Článek
Gravitace je jako všudypřítomné ticho: bereme ji za samozřejmost, dokud někdo nepoloží mikrofon a nezesílí její nejjemnější šelesty. O takový mikrofon se pokouší náš projekt Mazgalova stínu – hypotetického, drobounkého poklesu gravitačního zrychlení, který má vznikat pokaždé, když z pole trvale odebíráme potenciální energii. V Liberci plánujeme vodní kolo, ale co kdybychom stejný jev odhalili i tam, kde voda neteče? Vítejte v laboratoři gravitační baterie.
Betony, kladky a picog: kulisy pokusu
Představme si skladovací věž, v níž se masivní betonový kvádr (řekněme deset tun) pomalu zdvihá pomocí motoru a později zase klesá a pohání generátor. Běžný projekt by se zajímal o účinnost cyklu a cenu elektřiny. My však chceme něco subtilnějšího: zachytit, jak se během zdvihu i pádu proměňuje samotné g – gravitační zrychlení – v řádu biliontin (10⁻¹² g).
Dva gravimetry, jeden trik
Největší překážkou není sám stín, ale obyčejná Newtonovská přitažlivost kvádru. Když se těžký objekt k přístroji přiblíží, natáhne k sobě i citlivou krychli supravodivého gravimetru a zakryje jemnější signál. Řešení? Dvojice gravimetrů umístěných přesně nad a pod vodicí osou břemene.
Horní senzor („H“) zaznamená pokles gravitace vyvolaný kvádrem.
Dolní senzor („D“) zaznamená nárůst téže přitažlivosti, ale opačného znaménka.
Když odečteme H − D, většina Newtonovského „tahu“ se vyruší. To, co zbyde, je dvojitě zesílený energetický signál: při zvedání kladný (do pole energii vracíme), při spouštění záporný (energii odebíráme).
Rozdíl by měl při stokilowattovém výkonu dosahovat ±6 × 10⁻¹³ g – dost na to, aby jej supervodivý gravimetr s tichým šumem 2 × 10⁻¹³ g čistě slyšel.
Choreografie měření
1. Kalibrace – kvádr stojí, oba gravimetry se srovnají na nulu.
2. Zdvih – motor dodává práci a diference H − D vyskočí nahoru.
3. Horní pauza – signál spadne zpátky k nule, systém v rovnováze.
4. Spouštění – kvádr vyrábí elektřinu, rozdíl klesne do záporu.
5. Dolní pauza – opět nula, cyklus se uzavírá.
Celá perioda připomíná dýchání – nádech energie do pole, výdech ven. Žádný trvalý stín zde nezůstává, ale pulzující dvojtón je přesně to, co má naše hypotéza přislíbit.
Co tím získáme?
Okamžité ověření: jediný cyklus ukáže, zda gravitační „odvod tepla“ lze detekovat i mimo vodní toky.
Mobilní demonstrátor: baterii lze postavit do haly a pozvat studenty na živou ukázku mikronewtonové fyziky.
Kalibrační etalon: pokud pulzy reprodukujeme s různými výkony (20 kW, 50 kW, 100 kW), můžeme odhadnout lineární koeficient, jak energia ↔ Δg souvisí.
Praktické úskalí
Mikrogeometrie: osa gravimetrů a těžiště kvádru musí sedět s přesností milimetru; jinak se „obyčejná“ gravitace neodečte.
Vibrace: kladka, lankový buben a generátor musejí být uložené pružně; jinak otřesy z mechaniky ucpou signál.
Cena: dva supervodivé gravimetry představují investici několik milionů; rozumný partner je univerzitní geofyzikální ústav.
Proč to stojí za risk
Pokud difference opravdu vytáhne čistý pulz ±6 × 10⁻¹³ g, máme další, zcela nezávislý důkaz proti-citlivý na Mazgalův stín – tentokrát bez pomoci slunečního koloběhu vody. Jestli se naopak špičky utopí v šumu i při důkladné symetrii, zúžíme arénu možných vysvětlení: vodní kolo je buď unikátní v jednosměrném odvodu energie, nebo je nová teorie na tenkém ledu.
Závěrečné pozvání
Betonový kvádr se zdá jako dosti prozaický objekt na to, aby psal novou fyziku. Ale i stovky let po Newtonovi mohou nejtišší otázky padat z nemotorných předmětů. Dvojice gravimetrů, pár kilometrů kabelů a zatížitelné kladky – to vše stačí k experimentu, který je na váze písmene „μg“. Máte-li chuť slyšet, jak se gravitace nadechuje a vydechuje v rytmu zvedni–pusť, přiložme spolu ucho k betonovému srdci a poslechněme, zda šeptá Mazgalovým stínem.
