Frame-dragging: uitleg van elastische ruimtetijd, zwaartekracht & dualiteit

In een slepend frame tollen de deeltjes, en deze tollen hebben energie in zich. (Het is belangrijk op te merken dat dit geen kwantumfysische spin is, maar een feitelijke impulsmomentspin; de deeltjes draaien daadwerkelijk). Omdat ruimtetijd in deze theorie elastisch is, kan het de energie (spin) van het deeltje absorberen. Dit zou de spin van het deeltje vertragen.

Zwaartekracht

Massa heeft een vreemd effect dat wij in de normale wereld ervaren: het trekt andere massa aan. Wetenschappers zijn al eeuwen bezig om dit verschijnsel te verklaren. Onlangs hebben zij ontdekt dat massa het effect heeft dat het de ruimtetijd kan krommen. Dit betekent dat wanneer er massa aanwezig is, het kortste pad door de ruimtetijd tussen twee punten enigszins wordt afgebogen in de richting van waar de massa zich bevindt.

Aangezien de door de ruimtetijd geabsorbeerde energie ergens heen moet, voorspellen veel wetenschappers dat de ruimtetijd "opgekruld" of "gevouwen" zou zijn. Dit kan ook worden omschreven als een kromming (knik) in de ruimtetijd. Dit zou erop wijzen dat het deeltje de zwaartekracht heeft opgewekt. De reden dat deze theorie "frame dragging" wordt genoemd is waarschijnlijk het effect van deeltjes die de ruimtetijd "meeslepen" of "grijpen" als ze ronddraaien. Niet alleen de ruimte zou gekromd zijn, maar ook de tijd.

Deze "zwaartekracht" is echter niet zozeer de kracht waar we normaal aan denken als we aan zwaartekracht denken, want er ontstaat ook normale zwaartekracht (door de massa). In principe is "frame dragging" een effect dat optreedt als een voorwerp in de buurt van een ander voorwerp beweegt, waardoor beide voorwerpen hun beweging veranderen door de beweging van het andere voorwerp. Framesleep treedt niet op als een voorwerp niet draait of beweegt. In feite "buigt" het ene voorwerp de beweging van het andere af, en omgekeerd.

Golf-deeltje dualiteit

Wetenschappers als Einstein en Schrödinger hebben een groot deel van hun leven besteed aan het vinden van een antwoord op de vraag hoe iets als een elektron zich kan gedragen als een golf en zich ook kan gedragen als een deeltje. Kader slepen stelt dat omdat ruimtetijd elastisch is, het ook de spin-energie aan het deeltje kan teruggeven. Zodra het deeltje al zijn spin-energie terug heeft gekregen, gedraagt het zich het meest als een golf. Op dat moment zal het zijn energie weer gaan gebruiken om ruimtetijd te bundelen. Zodra het deeltje niet meer ronddraait, gedraagt het zich het meest als een deeltje. Dan begint ruimtetijd het deeltje zijn energie terug te geven, en de cyclus gaat eeuwig door. Zo kan een deeltje zich tegelijkertijd gedragen als een deeltje en als een golf. Door het behoud van energie gaat er geen energie verloren tijdens de cyclus.

Sterke kracht

Frame dragging heeft ook het effect dat als een deeltje zich naast een ander bevindt, zij beiden energie kunnen besparen als het ene energie absorbeert terwijl het andere energie uitzendt. (Dit kan ook de massa van beide deeltjes doen toenemen, gebruik makend van Einsteins beroemde vergelijking dat energie gelijk is aan een bepaalde hoeveelheid massa). Dit zou deeltjes ertoe aanzetten zich te groeperen, wat zou verklaren wat de sterke kracht (een kracht die protonen en neutronen in een atoomkern bijeenhoudt) is.

Er zijn effecten die voortkomen uit de wiskunde van de frame-sleep-theorie. Wetenschappers testen er momenteel een, namelijk dat als een klein ronddraaiend voorwerp in een baan om een groter ronddraaiend voorwerp draait, het kleinere voorwerp zijn draaias (de denkbeeldige lijn waar een voorwerp omheen draait) langzaam zal aanpassen om op één lijn te komen met de draaias van het grotere voorwerp. Dit staat bekend als het Lense-Thirring effect. Zij testen deze theorie door een gyroscoop (een voorwerp dat normaal gesproken zijn draaias gelijk houdt) in een baan om de aarde te laten draaien, en te testen of zijn draaias op één lijn komt met de draaias van de aarde. Tot nu toe zeggen de wetenschappers dat zij bewijzen hebben die het Lense-Thirring effect (en mogelijk ook de frame dragging theorie) met minder dan 0.5% nauwkeurigheid aantonen.