza en el dispositivo

Hay dos maneras en que esto podría ser gobernado imposible:

• Algo en nuestra actual comprensión de la gravedad de las normas de un sistema - a pesar de que nuestra comprensión actual
• AG como esto podría ser utilizado como un perpetuum mobile, una máquina del tiempo que puede crear paradojas o en otro dispositivo que puede ser demostrado ser imposible.

Incluso si AG puede ser fácilmente descartado por el primer modo (nuestra comprensión de la Gravedad), yo estaría interesado en el tipo de chanchullos uno podría tirar de este tipo de sistema!

Edit: voy a reformular lo que quiero lograr con esta pregunta. Estoy tratando de esbozar un AG sistema que 've' como la trama dispositivo conocido de muchos SF-Películas, y yo tratamos de definir de una forma en la que evidentemente no violar las leyes básicas de conservación. Ahora, me pregunto, esteeemd SE-Físicos a tomar este dispositivo y encontrar maneras de romper las leyes de la física (o tal vez incluso de la lógica). En otras palabras, estoy en busca de un experimento para poner a prueba la idea de AG a la destrucción.

Answer 1

Creo que no hay nada de malo en principio con sus requisitos - siempre y cuando usted es feliz con una aproximación a la gravedad real. No es un no ir teoremas (bajo algunos supuestos que no estoy seguro de la parte superior de mi cabeza - alguien agarra Lubos!) que usted sólo puede tener un gravitón. Pero puede imitar el resultado final con campos escalares. Ver aquí para una propuesta seria de escalar la gravedad desde antes de GR.

Usted tiene el obvio problema práctico que tales campos escalares o no existen, o son eficientemente blindada (por el camaleón mecanismo tal vez), o simplemente que están muy débilmente acoplado. Pero al parecer coherente de teorías que se han construido, así que tu idea no está descartado en principio.

Términos de la búsqueda si quieres seguir en esta materia: Escalar campo de los modelos vienen en diversas variedades bajo nombres como galileons, camaleones, symmetrons, dilatons. Muy similares a los camaleones modelos son un conjunto de modelos conocidos como $f(R)$ gravedad, que fue muy popular en la cosmología de la literatura no hace mucho (a pesar de que viene con problemas graves).

Todos estos modelos se viola el principio de equivalencia débil, por lo que en principio pueden ser descubiertos en Eötvös experimentos o de neutrones bouncer experimentos, y estos han descartado una gran cantidad de espacio de parámetros. Astrofísicos sondas de stellar dynamics son aún más fuertes. Lo más interesante es que, los camaleones se puede acoplar a los fotones de una manera inusual que permite que la luz brilla a través de las paredes de los experimentos, y similares atómica afterglow experimentos. Estos utilizan campos magnéticos fuertes para tratar de convertir los fotones en camaleones y de vuelta a los fotones. CAST es una colaboración en el CERN trabajando en esto (que están buscando para los axiones, pero también puede encontrar camaleones).

Es todas las cosas divertidas de leer, a pesar de estar claro que no es el aspecto de cualquiera de estos modelos es probable que sea cierto.

Answer 2

Como ha sido demostrado experimentalmente orgánica diamagnetism funciona "casi" como una forma de contrarrestar (o mejorar) la gravedad. Hay un poco advertencias que le afectan, sin embargo:

• diamagnetism no es perfectamente uniforme a través de todos los tejidos. Esto no es un problema para un G o un poco más, pero como las aceleraciones se hacen más grandes, los gradientes se pueden producir peligrosas desgarro de las fuerzas

• materiales magnéticos no pueden ser operados en tales ambientes con extrema de los campos magnéticos. Así que todos los materiales en el medio ambiente se necesita tener similares ferromagnéticos y diamagnéticos momentos

Answer 3

La única manera de crear la gravedad real es el uso de la gravedad y de la inercia. Para crear 'artificial' de la gravedad, habría que utilizar una de las otras fuerzas para imitar la gravedad. Sólo hay 4 fuerzas conocidas y las fuerzas nucleares no son detectables a nivel macroscópico. Una manera de hacerlo es tratar y utilizar un fuerte inhomogenous campo magnético, sin embargo, no tienen todas las propiedades de la gravedad - actuaría de manera diferente en diferentes materiales, dependiendo de sus propiedades magnéticas - también puede causar atracción en algunos y repulsión en algunas otras. También, los objetos ligeros pueden atraído más rápido que los objetos más pesados!