A fizika kalandja

A fizika kalandja

Második kvantálás: a valószínűség valószínűsége

Az anyag részecske és hullámtermészete

2021. április 25. - 38Rocky

 

Bevezetés

Az előző írásban a mikrovilág törvényeit kíséreltük meg úgy bemutatni, hogy elfogadható legyen a józanész számra is, ennek útja a fogalmi rendszer hozzáigazítása volt a számunkra elérhető információhoz. Kulcskérdés volt a mozgási pálya helyett a mozgási állapot fogalmát bevezetni, amelyben a valószínűség összekapcsolódik a determinizmussal. A kvantummechanika a valószínűségen keresztül enged betekintést a mikrovilágba, ennek megjelenése nem az alkalmazott matematikai formalizmus következménye, amely operátorokat rendel az egyes fizikai mennyiségekhez, hanem szükségszerűen következik abból, hogy olyan mozgásokat írunk le, amely nem látható közvetlenül, amire csak becsléseket tehetünk. Ez új megvilágításba helyezi az anyag kettős természetére vonatkozó felfogást, amelyben szemléletünk kettőssége tükröződik: részecskeként értelmezzük a közvetlenül megfigyelhető fotont, amely valahol ugrást idéz elő két állapotot között, de hullámként jellemezhető valószínűségi leírást adunk az ugrást megelőző állapotra. A valószínűségi leírás és ebből fakadóan a hullámtermészet, gondolati konstrukció, amely nem tévesztendő össze a megfigyelt valósággal, ahol kötöttebbek a szabályok a gondolat által megengedett utakhoz képest. Felmerül viszont a kérdés, hová tegyük de Broglie korszakalkotó felismerését, amely minden részecskének hullámtermészetet is tulajdonít, és amely elképzelés Davisson (Clinton Davisson, 1881—1958, Nobel díj: 1937)  és Germer (Lester Germer, 1896-1971) méréseivel alátámasztást is nyert? A válaszhoz tovább kell lépni a kvantummechanika elméletében, és szemügyre venni annak mélyebb változatát, amit mezőelméletnek, illetve második kvantálásnak is neveznek. A módszer matematikája messzire vezet, nem is célunk annak ismertetése, e helyett az elmélet fizikai tartalmára fokuszálunk, melynek összebékítése a józanésszel nagyobb kihívást jelent, mint amivel a hagyományos kvantummechanika fogalmi rendszerének bemutatásánál találkoztunk.

Klasszikus elektrodinamika

Az elektrodinamikai mezőelmélet fogalmi rendszerének ismertetése előtt fussunk végig vázlatosan a klasszikus elmélet fontosabb fogalmain. Kiindulópont a töltés fogalma, ezt tekintjük az elektromos erő forrásának, amely a távolság négyzetével fordítottan arányos

FCoulomb = q1·q2/r2

Ha a két töltés előjele megegyezik, akkor taszítás, ha ellentétes, akkor vonzás jön létre a töltések között. Ha egy rendszerben sok töltés van, akkor az erőhatás páronként összegzett tagokra bontható fel, sok töltés esetén ez nehézséget okoz, ami célszerűvé teszi, hogy bevezessük az egész rendszer erőhatásait összegyűjtő elektromos mező fogalmát, melyet az egységnyinek választott töltésre ható erővel definiálunk:

FCoulomb = E

Az elektromos mező a qi töltés ri(xi,yi,zi) koordinátákkal jelölt helyén jön létre az rj pontokban lévő qj töltések hatására, ahol az erők vektorokként adódnak össze (itt és a következőkben a háromkomponensű vektorokat vastag betűk jelzik), az i és j pontokat összekötő vektorok irányát az εij egységvektor jelöli:

Borbély paradoxon

A fenti összegzés azonban csapdát rejt magában! Az elektromos mező fenti definíciója ugyanis paradoxonhoz vezet, amit nevezhetünk borbély paradoxonnak.

A katonaságnál napi parancsba adják, hogy másnapra mindenki legyen megborotválva. Aki tud borotválkozni, azt maga végezze el, aki nem tud, azt a borbély fogja megborotválni. A parancs azt is tartalmazza, hogy a borbélynak csak azokat szabad megborotválni, akik ezt maguk nem tudják megtenni. A paradoxon onnan származik, hogy mit tegyen a borbély saját magával? Ha nem borotválkozik meg, akkor a parancs első részét szegi meg, ha viszont megborotválkozik, akkor a második részét, hiszen ő tud borotválkozni. Paradoxon olyankor jöhet létre, amikor van a csoportnak egy kiemelt tagja, aki, vagy ami, valamilyen műveletet végezhet a többiekkel, és ezt a műveletet önmagára is alkalmazni kell.

A mező definíciója megköveteli, hogy abban szerepeljen az összes töltés hatása, és érvényes legyen a teljes tértartományban. Mivel nem zárhatunk ki egyetlen töltést sem, így a mező hatása megjelenik a mezőt építő minden töltésen, noha a mezőt definiáló Coulomb erőnek csak két különböző töltés között van értelme. A mező definíciójának ez az ellentmondása okoz majd problémát a részecskék saját energiájának számításában, ahol végtelenül nagy érték jelenik meg.

Lorentz erő

A töltések mozgást is végeznek, amely miatt kialakul egy másodlagos erő, amit a B mágneses mezővel jellemzünk. Ennek oka, hogy az erő terjedéséhez idő kell, amiért az erő iránya és nagysága „késve” követi a töltés mozgását. Ennek mértékét a Δt = rij/c retardációs idő adja meg, ahol c a fénysebesség, amely az elektromos erő terjedési sebessége. A két töltés között ható erő a korábbi helyzethez igazodik, ahol a tényleges helyzettől való lemaradás távolsága a töltés v mozgási sebességétől függ: vΔt = rijv/c. Ha a töltés nem a vele kölcsönhatásban lévő másik töltés irányában mozog, akkor az új rij vektor iránya is más lesz. Emiatt az F erő két komponensre bontható fel, ahol az elektromos mező mutat a két töltés pillanatnyi helyzetét összekötő egyenes irányába. A másik komponens nagysága megfelel a Lorentz erő mágneses komponensének, de iránya nem v-vel párhuzamos, hanem arra merőleges. Ennek magyarázatát az adja, hogy az elektromos kölcsönhatást a közvetítő fotonok impulzusa, míg a mágneses hatást a fotonok impulzusnyomatéka idézi elő. Az így definiált B mező jelenik meg a Lorentz erő kifejezésében:

FLorentz = q(E + vxB)

Bevezethető még a J = v elektromos áram fogalma is. Az áram a klasszikus pályafogalomhoz kapcsolódik, ahol ismertnek tételezzünk fel a töltés pályáját is. Szintén a klasszikus felfogásnak felel meg, hogy a töltésnek nincs legkisebb egysége, elvben tetszőlegesen kicsi lehet. Emiatt lehet bevezetni a térfogategységre jutó töltésmennyiséget, a ρ(r) töltéssűrűséget, és hasonlóan beszélhetünk a j(r) áramsűrűségről is.

Maxwell egyenletek

Az elektrodinamika elektromos és mágneses mezőjének egymáshoz képesti kapcsolatát, illetve a töltés- és áramsűrűségből való felépülését négy parciális differenciálegyenlet írja le, ezek a Maxwell egyenletek.

A Maxwell egyenletekről túlzás nélkül elmondhatjuk, hogy a klasszikus fizika csúcspontját képviselik, amely egyrészt választ ad a fény eredetére, másrészt csírájában már ott van benne a relativitáselmélet, és megalapozza a kvantummechanika hullám és részecske kettősségét is.

Az első egyenlet adja meg az elektromos mező forrását, ami a töltéssűrűségtől származik. Ez az egyenlet a Coulomb törvénynek felel meg. A második törvény a mágneses mező időbeli változása által létrehozott elektromos mezőt adja meg, amely ennek hatására körülveszi a mágneses mezőt. A harmadik egyenlet azt fejezi ki, hogy a mágneses mezőnek nincs a töltéssel analóg forrása, ezt úgy is mondják, hogy nem létezik mágneses monopólus. Az utolsó egyenlet összetettebb, amely azt fejezi ki, hogy mágneses mezőnek két forrása is van, az egyik az elektromos mező változása, a másik az áramsűrűségtől származik, a képződő mágneses mező körülveszi az elektromos mezőt, illetve az áramot.

Vektoralgebrai differenciálok

Néhány szót az egyenletekben szereplő matematikai szimbólumokról. A parciális differenciálás azt jelenti, hogy több változó, nevezetesen az idő és a három térkoordinátára felbontva történik a differenciálás. Az x, y és z koordinátákkal képzett differenciálhányadosból felépítünk egy vektort, melyet egy skaláris függvényre alkalmazva vektort kapunk, ez a gradiens, illetve röviden a „grad” művelet. Ezt a koordináták szerint differenciáló vektort alkalmazzuk az elektromos és mágneses mező vektoraira, alkalmazva akár a skaláris, akár a vektoriális szorzás szabályait. Skalárszorzatoknál ezt a műveletet nevezik divergenciának, vagy röviden „div műveletnek, amely alkalmas arra, hogy skaláris mennyiséget vektormezővel kapcsoljunk össze. Ez jelenik meg az első és a harmadik egyenletben. A vektoriális szorzat azt jelenti, hogy valamilyen vektort átviszünk egy másik irányba, azaz elforgatunk. Ezt nevezzük rotációnak, vagy „rot műveletnek, amellyel a háromkomponensű differenciáló vektor és az elektromos, illetve mágneses mező vektoriális szorzatát definiáljuk. A négy Maxwell egyenlet a következő:

A fény elektrodinamikai értelmezése

Vákuumban, ahol nincsenek töltések és áramok, a második és negyedik egyenlet azonos szerkezetű, az egyik azt írja le, hogy a mágneses mező változása maga körül elektromos mezőt indukál, míg a másiknál az elektromos mező változása hoz létre maga körül mágneses mezőt. A két egyenlet összekapcsolása a hullámegyenlet, melynek megoldása a fénysebességgel haladó periodikus hullám, amely pontosan megfelel a fény huygensi definíciójának. A Maxwell egyenletek alapján tehát a fényt elektromágneses sugárzásként lehet értelmezni, amely elszakad forrásától, a töltéstől, és önálló létezést nyer. A fény hullámtermészetének ez a felfogása egyúttal megfelel a relativitáselmélet kiindulópontjának is, mert a mágneses és elektromos mező kapcsolatát az inercia rendszertől független állandó határozza meg, a c konstans.

Az elektromágneses sugárzás tehát létezik vákuumban, de hogyan jön létre, hogyan kerül oda? Erre ad választ az első és negyedik egyenletben szereplő töltés- és áramsűrűség. Az egyenletek megoldása szerint a töltés sebességének megváltozása, tehát a töltés gyorsulása hozza létre az elektromágneses sugárzást. Mivel a klasszikus elektrodinamikában a töltés bármilyen kicsi lehet, így a töltés sebességének változását mindig elektromágneses sugárzás kibocsátása kíséri, és a sugárzás intenzitása is bármilyen kicsi lehet.

A Maxwell egyenletek megfogalmazásakor még a töltést az anyag specifikus tulajdonságának tekintették, az elektron, a proton és a többi töltött részecske felfedezése csak később történt meg. Emiatt nem merült fel, hogy a töltésnek lenne legkisebb egysége, amely már nem osztható tovább. Az elemi töltéssel rendelkező részecskék felfedezése viszont konkretizálta a fény forrását, amit a részecskékhez, mindenekelőtt az elektronokhoz lehet rendelni. Innen indulhat el a fény oda, ahol már nincs töltés, ahol már a hullámtulajdonság érvényesül. Amikor viszont eljutottunk annak felfedezéséhez, hogy a töltésnek van elemi egysége, az elemi töltés, azaz a töltés kvantumos, már közeledett a fizika ahhoz a felismeréshez, amit végül Planck a fekete test sugárzásának értelmezésével megtett, kimondva, hogy a fény is kvantumos, amelynek legkisebb egysége a foton. A töltés kvantáltsága szükséges feltétel a fény kvantáltságához, de önmagában még nem elégendő, mert a sebességváltozás mértéke a klasszikus mechanikában tetszőlegesen kicsi lehet a folytonossági elv miatt.

Potenciális energia az elektrodinamikában

A Maxwell egyenletek összefüggései a differenciálhányadosokra épülnek rá, ezáltal a formalizmus a kvantummechanika előképei is, amelyben az energiát és az impulzust szintén differenciálhányadosok képviselik. A mozgásegyenletek az energiamegmaradás elvén alapulnak, ezért az elektrodinamikában is meg kell adni az elektromos és mágneses mező kapcsolatát a potenciális energiával. Hasonlóan a mechanikához, ahol a potenciális energia térfüggéséből lehet származtatni az erőt, felírhatunk két potenciált, a V(r) skalárpotenciált, amely az elektromos mezőt, az A(r) vektorpotenciált, amely a mágneses mezőt definiálja a vektoralgebrai grad ill. rot differenciálhányadosok által. A potenciális energiát a potenciálok és a töltés szorzata adja meg. Ezek a függvények által definiált potenciálok lépnek fel mind a Schrödinger, mind a relativisztikus Dirac egyenletben. Bár csak a kinetikus energiát építjük fel operátorral, indirekt módon a potenciális energia számításában is szerepet kap az állapotfüggvény. A potenciális energiát az r pozíció függvényében adjuk meg, de stacionárius állapotban az r(t) pályafüggvényt nem ismerjük, ezért csak a w(r) valószínűségi eloszlásról beszélhetünk, amit az állapotfüggvény határoz meg. Az állapotfüggvény határozza meg a várhatóértéket, amit megfeleltethetünk a klasszikus V(r) és A(r) potenciáloknak, viszont a valószínűségi eloszlás együtt jár a várhatóértéktől való eltérés lehetőségével is. Ennek juttat majd szerepet a kvantummechanika mezőelmélete, a QED.

A kvantumelektrodinamika szemléletmódja

Az elektromágneses potenciálok kvantumelv szerinti származtatását a QED, oldja meg. A QED szemléletmódja különbözik a klasszikus kvantumelmélettől. Amíg az eredeti kvantummechanika a stacionárius állapotok meghatározására koncentrál, és az állapotfüggvények segítségével utólag számítja ki a kibocsátott és elnyelt fotonok energiáját és az ugrás valószínűségét, a mezőelméletben megfordul a sorrend, ebben az ugrás a kiindulópont. A módszer egyaránt számba veszi az elektronok és fotonok lehetséges állapotait, melyeket azok betöltési számával jellemez. Ezek a betöltési számok lesznek az új kvantumszámok, amiért a módszert második kvantálásnak is nevezik. Az ugrások leírása érdekében új operátorok is fellépnek a formalizmusban, amelyek vagy csökkentik (annihiláció), vagy növelik (kreáció) a betöltési számokat. Az elektronok és fotonok állapotát harmonikus oszcillátorok képviselik, melyben a részecskék spinje is szerepel, ez 1 a fotonnál és ½ az elektronnál. A kibocsátó töltés előjele határozza meg a foton polarizációs előjelét. Ez az előjel jelenik meg a foton impulzusának irányában is, amely a kölcsönhatásban lévő töltést ellökheti, vagy húzhatja a másik töltés felé. Szemléletesen úgy is elképzelhetjük a vonzó és taszító hatást, hogy a töltések közötti tartományban azonos polarizáció esetén feldúsulnak a virtuális fotonok, ellentétes esetben viszont ritkulni fognak. (Hasonló elv alapján a fénysebességű forgásokkal is felépíthető a mezőelmélet, amelyben egy- illetve kéttengelyű forgások szerepelnek oszcillátorok helyett, a kétféle spint fotonok és elektronok számára a forgástengelyek száma határozza meg, a polarizációs előjelet pedig a forgás sodrásiránya adja meg).

Az ugrást két állapot között úgy írja le a mezőelmélet, hogy az egyik elektron állapot megszűnik, a másik létrejön, miközben attól függően, hogy abszorpcióról, vagy emisszióról van-e szó, egy foton állapot is létrejön, vagy megszűnik. Ebben a szemléletmódban az elektronok és fotonok egyaránt aktív szerepet kapnak. A mezőelmélet arra is keresi a választ, hogy a tér két különböző pontján lévő elektromos töltés hogyan kerül kölcsönhatásba, és miért van retardáció (késlekedés) a kölcsönhatás megvalósulásában. Ennek okát a töltések által kibocsátott és elnyelt virtuális fotonokra vezeti vissza. Ezek a fotonok nem hoznak létre megfigyelhető változást az elektron állapotában, csak közvetítik az erőhatást, azaz létrehozzák az elektromos és a mágneses mezőt. Mivel ezek a fotonok nem figyelhetők meg közvetlenül, a szakirodalom virtuálisnak nevezi ezeket a részecskéket. 

A virtuális fotonok ugyanabból az okból jelennek meg a mezőelméletben, mint a stacionárius pályák fogalma az atomokban. A stacionárius pályákat nem láthatjuk, csak az ugrásokat két pálya között, ez vonatkozik az elektromágneses mezőre is, amely szintén nem látható közvetlenül, csak az általa mozgatott töltések megfigyelésével szerzünk tudomást róla. Ezt a láthatatlan mezőt építik fel a szintén láthatatlan virtuális fotonok, ami az elektrodinamika kvantumelméletében a valószínűség még mélyebb szintjéhez vezet. Ebben az értelemben mondhatjuk, hogy a mezőelméletben már a valószínűség valószínűségéről van szó.

Lamb shift és az elektron anomális mágneses momentuma

Bár Dirac a mezőelmélet alapjait már korábban lerakta, ez sokáig nem keltett komolyabb figyelmet az elméleti fizikusok között. Ennek az volt az oka, hogy a relativisztikus kvantummechanika kielégítő pontossággal írta le a kísérleti eredményeket. Később azonban a mérési pontosság növekedésének köszönhetően két olyan jelenségre derült fény, amit az elmélet már nem tudott magyarázni. Az egyik a Lamb shift. Hidrogén atomban különböző kvantumszám kombinációk azonos energiaértékkel rendelkeznek a számítások szerint. Lamb azonban kimutatta, hogy az elméleti egyezés ellenére is különböznek az energianívók. A másik az elektron anomális mágneses dipólus momentuma. Amint már szó volt róla, mágneses monopólus nem létezik a harmadik Maxwell egyenlet értelmében, viszont a negyedig egyenlet szerint köráram jelenlétében mágneses dipólus keletkezik. Ennek felel meg, hogy az atomi elektronok pályamozgása, amit az impulzusnyomaték jellemez, létrehozza a μ = μBL mágneses dipólust, ahol μB =/2m a Bohr magneton. Ez az összefüggés származtatható a klasszikus elektrodinamika alapján is. Az elektron Dirac elmélete viszont behoz egy új elemet, mely szerint az elektron rendelkezik saját impulzusnyomatékkal is, amit az S = ½ spin jellemez, amihez szintén járul mágneses nyomaték, kiegészítve a pályamozgás által létrehozott mágneses dipólus momentumot:

μ = μB(L +2S)

A spin előtti 2-es faktor a Dirac egyenlet hozadéka, ami viszont már nem értelmezhető a klasszikus fizika keretein belül. (A fénysebességű forgás koncepciója kézenfekvő magyarázatot ad a 2-es faktor eredetére, ami a kéttengelyű forgásból fakad. Ez ugyanis felezi a spint, viszont a mágneses momentum nem feleződik, mert azt egytengelyű forgás, a Larmor precesszió hozza létre).

Mi a kvantumfluktuáció?

Az elektron mágneses momentuma azonban nagyobb, mint ami a Dirac egyenletből következik, mégpedig μ = 2,0023 μBS. Ennek értelmezését oldotta meg a kvantumelektrodinamika elmélete, amely szerint a növekedést a kvantumfluktuáció okozza. Ez alatt azt kell érteni, hogy a virtuális foton kibocsátása, illetve elnyelése az elektron pozícióját állandó „rázkódásban” tarja, fluktuációt okoz. Az átlagos pozíció adja meg a szokásos potenciális energiát, de dinamikai jelenségekben a finomabb közelítések már az átlagtól való eltérés hatását is figyelembe veszik. A Larmor precesszió is dinamikai jelenség, amelyből a mágneses momentum meghatározható. Ha a klasszikus elektrodinamika alapján értelmezzük a mágneses momentumot, az arányos a töltés által a mozgás során körbezárt területtel, ez pedig megnövekszik a fluktuáció következtében.

Perturbációs eljárás a QED elméletben

A fluktuáció becsléséhez abból lehet kiindulni, hogy a virtuális fotonok kibocsátásának és elnyelésének intenzitása határozza meg az elektromágneses kölcsönhatás mértékét, amit az e2 = αħc összefüggésből származó elemi töltés nagysága jellemez. Itt α = 1/137 a Sommerfeld állandó, az elektromágneses kölcsönhatás csatolási együtthatója. (A fénysebességű forgások koncepciójában a belső kettősforgások Coriolis ereje bocsátja ki a virtuális fotonoknak megfelelő egytengelyű forgásokat). A fluktuáció mértéke arányos a virtuális fotonok intenzitásával, ami a Sommerfeld állandónak felel meg. Ezt szemlélteti körmozgás esetén a töltés által körbejárt területet 1+ α/2π mértékű növekedése, és az evvel járó momentumnövekedés. Ez már jó közelítésben egyezést ad a megfigyelt kísérleti értékkel. A QED elmélet számításai azonban nem ezt a szemléletes utat követik, hanem közelítő megoldást adnak a mezőelmélet által felépített egyenletekre. A módszer alapja az időtől függő perturbáció számítás. Ennek lényege, hogy először elhagyjuk az egyenletből azt a tagot, amely miatt a számítás nem végezhető el explicit módon. Ez jogos módszer, ha ez a tag kicsi. A megoldásként nyert állapotfüggvény alapján az elhagyott tag nagysága megbecsülhető, majd a következő közelítésben ezt korrekcióba lehet venni. A tovább finomított állapotfüggvény már pontosított becslést az eredetileg elhagyott tagra, amiért tovább lehet javítani a megoldás pontosságát. Ez az eljárás már rendkívül pontos értéket ad az anomális mágneses momentumra, amely tizenkét tizedesig egyezik a kísérleti értékkel.

Van-e fizikai tartalma a matematikai közelítés egyes lépéseinek?

Az egymást követő perturbációs lépések szükségessé tesznek különböző virtuális folyamatokat, melyeket Richard Feynman diagramjai szemléletes formában írnak le. Ezek között a józanész számára meghökkentő lépések is vannak. Példaként előfordulnak a fénysebességet meghaladó, vagy időben visszafelé mutató folyamatok is. Feynman meg is jegyzi könyvében (QED. The strange theory of light and matter), hogy ezek összebékítésére a józanésszel, kár is törekedni. Magam ezt másképp fogalmazom meg. Ugyanis a „furcsa” tagok fellépése a matematikai közelítés szükségszerű velejárója. Az időfüggő közelítő eljárás egyes lépéseiben előre futhatunk, ilyenkor a következő közelítésnél vissza kell lépni az időben, máskor viszont lemaradunk, amiért olyan tag lép fel a számításban, amelyik meghaladja a fény sebességét is. A számítás egyes lépései csupán matematikai közelítési eszközök, melyeknek nincs közük a realitáshoz. A lényeg csupán a számítás végeredménye, amelynek már valódi fizikai tartalma van. A másik megjegyzés pedig arra vonatkozik, hogy amikor virtuális folyamatokról van szó, akkor a valószínűség birodalmában járunk, ahol az utakat nem a részecske járja be, hanem a képzeletünk, midőn sorra vesszük a lehetőségeket. A lehetséges pályák valószínűségi összege pedig nem azt jelenti, hogy a részecske párhuzamosan több pályát is futna be egyidejűleg, hanem azt, hogy az okok számbavételénél több lehetőség is felmerül.

Szingularitás a QED számításokban

Van viszont a QED számításoknak egy csúnya szépséghibája, mert a sajátenergia számítás első perturbációja végtelent ad. Ezt mesterségesen próbálják kiküszöbölni, amikor a tömeget és a töltést önkényesen renormalizálják. Jobb ennél a szingularitást tudomásul venni, mert ennek oka – ahogy azt korábban előrevetítettük – a mezőfogalom definíciójában rejlik, amely elkerülhetetlen paradoxont hordoz magában. (A fénysebességű forgások koncepciója viszont segít a végtelen kiküszöbölésében, mert véges határt ad meg, ameddig érvényes a potenciálszámítás kifejezése, és ezért nem jön létre végtelen járulék.)

Az anyag hullámtermészete

Az elektrodinamika mezőelméletének elveit megismerve kezdhetünk hozzá a bevezetésben felvetett kérdés megválaszolásához: hogyan is értelmezhetjük az anyag kettős természetét, amely nem csak a foton tulajdonsága, hanem elvben bármelyik részecskéé, atomé és molekuláé.

De Broglie vetette fel, hogy minden részecskének van hullámtermészete is, ami az impulzushoz kapcsolódik és a hullámhosszal jellemezhető:

λ = h/p

Foton esetén ez abból következik, hogy az impulzus arányos az energiával a p = E/c = h·f/c = h/λ összefüggés szerint. Elektronok esetén Davisson és Germer nikkel egykristályon végzett diffrakciós kísérlete adta meg a bizonyítékot a hipotézisre.  A kristályban egymástól d távolságra atomokból felépülő síkok vannak, és amikor egy λ hullámhosszú sugárzás éri a felületet θ szögben, akkor diffrakciós maximum figyelhető meg a Bragg formula szerint (William Henry Bragg, 1862-1942 és Lawrence Bragg, 1890-1971, apa és fia, akik 1915-ben együtt lettek Nobel díjasok):

k λ = 2dsinθ,

ahol k = 1, 2, 3, …. egészszám.

A diffrakciós maximum oka, hogy az alsó síkból visszaverődő fény hosszabb utat tesz meg, és amikor az úthossz különbség a hullámhossz egész számú többszöröse a hullámok erősítik egymást, a többi irányban viszont kioltódnak.

Davisson és Germer nem a fönti elrendezést választotta, ahol a beeső sugárzás szöge változik, hanem a nikkel kristálylap síkjára merőlegesen érkező elektronok visszaverődését tanulmányozta különböző irányokban.  Ebben az esetben a diffrakciós maximum szögét a módosított Bragg törvény adja meg:

k λ = 2dsin(90 - θ/2)

Az elektronokat elektromos térben felgyorsították, így változtatva az impulzust, és azt tapasztalták, hogy 50 fokos visszaverődési szögnél a gyorsító feszültséget változtatva jelentős maximum figyelhető meg 54 V értéknél.  A nikkel egykristály rácstávolsága (d = 0,92x10-10m) és az 54 eV energiához tartozó impulzus alapján épp akkora hullámhossz adódott ki, ami a de Broglie hipotézisnek megfelelt. Később protonokkal, egyes kisebb atomokkal és molekulákkal is sikerült bizonyítani a hipotézis helyességét.

Rugalmas szórás és a fény lassulása optikai közegekben

A fenti kísérlet a rugalmasan szóródó elektronok megfigyelésén alapul. Bármely kölcsönhatást, akkor tekintünk rugalmasnak, ha annak során impulzusátadás megy végbe, anélkül, hogy közben megváltozna a komponensek energiája. Tegyünk egy kitérőt, annak érdekében, hogy lássuk fotonok esetén a rugalmas ütközés hatását. Erre példa, amikor a fény belép valamilyen optikailag sűrűbb közegbe, ahol a törésmutató mértékében lecsökken a sebessége:

cn = c/n,

ahol n a törésmutató. Amikor a fény az optikailag sűrűbb közegbe jut, például belép a vízbe, vagy üvegbe, ott a határréteg atomjaival, illetve elektronjaival kerül kölcsönhatásba. Ez a kölcsönhatás rugalmas, hiszen a nagyobb törésmutatójú közegben sem változik meg a fény színe, azaz a foton nem ad le energiát.  A lassulás oka, hogy lerövidül a hullámhossz, λn = λ/n, és így a sebesség cn = 2πλn kisebb lesz. Mivel a foton impulzusát a h/λ arány adja meg, így az impulzus megnövekszik a törésmutató mértékében:

pn = n·p

Következésképpen, optikai közegekben a fény lassabb haladása a megnövelt impulzusnak tulajdonítható.

A relativitáselmélet szerint fizikai közegekben a fény sebessége nem növekedhet meg a vákuumhoz képest, ami azt jelenti, hogy a töltésekkel kölcsönhatásba lépő fény a közeg atomjaitól kizárólag felveheti az impulzust, de azt nem adhatja át rugalmas kölcsönhatások esetén. Ha ugyanis is átadná és csökkenne saját impulzusa, akkor növekedne a hullámhossz, amiért a sebesség meghaladná a vákuumban elérhető maximális c értéket. Megfordul a helyzet, ha a kölcsönhatás nem rugalmas, mert ekkor az impulzusátadás egyúttal energia, azaz frekvenciacsökkenéssel jár együtt, oly módon, hogy a hullámhossz és a frekvencia szorzata már nem lesz nagyobb a c értéknél. Az impulzusnövekedés a sugárzás és anyag közötti kölcsönhatás tartományára korlátozódik, azon kívül nem lép fel, amiért gázokban a törésmutató növekedése a koncentrációval arányos. Sűrű, kondenzált közegekben a sugárzás eredeti impulzusa több mint duplájára nőhet, ezért néhány kristályban n értéke kettő fölé is mehet (Például germániumban n = 4,05). Az impulzus összegzési szabálya szerint ez úgy történhet meg, ha az első atommal való kölcsönhatás tartományán belül további atomokkal is létrejön a kölcsönhatás.

Mezőelméleti szempontból vizsgálva a jelenséget, az optikai közeg elektronjai virtuális fotonok kibocsátásával lépnek kölcsönhatásba a beérkező fénnyel, amelynek során a közeg által kibocsátott fotonok szuperponálódnak a kívülről érkező fotonokkal. Mivel minden foton impulzussal is rendelkezik, ez lehetővé teszi az impulzusátadást. Ez az impulzusátadás azonban egyirányú, a valódi foton úgy változtatja meg a virtuális fotonok állapotát, hogy saját impulzusa növekszik a virtuális fotonok, illetve az ezeket kibocsátó töltésrendszer rovására. Úgy is fogalmazhatunk, hogy a fény valamilyen anyagi közeggel rugalmas kölcsönhatásba kerülve, azt maga felé húzza. Viszont rugalmatlan kölcsönhatás esetén arra nyomást gyakorol, ez a fénynyomás.

A későbbiek szempontjából fontos tanulság, hogy fotonok szuperpozíciója olyan folyamat, amely energiacsere nélküli impulzusátadást eredményez. A rugalmas kölcsönhatásban részt vevő fotonok szükségképpen virtuálisak, a megfigyeléshez ugyanis energiaváltozás is szükséges.

Elektron diffrakciója kristályokban

Visszatérve az elektron diffrakcióhoz, először azt kell megvizsgálni, hogy amikor az elektron ütközik a kristályráccsal, milyen folyamat játszódik le, és milyen kölcsönhatás lép fel ennek során? A kristály úgy viselkedik, mint egy tükör, amelyet a rendezett atomok elektronjainak potenciáltere hoz létre. A beérkező elektronok kölcsönhatásba kerülnek a szinuszosan változó potenciállal, ahonnan különböző irányban pattanhatnak vissza. Az irányváltozás impulzusváltozást jelent, amelynek hátterét a kristály egésze biztosítja, de annak nagy tömege miatt az elmozdulás olyan kicsi, hogy kísérletileg nem észlelhető. A mezőelmélet szerint az elektron és a rácsatomok által létrehozott potenciál kölcsönhatását virtuális fotonok közvetítik. A „támadó” elektront virtuális fotonok serege veszi körül, amely megütközik a kristály rendezett sorokban álló elektronjainak foton seregével. A csata addig tart, amíg a védekező fotonok serege nem állítja meg és taszítja el valamilyen irányban a támadó elektront. A két tábor fotonjai közül azok vesznek részt a harcban, amelyek frekvenciája megegyezik. A frekvencia egyezése ellenére az érkező elektron fotonjai többlet impulzussal rendelkeznek. Amikor elektromos feszültséggel gyorsítjuk az elektront, létrehozunk egy olyan töltéseloszlást, amely vonzó hatást gyakorol az elektronra. Ez a vonzó hatás a töltések által kibocsátott és elnyelt virtuális fotonok szuperpozíciója által jön létre, de azt is meg kell említeni, hogy az elektron felgyorsítása valódi fotonok képződésével is együtt jár.

A diffrakciós kísérlet már a gyorsítási szakasz után következik be, ahol megszűnik a megfigyelhető fotonok képződése. Ebben a tartományban többlet impulzussal mozognak a virtuális fotonok, igazodva az elektron impulzusához  A többlet impulzus miatt pedig megváltozik a szuperpozíciós struktúra az elektronból és a kristályból kilépő virtuális fotonok között. A struktúra változásában játszik szerepet, hogyan szuperponálódnak a virtuális fotonok, amelyek a kristályrács egymás mögötti pozícióiból indulnak. Teljesülni kell a rugalmassági feltételnek, mely szerint a visszalökött elektron impulzusa abszolút értékben változatlan marad. Ennek megvalósításához a rács két fotonjának „együttműködése” szükséges, megkövetelve, hogy az egymás mögötti síkokból érkező fotonok fázisa megegyezzen. Ez a fázis követelmény csak bizonyos szögek esetén teljesül, amely meghatározza, hogy milyen irányban fog kilökődni az elektron. Az imént részletezett mechanizmus lényegét úgy foglalhatjuk össze, hogy ugyanolyan játékszabályok játszanak szerepet elektron diffrakció esetén az interferencia létrehozásában, mint amikor elektromágneses sugárzás éri a kristályrácsot a röntgen diffrakció során.

A fénysebesség állandósága

Érdemes még kitérni a relativitás kiinduló elvére, amely szerint vákuumban a fénysebesség állandó. A diffrakciós kísérletben vákuumra van szükség, hogy az elektronok ne szóródjanak a kristály elérése előtt is. Hogyan egyeztethető össze a fénysebesség állandóságának törvényével, hogy a p = m·v impulzusú elektron által kibocsátott virtuális fotonoknak lerövidül a hullámhossza és ezáltal lecsökken a sebességük? Amikor az elektron impulzusáról beszélünk, akkor hallgatólagosan a laboratóriumi, azaz a nikkel egykristály inercia rendszerében gondolkozunk. Ebből a rendszerből nézve a mozgó elektron által kibocsátott virtuális fotonok impulzusa p = m·v értékkel megnövekszik, és hasonlóan az optikai kötegbe belépő fényhez, a sebesség lecsökken:

cel,foton = cvákuumv = cvákuump/m

Ez a változás látszólagos, abban az értelemben, hogy az elektron saját rendszerében semmi nem változik, a mozgó elektron impulzusának csak akkor van szerepe, amikor létrejön az elektron és a nikkelrács közötti kölcsönhatás.  A kölcsönhatás terjedési sebessége szempontjából is látszólagos a jelenség, mert az elektron v sebességét hozzá adva a virtuális fotonok csökkent sebességéhez, visszakapjuk a vákuumbeli fénysebességet, azaz nem kerülünk szembe avval az elvvel, amely megköveteli, hogy az elektromágneses kölcsönhatási sebesség ne függjön a mozgó objektum sebességétől. Valójában arról van szó, hogy a kibocsátó objektum fotonjainak terjedési sebessége látszólagosan megváltozik egy másik inercia rendszerből nézve, és éppen ez biztosítja, hogy a tényleges kölcsönhatás (információtovábbítás) sebessége független legyen a két inercia rendszer egymáshoz képesti sebességétől. A látszólagos jelleget hangsúlyozni kell, hiszen a virtuális fotonok sebességváltozása nem mérési adat, evvel szemben, amit mérésekkel ellenőrizhetünk, hogy mennyi idő kell a kölcsönhatás közvetítéséhez két mozgó objektum között. Ez utóbbira elvi lehetőséget ad, hogy ha gyorsítjuk az elektront, akkor detektálható, tehát valódi fotonokat is kibocsát.

(Az előzőekben nem a relativitáselmélet sebesség összeadási szabályait alkalmaztuk, amit az indokol, hogy a Davisson-Germer kísérletben az elektron sebessége nem haladja meg c századrészét, és így a kísérleti pontosság határain belül alkalmazni lehet az impulzus p = m·v formuláját és a sebességek vektoriális összeadási szabályát.)

Mit kell érteni az anyag hullámtermészetén?

A részecskék, vagy elterjedt megfogalmazásban az „anyag” hullámtermészete a kölcsönhatás jellegéből fakad, ebben a fotonok közvetítő szerepe jelenik meg, mint anyagi tulajdonság. Amit látunk, amit észlelünk az a részecske jelleg, de amikor értelmezzük a jelenség hátterét, a hullámképhez jutunk a valószínűség összegzési szabályai által. Magyarázatunk ésszerű és konzekvens, de mégis csak gondolati termék, a valóság olyan lenyomata, amit a foton mutat meg nekünk rajta hagyva saját bélyegét.

Davisson és Germer kísérletének fő jelentősége, hogy bizonyítékot ad a mezőelmélet virtuális fotonokra alapított koncepciójának helyességére. A virtuális foton a mozgató erő, a megfigyelhető foton a mozgási állapot változásának indikátora.

Linkek a korábbi bejegyzésekhez

A bejegyzés trackback címe:

https://afizikakalandja.blog.hu/api/trackback/id/tr1416512204

Kommentek:

A hozzászólások a vonatkozó jogszabályok  értelmében felhasználói tartalomnak minősülnek, értük a szolgáltatás technikai  üzemeltetője semmilyen felelősséget nem vállal, azokat nem ellenőrzi. Kifogás esetén forduljon a blog szerkesztőjéhez. Részletek a  Felhasználási feltételekben és az adatvédelmi tájékoztatóban.

rkd1746 2021.05.31. 18:41:44

Üdvözlöm!
A részecske- és hullám „kettőstermészet” kapcsán régóta foglalkoztat az alábbi kérdés: amennyire én tudom, a standard modell az elemi részecskéket pontszerűnek tekinti, amelyek rendelkeznek egyéb tulajdonságokkal, mint pl. tömeg, spin, és esetlegesen elektromos töltés. Ténylegesen az LHC sem képes lemenni 10 (-18) méteres mérettartomány alá, az alatt nem tudjuk, mi van. A kvarkokról szóráskísérletek alapján azt tudjuk, hogy a 10 (-18) m-es tartománynál pontszerűen viselkednek és homogénnek látszanak, akárcsak az elektron, tehát bármik is azok, elég nagy energia befektetése esetén össze lehet őket nyomni 10 (-18) m tartományig, vagy az alá, és jelenlegi tudásunk szerint homogének.
A húrelmélet a plank-hossz környéki mérettartományba eső rezgőmozgást végző energia-húrokkal számol. Azt jelenleg nem lehet sem igazolni, sem cáfolni, hogy a húr-elmélet mennyire helytálló, de tételezzük fel, hogy a legalapvetőbb építőelemei az univerzumnak valóban a plank.hossz közeli mérettartományba esnek, legyenek azok bármilyen természetűek. Az ugye 10 (-35)m környékén van, pont a húrelmélethez szokták azt a szemléletes példát hozni, hogy egy húr kb. úgy viszonyulna a mi méreteinkhez, mint egy fa a jelenleg ismert univerzum méretéhez.
A kérdésem az, hogy honnan tudjuk, hogy egy részecskének ténylegesen kettős természete van, és nem csak arról van szó, hogy a mi mérettartományunkból nézve a 10 (-18)m alatti világ egyszerűen nem érzékelhető részleteiben, vagyis pontszerűnek látszik. A valóságban egy hipotetikus 10 (-34)m -es részecske pont ugyanúgy terjedhet hullámként 10 (-18) méter alatt is. Ha mi egy kölcsönhatással – pl. egy detektorral egy kétrés kísérletben – belekényszerítjük egy, a mi fogalmaink szerinti viszonylag kis térfogatba, akkor egyrészt az általunk vizsgálható mérettartományban pontszerűnek fogjuk érzékelni, másrészt korlátozzuk a térbeli pozícióját is, de ettől még a részecske szempontjából nem változna a természete, és a „fa-látható univerzum” analógiát használva könnyen belátható, hogy a saját kiterjedéséhez viszonyítva hatalmas kiterjedés állna rendelkezésére, hogy hullámként terjedjen.
Tehát az a kérdés, hogy nem volna pontosabb úgy megfogalmazni a részecskék kettős természetével kapcsolatos állításunkat, hogy „az általunk a jelenlegi eszközeinkkel vizsgálható mérettartományban a részecskék kettős természetűnek látszanak”.

2021.06.02. 16:33:15

@rkd1746: ...üdvözletem... gondolom ismered a "pont" geometriai fogalmát, mely szerint a pont nevű geometriai fogalom nulla dimenziós, vagyis kiterjedés nélküli elméleti geometriai-matematikai segédeszköz, amely a valóságban nem létezik... ha már most egy elemi részecskét pontszerűnek tekintünk, akkor azt állítjuk, hogy az elemi részecskénk nulla kiterjedésű, tehát nem létező "fizikai entitás"... ha valami nem létezik, csak elképzeljük, az miképpen lehetne anyagi részecske vagy hullámcsomag?...
...Schrödinger egyenletei a részecskék valószínű helyének meghatározására szolnának eredetileg, azonban egy pontszerű "valami" nem lehet részecske kiterjedeés hiányában, ezért az ún. valószínűségi amplitudók nem adhatják meg egy részecske valós helyét a téridőben...

...a felvetett kérdésed már megoldott, ahogy írod: ..."az általunk a jelenlegi eszközeinkkel vizsgálható mérettartományban a részecskék kettős természetűnek látszanak"...

...hogy miért, azt nem tudjuk...

csimbe 2021.06.02. 22:57:16

@szózavar: „...a felvetett kérdésed már megoldott, ahogy írod: ..."az általunk a jelenlegi eszközeinkkel vizsgálható mérettartományban a részecskék kettős természetűnek látszanak"...

...hogy miért, azt nem tudjuk...”
Szerintem azért, mert nem tudunk kilépni az emberi „dimenzióból, vagyis a saját értelmezési tartományunkból.
„Az emberi dimenzió
Az emberi mérettartomány maga is viszonylag tág. A legkisebb és legnagyobb még ide sorolható dolog között kb. száz milliárdszoros (100.000.000.000) a különbség. (Egy szúnyog ugyanis 1-2 milligramm, míg egy kék bálna 100 tonna.)
Az emberi test 7*1027 atomot, és 50-100 billió (50-100*1012) sejtet tartalmaz. Az agyban 100 milliárd idegsejt van, (furcsa mód nagyobbik részük a kisagyban,) és kb. ezerszer ennyi a szinapszisok (az idegsejtek közötti kapcsolatok) száma.
Az ember élete kb. 2,2 milliárd másodperc (70 év).
7 milliárd ember soknak tűnhet, de érdemes ezt összevetni azzal, hogy egy teáskanálnyi földben akár 1 milliárd baktérium is lehet.”
Amit pontszerűnek és nem konkrétan a (kiterjedés nélküli) pontnak tekintünk, annak lehet nullánál nagyobb kiterjedtsége, de mivel nincs benne az értelmezési tartományunkban, nem tudjuk megmérni. Az egy filozófiai kérdés, hogy amiről nem tudunk, az létezik e valójában? Ha nem tudhatunk a létezésünk legparányibb, vagy végső alapjáról, akkor nem marad más, mint a hit. Hinni abban, hogy ami pontszerű, az még nagyon távol van a nullától, vagyis a kiterjedés nélküliségtől. Mert az már nem a fizikai valóság, hanem a semmi fikciója.

rkd1746 2021.06.03. 12:55:24

@szózavar: elöljáróban annyit tudni kell, hogy nem vagyok fizikus, viszont érdekel, és szeretem tudni, hogyan működnek a dolgok. Ettől függetlenül gond nélkül el tudom fogadni, hogy nem tudhatunk mindent.

A kvantummechanikával összefüggésben az alábbi probléma régóta foglalkoztat.

Az továbbra is elég rejtélyes, hogy hogyan közlekednek a részecskék akkor, amikor nem állnak kölcsönhatásban. Vegyünk például az egyszerűség kedvéért egy fotont. Elméletileg tudjuk honnan indul, tudjuk, hova érkezik meg, tudjuk, hogy az indulás és megérkezés közötti távolságot a lehető legrövidebb idő alatt teszi meg – azonos közegben ez egyben a legrövidebb térbeli utat is jelenti –, de azt továbbra sem tudjuk, hogyan "utazik".

1. a legegyszerűbb magyarázat az lenne, hogy egyszerű részecskeként utazik, de mivel nem tudjuk hol van éppen, ezért legegyszerűbben egy valószínűségi hullám-modellel lehet leírni az útját. Azonban ha végig részecske állapotában lenne, akkor nem magyarázható a kétrés kísérlet eredménye, másképpen fogalmazva úgy látszik, bármi is megy át a két résen, az hullám.

2. önmagában az, hogy egy valószínűségi hullám a térben terjed és önmagával interferrál szerintem fogalmilag elég abszurd, bár ez nyilván nem zárja ki, hogy megtörténhet.

3. a Feynman-féle interpretáció szerint viszont a fotonunk egyszerre és egyidejűleg az összes lehetséges utat bejárja, másképpen fogalmazva az indulása is az érkezése között gyakorlatilag bárhol és mindenhol fellelhető, ami ha lehet, még inkább abszurdnak látszik, viszont amennyire tudom, matekilag ez az interpretáció is teljesen jól használható a fizikusok modelljeiben, és pontos eredményeket ad.

A másik oldala a dolognak az ún. kvantum-fluktuáció, amikor látszólag a semmiből részecske-antirészecske párok keletkeznek, ütköznek és enyésznek el ismét, szétsugározva az energiát.

Egy részecske mozgatásának a legegyszerűbb módja feltehetően az lenne, ha a részecske az indulásakor nem menne „sehová”, az azt felépítő energia átmenetileg visszakerülne a „közösbe” (ahonnan a kvantum fluktuáció során a részecskék az energiájukat nyerik, bármi is legyen az), a részecske tulajdonságait leíró információ pl. a tér szövetén keresztül hullánként terjedne, majd amikor célhoz ér - vagyis kölcsönhatásba lép, foton esetében ez értelemszerűen egy elektronnal történik -, akkor a részecskét újra felépíti a rendszer.

Ez nyilván első ránézésre elég vad ötletnek tűnhet, de csak már ismert mechanizmusokat használ, és nagyjából az általam ismert összes jelenséget magyarázni lehetne vele anélkül, hogy végletes ellentmondásba ütköznénk. A részecske energiáját tartalmazná a rendszer, de önálló entitásként "utazás" közben nem lenne sehol (vagy éppen mindenhol ott lenne, megközelítés kérdése), az információ hullámként terjedne, és ott épülne fel újra a részecske a hullámban terjedő információból és az „univerzum elraktározott energiájából”, ahol belekényszerül valamilyen kölcsönhatásba. Ha a kétrés-kísérletben a rések elé elhelyezünk egy detektort, mert meg akarjuk nézni, hogy melyik résen megy át, akkor ott kényszerítjük bele, hogy felépítse magát, ha hanyagoljuk a detektort, akkor az információ átmegy a réseken hullámként, és kedvére interferrál.

Amennyire olvasmányaim alapján tudom, a kvantummechanikai modell szerint a tér szövete nincs nyugalomban a nagyon kis mérettartományban, márpedig ha ez igaz, és a plank-hossz körüli mérettartományban nagy fluktuációk jellemzik - ezt a Heisenberg-féle határozatlansági relációra vezették vissza - akkor könnyen belátható, hogy gond nélkül közvetíthet információt, tekintettel arra, hogy minden mozgás önmagában információhordozó. Ugyanígy igaz az is, hogy tudomásom szerint a tér bármely pontjára jellemző a kvantum fluktuációk megléte, vagyis a rendszer a tér bármely pontján képes létrehozni általunk jelenleg nem ismert energiaforrásból részecskepárokat.

Az a kérdésem, hogy a jelenlegi fizikai ismereteink szerint van olyan dolog, ami kizárja a fentiekben leírt működési mechanizmust? Ha igen, mi az?

2021.06.03. 22:41:25

@rkd1746: ...a Planck-hossz körüli mérettartomány jelenleg még kívül esik a kísérleti fizika gyakorlatán, az elméleti fizika pedig korábban felállított trendeket követ, ld. a nagy ütköztetők által megszabott irányt /FNAL, SLAC, PETRA, stb./...
...az ezektől eltérő, gyakorlati igazolást nélkülöző spekulációk, mint pl. a Hawking-féle ún. húrelmélet vagy napjainkban a Higgs-bozon, ez az "isteni" tulajdonságokkal felruházott hipotetikus "részecske" a sztárötletek csúcsa, de akár ide sorolhatnánk a "fénysebességű kettősforgások" hazai elméletét is, amelyek mind elakadnak menet közben, mivel képtelenek választ adni a saját magyarázatukban felbukkanó kérdésekre, amelyek megválaszolása nélkül az elmélet fenntarthatatlanná válik...

...ugyanezt látom az általad felvetett gondolatkísérlet kapcsán is, amellyel még teológus hallgató koromban kezdtem el foglalkozni /...kezdetben volt az Ige, Biblia/, de bizonyítás hiányában felhagytam vele... ugyanis egy hullám nem hordoz információt önmagától...
...az általános relativitáselmélet is csupán elmélet, mert az ún. ekvivalencia-elven áll vagy bukik az egész, az ekvivalencia-elv pedig nem állja meg a helyét...

csimbe 2021.06.03. 22:45:10

@rkd1746: „ a legegyszerűbb magyarázat az lenne, hogy egyszerű részecskeként utazik, de mivel nem tudjuk hol van éppen, ezért legegyszerűbben egy valószínűségi hullám-modellel lehet leírni az útját.”
Az anyag elsősorban az alapján van definiálva, hogy elemi részecskéből van felépülve, mint tömeget viselő struktúra. Azzal, hogy kölcsönhatásba kerüljön más elemi részecskékkel, olyan tulajdonságokkal kell rendelkeznie, mint a töltésekből kiinduló kölcsönhatási mezők létrehozása. Ezek azonban nem egyféle hullámok formájában terjednek szét a térben. A transzverzális és longitudinális hullámok igazolják ezt. Ez egy olyan kaotikus hullám-rendszert képeznek, amit csak a statisztikai valószínűség alkalmazásával lehet rendbe tenni, vagyis értelmezni. Ha egy részecske téridőbeli helye és tartózkodásának ideje nem határozható meg a mozgásállapota, vagyis a pillanatnyi sebessége miatt, akkor megint csak a valószínűségre, a statisztikára vagyunk szorulva. Ez a határozatlansági reláció, vagyis az a tényező a domináns, hogy nincs kellő információ. Az a kérdés merülhet fel, hogy nem lehetséges a határozottsághoz szükséges információ megszerzése, vagy nincs megszerezhető információ? Ha nincs, akkor marad a határozatlanság, és a statisztikai valószínűség. Ha van megszerezhető információ, akkor eljuthatunk a határozott ponthoz, ami ebben az esetben mozdulatlan kell hogy legyen. De mivel az univerzumban csak relatívan, egyéni nézőpont szerint jelölhetjük ki az álló, vagy fix pontot, a pontszerű meghatározások is relatívak maradnak. Az abszolút álló pont, a mozdulatlan mozgató, továbbra is a hit kategóriába tartozik. Ezért a tudás, soha nem fogja kiküszöbölni a hitet.

rkd1746 2021.06.04. 13:38:13

@szózavar: mondjuk ez részben értelmezési keret kérdése. Ha kiindulási alapnak feltételezzük, hogy volt ősrobbanás, és zárt a rendszer - most az esetleges, feltételezett spirituális összetevőket vegyük ki a képből, mivel azt a fizika nem vizsgálja - akkor onnan indult az egész, hogy volt egy, a mi fogalmaink szerint rendkívül kis térfogatba sűrűsödött, rendkívül nagy mennyiségű energiát tartalmazó energiacsomag, ami heves, robbanásszerű tágulásba kezdett, létrehozva ezáltal a teret - vagy elméleti konstrukciónk szerint a téridőt -, átment néhány fázisátmeneten, ahogy tágult, úgy csökkent a hőmérséklete, fokozatosan lecsatolódtak az elemi részecskék és létrejött a ma ismert világegyetemünk. Ettől még, ha zárt a rendszer, akkor új összetevő nem kerülhetett bele, másképpen fogalmazva, a fizikai világunkat elvben leírhatod három alapvetően különböző természetű összetevővel, a térrel (vagy téridővel, ha úgy tetszik), az energiával (aminek egy speciális formája az anyag) és az információval, amely leírja, hogy az anyag/energia milyen formájában és tulajdonságokkal van jelen, és mit csinál. Ebben az értelmezési keretben egy hullám mindenképpen hordoz információt.
Mondjuk ha más értelmezési keretet választasz, akkor azon el lehet vitatkozni, hogy egy állóhullám hordoz-e információt, de az én véleményem szerint minden, ami mozog, az egyben információt is hordoz, legfeljebb az a mi számunkra haszontalan.

rkd1746 2021.06.04. 13:45:13

@csimbe: erről az általad említett "kaotikus hullám-rendszerről" létezik olyan leírás, ami nem fizikusok számára is emészthető?
A másik kérdésem, hogy én példaként egy fotont hoztam fel, ami nyugalmi tömeggel nem rendelkező közvetítő részecske, arra mennyire vonatozik ez?

2021.06.04. 15:54:06

@rkd1746: ...szerintem nem volt ősrobbanás, a Big Bang csupán egy rossz változat a kozmológiai elméletek sorában... olyan igazolatlan szimplifikáció, mint pl. a "téridő" létrejötte az ősrobbanás által vagy a tegnapi válaszomban már említett általános relativitáselmélet alapgondolataként emlegetett ún. "ekvivalencia elv , amely egész egyszerűen alapból átgondolatlan tévedés, következésképpen hamis premisszából vont konklúzió...

csimbe 2021.06.04. 22:56:32

@rkd1746: Elől járóban, nem vagyok fizikus, csupán egy laikus. A kaotikus hullámrendszer alatt azt értem, hogy a Föld bolygót keresztül kasul „behálózzák” az elektromágneses és gravitációs hullámok. A kozmikus sugaraktól a mikro sütőn át, a mobiltelefonig. Ezeket csak a ráhangolt detektorokkal lehet szétválasztani. Ami a fotont illeti, a kibocsájtója és az elnyelője közötti helyzetéről annyit tudok, hogy egy energiacsomag. Aztán hogy hogyan kerül egyik helyről a másikra, számomra rejtély. Az a gyanúm, hogy a közvetítő szerepet azok a téridő-kvantumok osztják ki rá, akik kijelölik az útvonalát A-tól B-ig.

38Rocky 2021.06.05. 10:34:05

@rkd1746: Elöljáróban annyit, hogy csak a saját véleményemet mondom el, ami nem okvetlenül egyezik a fizika jelenleg elfogadott álláspontjával.
A felvetett kérdéssel már több írásban is foglalkoztam. Itt néhány fontos elvet foglalok össze.
Kiindulópontom: Bármely esemény bekövetkezése előtt többféle eshetőséget vehetünk számba, de végül ezek közöl csak egy fog megvalósulni. Ez alapján érthetjük meg a kvantummechanikát, illetve a részecskék hullám és részecske természetének kettősségét.
Például a fotonról csak akkor szerzünk tudományt, ha már megérkezett valahová, például a két-rés kísérletben a fényérzékeny lemez egy jól definiált pontjára. A megfigyelés mindig részecske állapotot határoz meg. A megfigyelés előtt különböző lehetőségek merülnek fel. Például a foton bármilyen irányban elindulhat, sőt akár létrehozhat elektron-pozitron párt is, majd ezek annihilációjával vissza képződhet. Minden lehetséges eseményhez valamilyen valószínűséget rendelhetünk és a tényleges esemény bekövetkezésének esélyét úgy számíthatjuk ki, hogy összegezzük az egyes lehetőségek valószínűségét. Ha jó az elméletünk, akkor a megfigyeléseket, például a fényérzékeny lemezen a periodikus sötét és világos tartományok elhelyezkedését, jól tudjuk magyarázni. Így alkotjuk meg a megfigyelés előtti állapotra a hullámmodellt. Tehát nem a foton rendelkezik hullám és részecske természettel, hanem gondolkozásunknak van két szakasza: az egyik a megfigyelés előtti szakaszra vonatkozik: ez a hullámtermészet, a másik már a megfigyelésre: ez a részecske természet. A hullámtermészet a valószínűségeket összegzi: nem látjuk, hogy éppen merre halad a foton, és ezért egyforma esélyt adunk minden iránynak (gömbhullám). Viszont van a fotonnak egy alaptulajdonsága. a kölcsönhatási képessége periodikusan változik – ezt nevezzük elektromos ás mágneses mezőnek – és ezt a periodikus változást vesszük figyelembe, amikor összeadjuk a valószínűségeket.. Nem a foton próbál ki egyidejűleg minden utat a detektálás előtt (lásd Feynman magyarázata), hanem mi vesszük számításba az összes lehetőséget. Nincs tehát szó abszurditásról, csak különbségtételről, amikor tudomásul vesszük a lehetőségek sokfélesége és a tényleges
megvalósulás egyfélesége közötti eltérést.
Röviden ismételve: a foton már képződésétől fogva részecske, de a róla szerezhető információ hiányában jutunk el a hullámképhez, ami összegzi a lehetőségek valószínűségi szabályait. A fotonnal érkezése előtt nem történik semmi, csak mi spekulálunk arról, hogy mi történhet vele, és ezt fogalmazzuk meg a matematikai formalizmusban, amit QED-nek nevezünk. Ha a kétréses kísérletben detektort helyezünk a réshez, avval levágjuk a lehetőségek egyik felét, ami megakadályozza, hogy interferenciát figyeljünk meg.
A kvantum fluktuációt félrevezető vákuum fluktuációnak nevezni, mert ennek eredete a részecskétől, magától származik, amikor kibocsátja és elnyeli a virtuális fotonokat. Magam ezt a mechanizmust a kettősforgások Coriolis erejével magyarázom. A Planck hossznak nincs köze a kvantumfluktuációhoz, ez csupán egy fikció, amely elképzeli, hogy létezhet olyan sűrű anyag, amelyben a gravitáció eléri az elektromágneses kölcsönhatás szintjét. Az ősrobbanás hívei szeretik használni ezt a fogalmat a kezdetek leírására, magam nem tudok lelkesedni az ötletért. A kvantum fluktuációt nem kapcsolnám össze a határozatlansági relációval, mert az a mérési pontosság korlátjára vonatkozik: az információt adó foton impulzusának és hullámhosszának szorzata a Planck állandó, ami nem teszi lehetővé, hogy egyidejűleg tetszésszerinti pontossággal mérjük a pozíciót (ezt a hullámhossz határolja be) és az impulzust (ezt a foton saját impulzusa változtatja meg). A kvantum fluktuáció nem változtatja meg a mérési pontosságot, csak az elektron mágneses nyomatékát módosítja.

2021.06.05. 15:33:31

@38Rocky: ...a véleményemet írom le, amely egyáltalán nem egyezik a fizika jelenlegi felfogásával... ezzel együtt minden tisztelet megilleti a fizikusokat...

...ahogy írod: ..."Tehát nem a foton rendelkezik hullám és részecske természettel, hanem gondolkozásunknak van két szakasza: az egyik a megfigyelés előtti szakaszra vonatkozik : ez a hullámtermészet, a másik már a megfigyelésre: ez a részecske természet."...

...szerinted ez a kijelentés általánosítható?... szerintem nem, hiszen bárkinek joga van ezt a megállapításodat cáfolni, hiszen mivel tudod bizonyítani, hogy "a gondolkozásunknak van két szakasza", nem pedig a foton rendelkezik hullám és részecske állapotokkal?...

...a fotonokat nem a "gondolkozásunk" detektálja egy adott kísérleti eszköz segítségével, hanem maga a detektor... pl. egy fényérzékeny lemez vagy egyéb alkalmas eszköz, műszer, stb. ....

...a kettős forgások /fénysebességű kettős forgások/ elméletének alapvető hiányossága a megfelelő és kellő definíciók mellőzése, hiánya, amelyek következtében az elgondolás nem fejleszthető tovább, elakad az elképzelés szintjén... ha nincs, ami forogjon, akkor az nem is fog forogni, se egyszeresen, se kettősen... stb. ...

...állítod, hogy ..."a foton már képződésétől fogva részecske, de a róla szerezhető információ hiányában jutunk el a hullámképhez"... ...hát ez teljesen abszurd állítás, hiszen a "kétrés" kísérletek "rései" eszközök, nem pedig a "gondolkodásunk" egyik vagy másik szakasza, ahogy fentebb kifejtetted és állítottad...

...az ún. "foton" sohasem részecske, hanem hullámcsomag, amely az eszközeinkkel részecskeként is detektálható, megfigyelhető...

...és a többi, stb. ....

rkd1746 2021.06.07. 14:23:48

@38Rocky: Írtad: „kvantum fluktuációt nem kapcsolnám össze a határozatlansági relációval ”

Közvetlenül nem állt szándékomban összekapcsolni őket, a fentebb leírt gondolatkísérlet alapkoncepciója elég egyszerű volt.

Elvben egy teleportációhoz hasonló eljárással is el lehetne juttatni egy tetszőleges elemi részecskét A-ból tetszőleges B térbeli pontba, abban az esetben ha megoldható a részecskét leíró információ hullámként való terjedése, valamint az, hogy a célállomáson a rendszer felépítse az információ alapján újra a részecskét.

Elvben a kvantumfizika szerint a tér bármely tetszőleges pontján látszólag a semmiből új részecskepárok keletkezhetnek (ezt a jelenséget értettem kvantum-fluktuáció alatt, talán nem ez volt rá a megfelelő kifejezés), vagyis az a mechanizmus, amivel a rendszer a tér bármely pontján fel tud építeni egy elemi részecskét adott, még ha nem is értjük, hogy működik.

A másik probléma az információ hullámként való terjedése volt. Egy hullámhoz a mi fogalmaink szerint általában valamilyen közvetítő közeg kell, ebben az esetben eléggé adta magát az ötlet, hogy a tér szövete legyen az. Egyrészt mindenütt jelen van, másrészt a gravitációs hullámok felfedezésével igazolást nyert, hogy folyamatosan hullámokat közvetít. (Nem mellesleg a gravitációs hullámok fénysebességgel terjednek, ami elég jól egybevágna ezzel a teóriával, azzal, hogy ebben az esetben a fénysebesség nagysága nem a határérték lenne, hanem a következmény… :) )

A Heisenberg-féle határozatlansági relációra úgy jött a képbe, hogy olvastam mostanában egy húrelmélettel foglalkozó fizikus, Brian Greene Az elegáns univerzum című könyvét, ahol azt írta, hogy a relativitáselmélet és a kvantummechanika alapvetően azért nem egyeztethető össze, mert a relativitáselmélet abból indul ki, hogy a tér szövete alapvetően sima, és csak a tömeggel bíró testek görbítik ill. borzolják a „felszínét”, míg a kvantummechanika szerint a plank-hossz körüli mérettartományban a tér szövetét heves fluktuációk jellemzik, és Greene könyve szerint ezek a heves fluktuációk a Heisenberg-féle határozatlansági relációra vezethetők vissza. Azt nem tudom, hogy ezek a feltételezett viharos fluktuációk mennyire tükrözik a mainstream fizika álláspontját, de a gondolat kísérletemben szereplő információ továbbításra pont megfelelnek, bár szigorúan véve nem nélkülözhetetlenek hozzá.

A gond az általam felvetett gondolatkísérlettel is az, hogy a jelenlegi eszközeinkkel bebizonyítani aligha lehetne, viszont másrészről az egyáltalán nincs kizárva, hogy cáfolni lehet. Ezért is tettem fel korábban azt a kérdést, hogy a jelenlegi fizikai tudásunk szerint ki lehet-e zárni ezt a hipotézist, és ha igen, milyen alapon?

Továbbá van még egy olyan kérdésem is, ami menet közben jutott eszembe.

A világűrben közel vákum uralkodik. Amennyiben egy test egyenletes mozgást végez, közel ellenállás nélkül halad. Ehhez nincs szüksége energia befektetésre. Energia befektetésre akkor van szükségünk, amennyiben a test gyorsuló mozgást végez, és tudjuk, hogy ebben az esetben gravitációs hullámokat kelt. A kérdésem az, hogy azt a fizika jelenlegi állása szerint tudjuk, hogy a gyorsításhoz szükséges befektetett energia megegyezik-e a gravitációs hullámok energiájával? Vagy másképpen fogalmazva: az energiamegmaradás törvénye alapján nulla egyenlegű kellene, hogy legyen a vége. A gyorsításhoz felhasznált energia csak csak a gravitációs hullámok keltésére fordítódik, vagy máshova is kerül belőle?

38Rocky 2021.06.08. 10:54:15

@rkd1746: Magam szkeptikus vagyok a teleportálás kérdésével kapcsolatban. A kísérletben arról van szó, hogy létrehozhatunk egy foton párt, amelynek komponensei megfigyelhetők az A és B pontban, ahol a tulajdonságok (polarizáció) tükröződnek. Tehát nem A pontból teleportálunk B-be, hanem egy központi „adóból” sugározunk szét tükörkép objektumokat A-ba és B-be.

Bár létezik olyan kozmológiai elképzelés, amely szerint létrejöhetnek a vákuumban részecskepárok, a QED csupán annyit állít, hogy a foton (tehát nem a vákuum) létrehozhat virtuális részecskepárokat, amelyek azonban nem figyelhetők meg. Megfigyelhető részecske pár csak úgy jöhet létre, ha a megfelelő energiájú foton kölcsönhatásba kerül valamilyen objektummal, tehát nem a semmiből alakul ki a részecske pár.

Az információterjedésnél óvatosan kell bánni az olyan megfogalmazással, hogy mi a „tér szövete”. Nincs baj, ha ezen a tér nem euklideszi geometriáját értjük és nem valamiféle étert. A térgeometria torzulása valóban fénysebességgel továbbítódik, ezt alátámasztják a gravitációs hullámok megfigyelései. Nem értem, hogy jön ide a határérték és a következmény viszonya?

Egyetértek avval a megfogalmazással, hogy a gravitáció azért nem kvantumos, mert a tér folytonos, de a Planck-hossz körüli fluktuációt már nem támasztja alá semmilyen megfigyelés, mert olyan erős gravitáció még a feketelyukban sem jön létre, ahol eljutnánk ebbe a tartományba.

Megfigyelhető mértékű gravitációs hullámok keltéséhez kozmikus katasztrófára ( például feketelyukak összeolvadására) van szükség. Az energia megmaradásnak teljesülni kell, de ebben a gravitációs hullámok részesedése csak parányi lehet.

csimbe 2021.06.08. 12:21:19

@38Rocky: „Egyetértek avval a megfogalmazással, hogy a gravitáció azért nem kvantumos, mert a tér folytonos, de a Planck-hossz körüli fluktuációt már nem támasztja alá semmilyen megfigyelés, mert olyan erős gravitáció még a feketelyukban sem jön létre, ahol eljutnánk ebbe a tartományba.”
A Planck-hossz körüli, vagy az alatti fluktuáció létezése, szerintem a gravitáció folytonosságának megszakadását jelentheti. Vagyis a Planck- hossz alatt, már kvantumos a gravitáció, (a téridő,) az elektromágnesség, ami egyben azoknak kvantumos töltéseiket eredményezheti. Az, hogy kvantumfluktuáció van, nem engedi meg végtelen nagy mennyiséget, a szingularitást az anyag-energia számára. Szerintem, ha nem lenne a fluktuáció, minden egy szinguláris pontba zuhanna, vagy szétfolyna nullaértékűre, vagyis megsemmisülne. Mivel a végtelen nagyot és a végtelen kicsit nehéz, (nem lehet) megkülönböztetni egymástól, csak a véges kvantumos értékek fordulhatnak elő az univerzumban. Ezt maga a tapasztalhatóság, no meg a határozatlansági reláció igazolja. A vagy ez, vagy az, értékének egyidejű meghatározhatósága. Ez pedig magára a fluktuációra enged következtetni.

38Rocky 2021.06.08. 14:48:45

@csimbe: A folytonosságról.
Az egész kvantummechanika a folytonos és differenciálható függvényeken alapszik. Ha a tér és idő nem lenne folytonos, akkor valami mást kellene kitalálni a kvantummechanika helyett. A szingularitás forrása pedig nem a folytonosság.
A fénysebességű forgás koncepciója szerint a kvantum eredete a fénysebességű forgás. Ez az elmélet a gravitációt viszont a fénysebességet el nem érő forgásokkal magyarázza, ezért a gravitáció nem lehet kvantumos. Már mintegy 100 éve folyik a küzdelem, hogy kvantumosítsák a gravitációt, egyelőre sikertelenül. Ha mégis sikerülne, az cáfolná a fénysebességű forgás koncepcióját. Minden elmélet kritériuma, hogy cáfolni lehessen. Ezt megtörténne, ha mégis kvantumos lenne a gravitáció. Tehát jelen helyzetben a fénysebességű forgás koncepciója nyerésre áll.

csimbe 2021.06.08. 20:27:57

@38Rocky: Köszönöm a tájékoztatást!
„Az egész kvantummechanika a folytonos és differenciálható függvényeken alapszik.”
„Ha a tér és idő nem lenne folytonos, akkor valami mást kellene kitalálni a kvantummechanika helyett. A szingularitás forrása pedig nem a folytonosság.”
„ott lép fel gravitációs szingularitás, ahol a gravitáció egyenletének matematikai szingularitása van.”
Egy matematikai és egy gravitációs szingularitás között lehet olyan különbség, mint a pontos, és a pontszerű között? Mivel a fénysebességű forgás is csak pontszerű lehet, mivel egy matematikai ponton, a nulla dimenzión a forgást nem lehet értelmezni.(szerintem)
„A fénysebességű forgás koncepciója szerint a kvantum eredete a fénysebességű forgás”
A fénysebességet, mint felsőkorlátot a vákuumra határozták meg. De ez a sebesség, csak a vákuumban lévő anyagra vonatkozik. Az már kísérletileg lett igazolva, hogy az univerzumban vannak, lehetnek-e teljesen anyagtalan területek? Tekintettel arra, hogy a sötét anyagot és sötét energiát nem tudjuk még lokalizálni. Amennyiben a fénysebességű forgás lokalitása, (a foton, vagy elemi részecske) képezi a kvantumot, akkor ezek is csak pontszerűek, vagyis kiterjedtséggel rendelkezők, még ha mérhetetlenül kicsinek tekintjük, akkor is. A szingularitásnak, mint egy matematikai függvénynek egy / matematikai pontjának/, nem feltétlenül kell azonosnak lennie a gravitációs szingularitással, amit fizikainak, vagyis kiterjedtnek kell tekinteni. Ha a fénysebességnél kisebb forgások képezik a tömeget, akkor az elemi részecske gravitációs tömege is egy kvantum, ami már-már a /gravitációs/töltéssel egyenrangú lesz.

2021.06.08. 21:54:47

@38Rocky: ...amint írod: ..."Minden elmélet kritériuma /sic/, hogy cáfolni lehessen". , tehát az elméleteket azok cáfolata teszi elfogadottá, nem azok bizonyítása?... látom, lassan kirajzolódik a fizika jövője...

...Huyghens és Newton, hullám vagy részecske?... te bizonyára tudod, szeretném, ha kifejtenéd bővebben is, hogy mi a hullám és mi a részecske?... miben különböznek egymástól?...

...amint írod? ..."Tehát jelen helyzetben a fénysebességű forgás koncepciója nyerésre áll."...

...gondolom, most viccelsz velünk, hiszen eddig "fénysebességű kettős forgásról" beszéltél, most meg már csak egyszeres?... hát, ez nem valami elegáns... szerintem hagyd a fenébe, amíg azt is ki nem találod, hogy mi szabályozza pontosan fénysebességre ezeket a forgásokat?...

...azt már régebben többször megkérdeztem tőled, hogy mi is az, ami szerinted "fénysebességű kettős forgást" végez és hogy miért?...

...várom megtisztelő és szakszerű válaszod...

rkd1746 2021.06.09. 19:02:00

@38Rocky:

azt írtad:"Bár létezik olyan kozmológiai elképzelés, amely szerint létrejöhetnek a vákuumban részecskepárok" - igen, a gondolatkísérletem erre alapozott, azzal, hogy én sem azt gondolom, hogy a semmiből jönnek létre (akkor gondban lennénk az energiamegmaradás törvényét illetően), másrészről viszont, amennyire tudom, ez az elképzelés nem határozza meg a forrást, amiből létrejönnek, ezért írtam azt, hogy látszólag a semmiből. Amennyire tudom, jelenleg nagyjából biztos tudásunk az elektromágneses kölcsönhatásban részt vevő anyagi részecskékről, valamint az azok közötti kölcsönhatásokról, és azok energiájáról van, ezt szokták az univerzum teljes energiamennyiségének a 4-5% körüli részének venni. A maradék jó 95 %-ról nem sokat tudunk, a "sötét" anyagról azt feltételezzük, hogy van mérhető gravitációs hatása, a "sötét" energiáról meg azt feltételezzük, hogy az felelős a tér gyorsuló tágulásáért. Vagyis nagyjából semmit nem tudunk róluk azt leszámítva, hogy feltételezésünk szerint kölcsönhatásban állnak a tér szövetével, bármi is legyen az. Elvben általunk nem ismert jellemzőkkel bíró energia van bőven a rendszerben.
Nyilván amennyiben a vákumban nem jöhetnek létre a korábbiakban leírtak szerint részecskepárok, az akkora léket ütne a gondolatkísérleten, hogy el is süllyedne.

Őszintén szólva nem tudom, pontosan mi a "tér szövete", töprengek már rajta egy ideje - szigorúan filozófiai alapon :) -, mivel úgy gondolom, hogy alapvető fontosságú összetevője a rendszernek. Ha értenénk a lényegét, valószínűleg jóval előrébb járnánk. Mint írtam, nem vagyok fizikus, én nagyjából a következőket tudom róla:

- van szerkezete (szövete) – tágul, görbül, hullámzik . ergo fizikailag létező entitás, nem elméleti/logikai konstrukció
- elvben mindenütt ott van az Univerzumban
- az egyenletes mozgás nem zavarja, nem fejt ki ellenállást (itt azért van néhány kérdés, pl. az, hogy egyáltalán nem, vagy csak olyan kicsi, aminek jelenleg nem tudjuk mérni a hatását)
- gyorsuló mozgás esetén hullámok keletkeznek a szövetében, ezért egy tömeggel rendelkező test gyorsítása energiabefektetést igényel

és van egy csomó olyan kérdés a fejemben, amiről eddig sehol nem olvastam, és mivel nem vagyok fizikus, jelenleg kiszámolni sem tudom, de szerintem a megválaszolásuk nagyban megkönnyítené a tér természetének megértését, pl ilyenekre gondolok:

- annak idején Eddington azzal bizonyította Einstein általános relativitás-elméletét, hogy egy napfogyatkozásnál megmérte, hogy a nap milyen mértékben hajlítja meg a háttérben lévő csillagok fényének útját, mert a relativitás-elmélet értelmében a teret (téridőt) görbítette meg, ami a napkorona környékén egy adott mértékű elhajlást eredményezett. a kérdés pedig az, hogy amennyiben a nap tömege a napkoronánál mérhetően meggörbítette a teret, akkor vajon a nap tömeg középpontja körül, ahol sok nagyságrenddel erősebb az a vonzást keltő erőhatás, vajon mit csinál a tér szövetével? van erre valamilyen elmélet?

- egy másik nyilvánvaló kérdés: megfelelő inercia-rendszert választva egy bolygórendszer esetében tekinthetjük a napját nyugalomban lévőnek, amennyiben a rendszer tömeg középpontjában van, de a körülötte keringő bolygók definíció szerint a változó irányú mozgásuk miatt állandó gyorsuló mozgást végeznek, ergo gravitációs hullámokat kell kelteniük, még ha azok olyan kicsik is, hogy nem tudjuk mérni. Ettől még energiát veszítenek vele, aminek vagy tükröződnie kellene a pályájukon (ha nem is pár év alatt, de mondjuk pár milliárd év már elég hosszú idő), vagy valahonnan pótolniuk kellene az így vesztett energiát. Erre van jelenleg elfogadott elmélet?

"Nem értem, hogy jön ide a határérték és a következmény viszonya?" - humornak szántam, bár nem sikerült túl jól. :) Általában a fénysebességet tekintjük az abszolút határnak, amit a térben meghaladni nem lehet, viszont ennek a gondolatkísérletnek az esetében a fény sebessége annak a következménye lenne, hogy ilyen sebességgel terjed a hullámként terjedő információ a tér szövetén keresztül... de a matek mindenképp ugyanaz.

rkd1746 2021.06.11. 12:33:39

@rkd1746: Végiggondolva a dolgot, annak a korábbi bejegyzésemben leírt mondatnak, hogy „az egyenletes mozgás nem zavarja, nem fejt ki ellenállást (itt azért van néhány kérdés, pl. az, hogy egyáltalán nem, vagy csak olyan kicsi, aminek jelenleg nem tudjuk mérni a hatását)” nem sok értelme van, úgyhogy korrigálnám az alábbiak szerint.

Mivel tudomásunk szerint nem létezik fix pont az Univerzumban, így az egyenes vonalú egyenletes mozgás sem definiálható.
Más megközelítésben fogalmazhatunk úgy is, hogy minden nyugalmi tömeggel rendelkező testre, legyen az a bárhol a térben, több forrásból származó gravitációs erő kell hogy hasson, melyek forrása az adott testhez képest mozgásban van, így szükségképpen az erőhatás is folyamatosan változik.
Egy harmadik megközelítésben mondhatjuk azt, hogy bármely nyugalmi tömeggel rendelkező testre igaz, hogy állítható fel olyan inerciarendszer, amelyben igaz, hogy az adott test mozgásának sebessége, iránya, vagy mindkettő változik, vagyis definíció szerint gyorsuló mozgást végez.

Tehát ha az alábbi premisszákból indulunk ki:
1. minden nyugalmi tömeggel rendelkező testre hat a gravitáció
2. egy test gyorsulása a sebességének és/vagy a mozgása irányának a megváltozása
3. a nyugalmi tömeggel rendelkező testek gyorsulása gravitációs hullámokat kelt a tér szövetében

akkor a fentiek alapján az következik, hogy minden nyugalmi tömeggel rendelkező test folyamatosan gravitációs hullámokat kelt a tér szövetében, még ha ezek túlnyomó többsége olyan kis mértékű is, hogy azokat nem vagyunk képesek detektálni. Mondjuk ez nekem novum volt. :)

(Megjegyzem, hogy ez egyben azt is jelenti, hogy minden test folyamatosan energiát ad le a tér szövete felé – még ha az nyilván rendkívül csekély mértékű is -, és számomra egyáltalán nem nyilvánvaló, hogy azt honnan pótolja, már ha egyáltalán pótolja)

csimbe 2021.06.12. 10:29:28

@rkd1746: „Mivel tudomásunk szerint nem létezik fix pont az Univerzumban, így az egyenes vonalú egyenletes mozgás sem definiálható.
Más megközelítésben fogalmazhatunk úgy is, hogy minden nyugalmi tömeggel rendelkező testre, legyen az a bárhol a térben, több forrásból származó gravitációs erő kell hogy hasson, melyek forrása az adott testhez képest mozgásban van, így szükségképpen az erőhatás is folyamatosan változik.
Egy harmadik megközelítésben mondhatjuk azt, hogy bármely nyugalmi tömeggel rendelkező testre igaz, hogy állítható fel olyan inerciarendszer, amelyben igaz, hogy az adott test mozgásának sebessége, iránya, vagy mindkettő változik, vagyis definíció szerint gyorsuló mozgást végez.”

Ha figyelembe vesszük azt, hogy az elektromágneses „erő”sokkal nagyobb, mint a gravitációs, akkor az elektromosság tovább perturbálja a testek mozgását. Ami szintén a testek gyorsulását okozza. Azonban ha elfogadjuk egy olyan stabil inerciarendszer létezését, mint például az anyagmentes téridő, akkor minden anyagi ahhoz képest mozog. Ősrobbanás nem volt, a téridő és az anyag elemi részecskéi a priori létezők. Az anyag kölcsönható képessége miatt csomósodik össze és bomlik szét. Valamint ez a képessége van „lekorlátozva”arra a sebességre, amit vákuumbeli c- nek nevezünk. A Lagrange multiplikátorok következménye azok a részecskék közötti tartós kötések, amelyek az időbeli „struktúra megmaradásokat”eredményezik. / everything moves/

rkd1746 2021.06.12. 13:52:27

@csimbe: ezt az "agyagmentes téridő, mint stabil inerciarendszer" koncepciót kicsit kibonthatnád, mert elsőre eléggé az Einstein-féle általános relativitás-elmélet ellentetjének tűnik, márpedig annak egy csomó kísérleti igazolása történt az évek során, cáfolni meg eddig még nem sikerült senkinek. Pl. ha az időt stabilnak tekinted, akkor hogyan magyarázod azt, hogy egymáshoz viszonyítva eltérő sebességgel mozgó fotonforrások esetén is igaz, hogy a kibocsátott fotonok minden inerciarendszerből nézve azonos (fény)sebességgel haladnak. Ezt a problémát Einstein úgy oldotta meg, hogy az időt tette relatívvá, azonban ha stabilnak tekinted az időt, akkor más módok kell áthidalnod.
Vagy van az a kísérlet, amikor összehangoltak két atomórát, aztán az egyiket felküldték x km magasra - arra már nem emlékszem, hogy az űrbe vagy vmi ballonnal a felső légkörbe, de a lényeg szempontjából nincs jelentősége - és egy bizonyos idő után összevetették őket, és kiderült, hogy az egyébként előre jól kalkulálható különbséggel mutatták az időt, mert eltérő gravitációs környezetben mérhetően más sebességgel telt az idő.
Vagy pl. fixnek tekintett tér esetén hogyan magyarázhatók a gravitációs hullámok, illetve mik azok?

Szóval az a kérdés, mit értesz "stabil inerciarendszeren"?

csimbe 2021.06.12. 21:08:55

@rkd1746: Szóval az a kérdés, mit értesz "stabil inerciarendszeren"?”
Mindig jelezni szoktam, hogy csak egy laikus érdeklődő vagyok, egy kibic, akinek semmi sem drága. Szerintem a diszkrét elemekből álló téridőnek és a benne található anyagnak annyi köze van egymáshoz, hogy az anyag a téridőből bukkant elő (emergens), véletlen szimmetriasértés okán. (A téridőnek egy lokális halmazának, fluktuáció lecsillapodása folytán. Ez alatt azt kell érteni, hogy a lokális halmaz kvantumainak egyidejűsége folytán, az a térfogat nagyobb lesz, ami már az anyag elemi részecskéit képezi)
Ami a stabil inercia-rendszert illeti, úgy képzelem, hogy a téridő kvantumai létezésük során mindig azonos időtartamot és térfogatot nyilvánítanak meg. Mivel végtelen sok egzisztál belőlük, a képzett struktúrának is végtelen nagy a kiterjedtsége. Ez a struktúra annyiban dinamikus, amennyiben a felbukkanó és eltűnő kvantumai egy fluktuációt, alaprezgést adnak számára. Ez a rezgés azonban jóval meghaladja az anyag gerjeszthetőségét, annak elérhető rezgésszámát. Ebből adódóan a téridő-struktúrát egy stabil háttérnek tekinthetjük, amely időben vizsgálva sem változik meg egy anyagi részecske, részecskék, sajátidejéhez képest. Az anyag elemi részecskéi magukban hordozzák azt a kölcsönható képességet, amivel csak egymásra hatnak és nem hatnak vissza a téridőre. Az anyag ön-kölcsönható képessége annyiban van korlátozva, hogy annak gyorsasága, (celeritás) véges. Bármilyen anyagsűrűség, energiasűrűség, amely csak az anyag kölcsönhatásából következik, következhet, nem változtathatja meg a téridő struktúráját. Ez jelenti számomra a stabil vonatkoztatási rendszert, az anyag számára.

2021.06.16. 20:31:47

@38Rocky: ...az energia megmarad?... és hol marad meg?... a kályhám reggelre kihűl, a benne eltüzelt fa hamuvá égett, még egyszer nem tudom "eltüzelni", a kályhám infravörös hősugárzása reggelre megszűnik, nem marad meg, , de akkor hová lesz?... felfűti a Napot, ami aztán új fákat nevel?... vagy egyszerűen csak szétsugárzódik és klímaváltozást okoz?...

2021.06.16. 20:43:28

@csimbe: ...saját ötleted nincs?... mindig a másoktól elcsent, eltulajdonított gondolatokkal röpködsz ganajról ganajra?... nem szégyenled magad?...

...na persze, hogy nem, egy csimbe?...

csimbe 2021.06.17. 11:27:17

@szózavar: Már a görögök is tudták, hogy nincs új a Nap alatt. De vannak és lesznek olyanok, akik ezt nem tudják. :) Főleg olyanok, akik szózavarban szenvednek. :(

rkd1746 2021.06.17. 12:44:59

@csimbe: eredetileg Newton is ilyen stabil állandó tér és idő keretben gondolkodott - bár ő nem tekintette a teret vagy időt kvantumosnak - és "emberi léptékek" mellett teljesen jól működik, de pl. a csillagászatban/kozmológiában olyan alapvetőnek tekintett jelenségeket, mint a gravitációs lencsézés, vagy a gravitációs hullámok nem magyaráz. (Vagy pl. a korábban említett atomórás kísérletet, ami azt igazolta, hogy eltérő gravitációs környezetben más sebességgel telik az idő.)
Mondjuk, Einstein előtt a newtoni-modell hívei nyugodtan érvelhettek azzal, hogy millió és millió számítás igazolta, hogy a newtoni fizika működik, de a mostani általánosan elfogadott felfogás szerint az az általános relativitáselmélet egy határesete amire mindkét módszer megfelelő eredményeket hoz.
Szóval jelenleg elég meggyőző érvnek tűnik az, hogy eddig minden számítás és kísérlet igazolta Einstein általános relativitás elméletét, de elméletileg nem zárható ki, hogy az is "csak" egy határesete egy még alapvetőbb és általánosabb természeti törvénynek. De ameddig valaki nem tudja hitelt érdemlően cáfolni, addig nyilván marad...

csimbe 2021.06.17. 15:02:24

@rkd1746: Odáig nem merészkedek, hogy a Relativitás elméleteket birizgáljam. Ami nálam „felmerült”, az a mértékszabadság és mérték invariancia, amiken határesetek vannak kitűzdelve. Eddig passzol, majd ettől passzol állapotok annak „összemérve”. Miért ne lehetne a Planck hossznál és Planck időnél kisebb valami? Azért, mert a folytonossági függvényvonalon nem egy határesetet, hanem szingularitást találunk? Az, ami végtelennek mutatkozik, nem tevődhet össze eddig mérhetetlenül kicsi elemekből? Szerintem nem csinálok mást, mint hogy a metafizikát teszem a nulla helyére. Ami már nem mérhető, az már nem számít az anyaginak számító létezők közé? A diszkrét elemekből álló téridőt, egy stabil alapnak, egy vonatkoztatási rendszerek gondolom, amiből inkább ki lehet indulni, mint a semmiből.

2021.06.17. 20:09:25

@csimbe: ...meg kell adni, vág az eszed , mint a cséphadaró... ez az einstein is szarka volt, mégse ment vele semmire... azóta sem tudjuk, mi a gravitáció?...

..."Eddig passzol, majd ettől passzol állapotok annak "összemérve". - , ahogy azt a fizika nyelvén ilyen szépen és érthetően megfogalmaztad rkd 1746 barátunknak, ezért a "definícióért" , ami nálad felmerült, az elméleti fizika ilyen mérvű és mélységű szabatos átfogalmazása már-már Nobel-díj gyanús primitív halandzsa, olyasmi, mint a "fénysebességű kettős forgások" elmélete a "diszkrét elemekből álló" szerencsétlen téridő sutasága...

...minden mondatodból süt a sutaság, az egyengető gyalugép sivítása...
...de azért köszönöm, minden szövegedből tanulok valamit, pl. hogy miért boldogok a lelki szegények?...

csimbe 2021.06.18. 09:43:13

@szózavar: Nagyon sajnálom a boldogtalanságodat, amiért csupa elégtelenség, frusztráltság uralja a Te lelki életed. Egy „hálózatmentes”magány, gyógyír lehet a számodra.

2021.06.18. 17:15:22

@csimbe: ...na még egyszer. hogy te is megértsd, ne csak az, akinek írtad: ...""Eddig passzol. majd ettől passzol állapotok annak "összemérve" ..." - érted?...ezen a színvonalon mégis mit keresel itt?... ...tér-idő-kvantumgyalugép... hokedli kozmológia... stb.

csimbe 2021.06.19. 23:28:49

@szózavar: A mértékszabadság és mérték invariancia, nem azt jelenti, hogy minden mindennel összemérhető és egymásba konvertálható? Ha a tömeg ekvivalens az energiával, akkor az alma és a körte is egyenrangúvá lesz a gyümölcsnek nevezett kategóriában. A kategóriákat meg határértékek választják el egymástól. Erre utaltam az eddig passzol, majd ettől passzol állapotokkal, vagyis a sorokba rendezhető kategóriák alkalmazására. A sor elején nem a nulla, hanem a lehető legkisebb kategória áll, a sor végén meg a lehető legnagyobb. Ezt szokták végtelennek is titulálni.

2021.06.20. 20:32:10

@csimbe: ...üsse kő, nekem is van egy szép rózsi-színű "kategóriám" a kertben, gondolom, eddig érthető?... de milyen virág/világ is ez a "kategória"?... mit jelent?...
...talán azt, hogy egy valamilyen logikai fogalom, amely egymásnak ellentmondó logikai fogalmakat próbál szisztematikusan a lételmélet, az objektívnek mondott szubjektív valóság , a tér, az idő , az anyag, a lényeg és az okság fogalmain át valamilyen észszerűen nagyszerű, egyetemes fogalommá egyesíteni, vagy csupán annak szimpla kísérlete?...
...egy görög categoria nem lehet nagy és nem lehet kicsi, a categoria egy logikai fogalom, nincsenek méretei, határértékei... mert ha lennének , nem lenne fogalom...
...ha mégis lenne, akkor az már egy másik valami lenne...

...a mértékinvarianciáról annyit, hogy a téridő szubatomi méretekben diszkrét, de ez nem azt jelenti, hogy 3+ 1 dimenziós, hanem azt, hogy nulladimenziós, itt már értelmezhetetlen a definit dimenzió...

...a topologikus tér sajátos megfogalmazásban a pont fogalmát tekinti esélyesnek - a pont az, aminek nincs kiterjedése - ebből az elképzelésből az elméleti fizika újabb irányzata szerint megfogalmazódott a "diszkrét tér" , az "elemi hossz", a "kvantumos tér" soha nem igazolt feltételezése. hipotézise... az idő túlhaladt rajta...

csimbe 2021.06.26. 23:31:14

@szózavar: „...a mértékinvarianciáról annyit, hogy a téridő szubatomi méretekben diszkrét, de ez nem azt jelenti, hogy 3+ 1 dimenziós, hanem azt, hogy nulladimenziós, itt már értelmezhetetlen a definit dimenzió...”
Szerintem, a nulladimenziós matematikai pont, azért értelmezhetetlen végérvényes dimenzióként, mert fizikailag nem létező. Nincs kiterjedtsége. Ennél fogva fizikailag, még diszkrét sem lehet.
A négydimenziós téridő-kvantum azonban, a fizikailag létező legkisebb, végérvényes dimenzióként értelmezett kiterjedtséget, kezdetet és végzetet „viselő”entitás.

„...a topologikus tér sajátos megfogalmazásban a pont fogalmát tekinti esélyesnek - a pont az, aminek nincs kiterjedése - ebből az elképzelésből az elméleti fizika újabb irányzata szerint megfogalmazódott a "diszkrét tér" , az "elemi hossz", a "kvantumos tér" soha nem igazolt feltételezése. hipotézise... az idő túlhaladt rajta...”
Matematikai értelemben, a topológia a folytonossággal foglakozó tudomány. Mivel maga a matematikai pont nem folytonos a gyakorlati fizika értelmében, mert az kiterjedés nélküli. Az elméleti fizika az elemi hosszra, diszkrét térre, éppen a nem igazolhatóság miatt használja a pont, a „hely” kifejezést. A fizikai gyakorlatban egy helynek kiterjedtséggel kell rendelkeznie, amire végső esetben csak a pontszerű kifejezést használhatjuk. Ami feltevés még nincs igazolva, arra sem mondhatjuk, hogy „az idő túlhaladt rajta”, soha nem is lesz igazolva. A jövő zenéje még nem hallható, de a műfaját mi határozzuk meg a valószínűsége alapján.

2021.06.29. 23:32:04

...szerinted?... szerintem meg olvastad valahol, te szarka... éppen itt, ezen az oldalon... minden szöveged lopkodott, összefüggéstelen zagyvalék, anélkül, hogy hivatkoznál a forrásra, ahonnan vetted, erre bizonyíték ez a hozzászólásod is...

...azt írod: ..."A fizikai gyakorlatban egy helynek kiterjedtséggel kell rendelkeznie, amire végső esetben csak a pontszerű kifejezést használhatjuk."... na, hát ebből lehet tudni, hogy képtelen vagy megkülönböztetni Cantor meglátását, amely szerint ha a parametrizáció mikéntje nem meghatározott, akkor a dimenzió parametrikus megfogalmazása lehetetlen...
...éppen ezek miatt az Einstein-féle téridő kontinuum folytonosságát már a koordináták bevezetése előtt ismernünk kellene ahhoz, hogy a "közelség" fogalmát definiálhassuk...
...a kvantumelmélet szerint egy metrikus függvény bizonyos felállásban operátorrá alakulhat át, csak ekkor lhetséges, hogy a topológia egy átlagolási művelet után topológiai spektrumot mutasson...
...következésképpen nincs értelmezhető definit dimenzió...

...tehát egy "hely" rendelkezhet dimenziókkal, ami nem lehet pontszerű...

...

csimbe 2021.06.30. 08:30:47

„...tehát egy "hely" rendelkezhet dimenziókkal, ami nem lehet pontszerű...”
Nekem is az a véleményem, hogy egy hely nem lehet pontszerű, csak annak titulált. Mégpedig annál fogva, hogy nincs rá megmérhetőségi lehetőségünk. A mateknak működnie kell ott is, ahol a fizikának már elfogytak az eszközei. A feltevések akkor is megmaradnak, ha már a kvarkokat is mérlegen mérik.
:)

2021.07.01. 21:11:24

@38Rocky: ...ebből még "sNóbli"-díj lesz, olyan fifti-fifti... érezni lehet, lóg a levegőben... mint a fénysebességű kettősforgású hokedliláb...

rkd1746 2021.07.03. 12:53:55

Mivel mindketten bírjátok a filozófiai jellegű megközelítéseket, segítsetek nekem egy viszonylag egyszerűnek látszó fogalmi probléma megoldásában.
Többször is felmerült az a kérdés, hogy a téridő vajon folytonos vagy diszkrét. Amennyire én tudom, a mainstream fizika jelenleg Einstein álláspontját osztja, mely szerint a téridő folytonos, de léteznek ezzel ellentétes alternatív elméletek.

Namost a dilemmám lényege: azt gondolom, hogy amennyiben valaminek vannak egységei, akkor szükségképpen alapegysége is kell, hogy legyen.
Ez a tér esetében úgy nézne ki, hogy ameddig pl. térbeli távolságokat szeretnénk meghatározni, addig ez nem okoz gondot, hasonlíthatjuk egy ismert távolsághoz (konkrét esetben pl. egy méterrúdhoz :) ), és ahhoz viszonyítva megadható a távolság anélkül, hogy bolygatnánk a tér kvantáltságának kérdését. Simán lehet folytonos.
De más a helyzet akkor, ha magának a térnek a tágulásáról beszélünk. Tágulni csak valamihez képest tud, vagyis feltételezzük, hogy léteznek "egységei", ami azt jelenti, hogy az én logikám szerint alapegysége is kellene, hogy legyen.

Mivel jelenleg elég pontos becslések vannak arra vonatkozóan, milyen ütemben tágul a tér (www.csillagaszat.hu/hirek/pontosan-milyen-utemben-tagul-a-vilagegyetem/: "világegyetem tágulásának mértéke jelenleg 65,3 és 75,6 km/s/Mpc között lehet"), fogalmilag nem igazán tudom összeegyeztetni a folytonos teret és annak a tágulását.
Van erre ötletetek?

2021.07.03. 21:58:21

@38Rocky: ...ez a borbély-paradoxon nagyon tetszett, se füle, se farka szövegelés, logikai bukfenc a négyzeten...
...ugyanis ha azokat a katonákat, akik nem tudják magukat megborotválni, akkor azokat majd a borbély borotválja meg... a szövegben az áll, hogy a borbély tud borotválni, tehát ha saját magát borotválja meg, az sérti a parancsot -szerinted... szerintem meg nem, hiszen az nincs a szövegedben, hogy a borbély "önmagát " is meg tudja borotválni, ez logikai csúsztatás, mert az az állítás, hogy másokat meg tud borotválni nem ekvivalens azzal a feltételezéssel, hogy magát is meg tudná borotválni...
...tehát az a premissza, amely szerint a borbély tud borotválni általában, nem egyezik azzal a feltételezett ál-premisszával, hogy magát is képes megborotválni, ezért hamis a konklúzió...

csimbe 2021.07.03. 22:40:03

@rkd1746: „Namost a dilemmám lényege: azt gondolom, hogy amennyiben valaminek vannak egységei, akkor szükségképpen alapegysége is kell, hogy legyen.
Ez a tér esetében úgy nézne ki, hogy ameddig pl. térbeli távolságokat szeretnénk meghatározni, addig ez nem okoz gondot, hasonlíthatjuk egy ismert távolsághoz (konkrét esetben pl. egy méterrúdhoz :) ), és ahhoz viszonyítva megadható a távolság anélkül, hogy bolygatnánk a tér kvantáltságának kérdését. Simán lehet folytonos.
De más a helyzet akkor, ha magának a térnek a tágulásáról beszélünk. Tágulni csak valamihez képest tud, vagyis feltételezzük, hogy léteznek "egységei", ami azt jelenti, hogy az én logikám szerint alapegysége is kellene, hogy legyen.”,
Egy laikus filozófiai megközelítése: Szerintem a tér és az idő, két egymástól elválaszthatatlan fogalom, ezért a négydimenziós téridő az, aminek lehet alapegysége, kvantuma. Ez viszont csak az időtartamra és a maximum tér-fogatra vonatkozik, nem pedig egy adott, vagy kiválasztott távolságra. Az X, Y Z, koordináták hossza folytonosan változó. Mivel a téridő-kvantuma egy felbukkanó entitás, amely nem egyszeri és megismételhetetlen, ahogyan azt az univerzumunkra értjük, megszámolhatatlanul végtelen sok bukkanhat fel belőle. Ráadásul nem egy időben, vagyis nem azonos sajátidőben léteznek a kvantumok. Ez magyarázatul szolgálhat a „tértágulásra”, ami egy dinamikusan változó struktúrát, diszkrét elemekből fel és leépülő, fluktuáló közeget alkot. Ez a folytonosnak látszó közeg fogadja magába az anyagi létformákat, annak korpusz és hullám jellegével egyetembe. A gondot számunkra az jelenti, hogy csak az anyaginak számító legkisebb távolságot, a Planck hosszt ismerjük. A négydimenziós téridő-kvantum ennél csak kisebb lehet, hogy a „tér”folytonosságának látszata megmaradjon a számunkra. :)

2021.07.04. 22:42:59

...hát... sok ütődöttel találkoztam már... az egyik feltalálta a rádiót és egy szódásüvegből el is készítette... na persze a "rádiója" nem szólt, de ő elképzelte magának , rendkívül büszke volt rá és mindenkinek adott valami ötletes jó tanácsot... mindenhez értett, térkvantumokból, az anyaginak számító legkisebb távolságból szőtt sapkát hordott a fején a saját idejében az iker univerzumban, közvetlenül a Lipót-mező melletti fekete "lukban", ahol a sötét energiák megszületnek...
...de azért gratulálok és egyetértek a "tértágulás" négydimenziós alapegységével... mi mást tehetne az ember?...
...káprázatos!!!...
...mint a pontok fénysebességű kettős forgásai!...

csimbe 2021.07.05. 11:36:40

@szózavar: ...hát... sok ütődöttel találkoztam már...
Bizonyára az ütődöttek klubjában vannak a találkozóid, ahol még tagdíjat is szednek. :))

rkd1746 2021.07.06. 18:47:35

@38Rocky: Olvastam mostanában ezt-azt az Einstein által "kísérteties távolhatásnak" nevezett kvantum-összefonódásról, és a leírások alapján van egy mozzanat, ami nem egyértelmű, de elég lényeges lenne a megértéshez. Abban kérek egy kis segítséget, hogy a mainstream fizika jelenleg hogyan értelmezi ezt?

A leírások szerint a kvantum-összefonódás esetében, amennyiben az összefonódásban részt vevő részecskék egyikén mérést végzek el, abban az esetben az a másikra is azonnali hatással van, legyen az bárhol is az Univerzumban. Vagy korrelál, vagy antikorrelál.
Ha a valószínűségi hullámfüggvényes leírást vesszük alapul, akkor ez valahogy úgy néz ki, hogy adott elemi részecske valamelyik tulajdonságát megmérem. Ezzel a valószínűségi hullámfüggvénye - amely egyébként elvben kiterjedt a teljes Univerzumra mert egy nullához közeli, de nem nulla értéket mindenütt felvett korábban – összeomlik. Megkapom a mérés eredményét, és elvben a vele összefonódott részecske is felveszi a mérés után várt értéket.

Eddig szoktak szólni a leírások. Ami viszont nincs bennük, de elég fontos lenne tudni, hogy az összefonódott részecske hullámfüggvénye is összeomlik-e az eredeti méréssel? Logikusan össze kéne omlania, mert különben nem tudnánk ellenőrizni, hogy ténylegesen fennáll-e a kapcsolat közöttük.
Tehát első ránézésre – bár ezt így sehol nem írták le – úgy nézne ki a folyamat, hogy mindkét részecskének van egy-egy valószínűségi hullámfüggvénye, amelyek összefonódtak, és nem mellesleg mindkettő kiterjed az egész Univerzumra. Mérést végzek az egyiken, az a méréssel együtt összeomlik. Mivel össze vannak fonódva a másik részecske hullámfüggvényével, összeomlik az is, méghozzá az összefonódás miatt olyan módon, hogy a mérés vonatkozásában az előre várt értéket veszi fel. Ez így nem sérti sem a speciális relativitáselméletet sem más ismert természeti törvényt.

Így működik? Az eredeti részecskén végzett mérés automatikusan „összeomlasztja” az összefonódott részecske hullámfüggvényét is? Ha nem, akkor hogyan mérik?

38Rocky 2021.07.08. 06:46:07

@rkd1746: A kvantum összefonódás teóriája az EPR paradoxon felvetéséhez kapcsolódik: lehetséges-e rejtett paraméterrel kiegészíteni a kvantummechanikát. Bell válasza szerint nem, aki kimutatta, hogy az elmélet szerint a részecskék polarizációja csak korlátozottan determinált. Ezt cáfolni látszik Aspect mérése, melyben egyértelmű korrelációt talált két egyszerre kibocsátott foton polarizációs viszonyában. Az ellentmondást igyekezett feloldani az a feltevés, hogy a két foton összefonódott állapotban van, és az egyik polarizációjának mérése magával rántja a másik polarizációját is. Erre a kvantum összefonódásra épül a teleportálás hipotézise is. Magam nem osztom ezt a felfogást, mert a Bell egyenlőtlenség csak az abszolút fázisra vonatkozik. Amikor egy reakcióban foton pár képződik ellentétes a polarizáció, és ez később is fennmarad. Azt ugyan nem tudhatjuk előre, hogy mekkora a fázis, de a kettő egymáshoz képesti polarizációja korrelálni fog.

2021.07.08. 22:41:46

@csimbe: ...tényleg abszolút fafülű vagy , "laikus érdeklődő", ahogy állítod egyre sűrűbben magadról, pedig csak egy pofátlan csimbe vagy, nem hagyod békén a gondolkodó embereket, pedig csak kibic vagy, neked nem osztottak lapot... röpködsz össze-vissza, beleköpsz mindenki levesébe, egyszer ez a véleményed, másszor az, éppen mikor kitől loptál el egy gondolatot, magyarázatot, amit aztán változatlanul, mint a magadét írod vissza az aktuális vitapartnrnek... a csimbe egy gusztustalan kis jószág, nincs önkritikája, mert esze sincs, de képzeli, csak vissza kell nézni a "kommentjeit"... dilettáns kaméleon... ez persze nem baj, de akkor inkább kérdezzen...

...szerinted hány dimenziós a geometriai sík?... és hány dimenziós a tér?... milyen és hány paraméter alapján írható le a "négydimenziós térkvantum" alapállapotban?... hogyan következik ezekből a Minkowsk-i és Riemann- féle négydimenziós tereken át a fibrált terek M3+1 x S/N/ és a szupertér, az SR3 + 1+N ? ... a pontszerű tér ebben a koncepcióban maximum N= 11 lehet?... esetleg csak N = 7 ?...
...szerinted mikor teljesül a geometria összefonódása a fizikai térrel?... mi különbözteti meg a térkvantumok sajátosságait az elektromágneses mezők sajátosságaitól?... az elektromágneses sugárzások is kvantumosak?... miért nem sikerült Einsteinnek sem a "nagy egyesítés" ?...

2021.07.08. 23:09:30

@38Rocky: ...összefonódott állapot?... mi fonódott össze mivel?... és hogyan?... Bell szerint a részecskék polarizációja csak "korlátozottan " determinált, ez itt most vicc?... hol tapasztaltál részleges determinációt eddigi munkáid során és mire mentél vele?...
...ha leírnád érthetően, hogy miképpen és milyen eszközzel mérte ki Aspect a fotonok polarizációját és hogy mit ért a korreláció alatt a két foton polarizációs viszonya kapcsán, akkor talán tovább is léphetnénk...
...definiálnád, hogy mi a "foton" ?... honnan lesznek pólusai?...
...aztán megyünk tovább...

csimbe 2021.07.09. 10:30:03

@szózavar: Ha ennyire zavar téged a szakmaiatlanság, a fantáziatúltengés, a hiányos ismeretekkel való kibicelés, akkor ne egy blog, vagy fórum résztvevőit vegzáld miatta, hanem állj fel egyetemi katedrára. Onnan oszthatod a tudásodat, amiért még fizetést is kapsz! (böszme)

2021.07.10. 23:44:31

...kedves /böszme/ csimbe/ barátom, most, hogy már tudom a vezetékneved is, érthetővé vált számomra, hogy szerinted és roki szerint is miből vannak a térkvantumok meg hogy miből van a tér?... mondjuk a Moszkva-tér...
...azt azonban máig sem értem, hogy ha a mágneses mezőt behelyettesíted mondjuk Lipót-mezőre, aztán azt bezárják, akkor mégis miről szólnak a Maxwell-egyenletek?... mondjuk a divB = 0... ? ...ne lepődj meg, nem először kérdezem hozzáértő tudós barátaimtól...

...a csimbék szerinted hasznos rovarok vagy károkozó kórokozók és permetezni kéne már?...
...sok a marha a telepen... vigyázni kell...

2021.07.13. 21:59:10

@38Rocky: ...szevasz Rocky, : ...a mezőt definiáló Coulomb-erőnek csak két különböző érték között van értelme... de miért jelennek meg a számításokban a végtelen nagy értékek?... hiszen ezeket semmi sem indokolja... de akkor mégis miért jelennek meg?...
...megmondom : ... a térfogategységre jellemző tölésmennyiség sűrűsége , amely körülveszi a létrehozott mágneses mezőt...de mi hozza létre a gyorsulást?... amely képes létrehozni az elektromágneses sugárzást?... és ez a gyorsulás meddig tart szerinted?... c fölé nem gyorsulhat, ez a gyorsulás vége, és ha nincs gyorsulás, nincs tovább elektromágneses sugárzás... így gondolod?...

2021.07.24. 19:10:31

@rkd1746: ...tudnál egy vagy több definíciót adni arról, hogy szerinted mi is az a "tér", ami a meanstream fizika szerint x km/sec/ megaparsec sebességgel tágul?...
...ha lehet, ezt felejtsd el, a "TÉR" van, de nem tágul nincs alapegysége, mint ahogy az időnek sincs, azt csupán az órakészítők állítják... ügyes kis tik-tak szerkezeteikkel...
...a teret nem alapegységek határozzák meg és nem távolságok, amint írod, hanem a relatív távolságok hozzárendelt időintervallumai, amelyek nem független fizikai létezők, hanem a kvantummechanikai valószínűség hullámok által keltett relatív időintervallumok tér- és időbeli vetületei, mintegy afféle képzet -valóság, mint pl. a kétrés kísérletekben a korpuszkula hullámtermészete...
...ebben a világban már nem lehetséges abszolút mérés, mert nincs mivel és mit mérni...
...ha mégis, akkor egyúttal a rolót is lehúzzuk és műszereinket kidobálhatjuk a veszélyes hulladékok közé... ott legalább hasznosulnak valamilyen formában...
...vagy nem...

rkd1746 2021.07.25. 14:45:56

@szózavar: Nem tagadom, hogy jelenleg ez az egyik olyan dolog – mármint annak definiálása, mi is a tér -, amire próbálok valamilyen számomra értelmezhető definíciót alkotni. Mint írtam én nem vagyok fizikus, szóval ha ötleteim vagy kérdéseim vannak, azokra próbálok releváns visszacsatolást kapni. Nekem az is jó, ha vki észérvek alapján cáfolja a teóriám, mert az alapján tovább tudok lépni… :)

Ami a tér tágulását illeti, egész pontosan a jelenlegi kozmológiai elméletek többsége épít rá, itt van egy link, hogy honnan vettem: www.csillagaszat.hu/hirek/pontosan-milyen-utemben-tagul-a-vilagegyetem/

Dolgozom a saját definíciómon, bár gyors áttörést nem ígérhetek. :) Viszont addig is segíthetnél abban, hogy amennyiben elvetjük a tér tágulásának ötletét, akkor hogyan magyarázható pl. az a jelenség, amikor a világegyetem általunk belátható két „átellenes” részén található galaxisok olyan sebességgel távolodnak tőlünk, ami közelíti a fénysebességet, az egymáshoz viszonyított relatív sebességük pedig meg is haladná azt, és elég magabiztosan állítják a kozmológusok, hogy a jelenlegi feltételezett tágulási ütemet állandónak tekintve biztosan állítható, hogy egy foton sosem juthatna el egyiktől a másikig.... Ezt a tér tágulásával fel lehetett oldani, hiszen Einstein a térben elérhető sebesség maximumára adott meg korlátot (amit eddig senkinek nem sikerült cáfolnia), de ha nem ezt az utat választod, akkor más magyarázat kell.

Ha csak relatív távolságokat adhatunk meg a térben, az egészen addig tud működni a távolságok, relatív sebességek, stb tekintetében, ameddig van egy megegyezés szerinti alap mérték, amihez viszonyítunk. De nem működik akkor, ha a tér általunk feltételezett tulajdonságait próbáljuk értelmezni. Azért hoztam példaként a tér tágulását, mert szemléletes példa, és viszonylagos közmegegyezés van a tágulás meglétét illetően. De pl. ugyanez a helyzet a gravitációs hullámokkal is. Ha nincsenek a térnek egységei, akkor hogyan képes hullámozni? Egész pontosan mi hullámzik? Az én problémám az, hogy jelenleg ezt fogalmilag nem tudom kezelni. Fel lehetne oldani úgy a dolgot, hogy a gravitációs hullámok valójában nem is a tér szövetének hullámzása, hanem valami másé, de akkor meg kéne adni azt, hogy mi az, ami hullámzik, és persze át kéne írni az általános relativitáselméletet is kissé…
Megjegyzem, pusztán az érdekesség kedvéért, hogy a tér, az idő és a fénysebesség (ami egyben a térben terjedő hullámok sebességének a maximuma) adja azt a keretrendszert, amelyben jelenleg értelmezzük a makrovilágot, és ebből a fénysebesség az egyetlen, amit mindenki állandónak tekint. Ha a fénysebességet most behelyettesíted a „térben terjedő hullámok sebességének maximumára”, akkor már rögtön csak a tér meg az idő marad az ismeretlen az egyenletben… :)
Namost, az időt definiálhatod úgy, mint az adott rendszert leíró információ megváltozása. Minden rendszernek saját ideje van, ahogy a rendszerek egymásba kapcsolódnak, úgy kapcsolódnak össze az idejeik is. Leegyszerűsítve: ha változik egy rendszert leíró információ, akkor telik az idő, ha nem változik, akkor nem telik. (Itt most információ alatt nem csak az általunk érzékelhető információt értjük, hanem a rendszert leíró minden információt, le egészen a Plank-hosszig, vagy az alá, ha van ott vmi… :) ). Az információ terjedésének a maximális sebessége a térben pedig történetesen pont a fénysebesség, vagyis a térben terjedő hullám maximális sebessége. :)
Ebben az értelmezési keretben két ismeretlen elem maradna, a „tér” és az „energia”. És az igazat megvallva egyáltalán nem vagyok róla meggyőződve, hogy nincsenek alapegységeik. Vagy, hogy pontos legyek, ha nincsenek alapegységeik, akkor van még olyan összetevője a rendszernek, amit én nem látok…

Ha már felhoztad a kvantummechanikát és a valószínűségi hullámfüggvényt...
A minap olvastam, hogy tulajdonképpen Schrödinger egyenletéből nem következik, hogy amikor a részecske kölcsönhatásba lép (pl. detektáljuk), akkor a hullámfüggvénye összeomlik. A leírás szerint az egy későbbi értelmezés/hozzátoldás volt.
Elvben egy függvény az én tudomásom szerint simán felvehet 0 értéket, vagyis eszerint simán felállítható egy olyan értelmezési keretrendszer amiben a részecske hullámfüggvénye állandó, nem omlik össze minden esetben, egyszerűen csak az történik, hogy ha meghatározod a pozícióját, akkor abban a pillanatban az adott ponton a megtalálási valószínűsége 1 lesz, mindenütt másutt pedig 0 értékű. Van olyan tény, ami ezt az értelmezést cáfolja?

2021.07.26. 00:18:27

@rkd1746: A definíciókra azért van szükség, hogy általuk rögzíteni tudjuk, pontosan mit értünk egy adott szó vagy kifejezés alatt, amelyre aztán hivatkozhatunk fejtegetéseink során.
Tehát ha valamilyen "tér" -ről beszélünk, meg kell határoznunk, hogy miféle "tér" -re gondolunk. A csillagászat ismeri a bolygóközi teret, a csillagközi teret, a kozmológia pedig a galaxisok közötti térről beszél, a fizikából ismerősek az elektromos tér, a mágneses tér , gravitációs tér /ezek erőterek/, potenciáltér, stb. kifejezések.

A "világtér" azonban valami más, talán Newton abszolút terével kezdjünk: mi az az abszolút tér? A korabeli megfontolások szerint az a "hely", amelyben megfigyeléseink szerint a csillagászati objektumok, galaxisok, galaxishalmazok, csillagok, ködök, bolygók, bolygórendszerek keletkeznek, léteznek és megsemmisülnek.

Na de mi maga a TÉR? Létező valami vagy csak egy lehetőség a létezésre? Anyagi valami ez a TÉR, vagy csupán matematikai-geometriai fogalom, afféle számolási segédeszköz, egy irdatlan mélységű üresség, amelyben aztán valamilyen oknál fogva valahonnan létrejön az ANYAG, vagy maga is keletkezik, létezik, aztán elmúlik? Van határa vagy pedig végtelen?
Ha valamilyen anyagból van, akkor az miféle anyag? Hogyan és mikor keletkezett? Vannak építőkövei, kvantumai? És ha vannak, mifélék?

Ez a TÉR képes "tágulni", felfújódni? /Guth - Steinhardt - féle modell/ Nem lehet, hogy amit a csillagászok tágulásként értelmeznek, az nem a TÉR buborékjának növekedése , hanem csupán a galaxisok egymástól való távolságának a növekedése?
Honnan ez a "távolság növekedés" ? Mitől van az, hogy a távolsággal arányosan a távolodási sebességük is megnő? Milyen erő/k/ hatására?
Van olyan távolság a világegyetemben, ahol ez a távolodási sebesség eléri, netán meghaladja a c fénysebességet? Mihez képest? A földi megfigyelőhöz képest? Esetleg a "térkvantum" -okhoz képest?

Az elektromos és a mágneses térben mi hullámzik? Maga a "tér" , amelyben az elektromágneses sugárzás vákuumban is terjed, vagy az elektromos és mágneses tér valamiféle "anyaga" ?

Ha a tér tágulna, növekednének a "térkvantumok" vagy a számuk nőne meg?

üdv.

rkd1746 2021.07.26. 13:53:30

@szózavar: kérdezni általában én szoktam, mert egyfajta visszacsatolásként működik, mivel nem vagyok fizikus, és időről időre célszerű ütköztetni a gondolatkísérleteket a fizikai tézisekkel. Viszont mivel ezek jó kérdések és érdekel a téma, leírom ez idő szerint mit gondolok róla, aztán hátha kerekedik belőle valami hasznos. :)

Azt gondolom, hogy a „fizikai” és a „kozmológia” tér ugyanaz a dolog, és lényegét tekintve mi most erről beszélünk. (Attól, hogy az általános relativitáselméletet és a kvantummechanikát jelenleg nem tudjuk megfelelően összeegyeztetni, és ennek valószínűleg az az egyik fő oka, hogy másképpen kezelik a teret most tekintsünk el, ettől még a „tér” ugyanaz.)

A Newtoni abszolút tér szerintem tekinthető elméleti/logikai konstrukciónak, ami pusztán az értelmezésünket elősegítő logikai eszköz. Amennyire én tudom, Newton sem írta pontosan körül, hogy mit is ért alatta.

Einstein viszont az általános relativitáselmélettel fizikai tulajdonságokkal ruházta fel a teret, amikor azt mondta, hogy a térnek „szövete” van (bármit is jelentsen ez pontosan), ami összenyomható, kinyújtható, hullámzik és nem utolsósorban fizikai kölcsönhatásban vesz részt pl. a tömeggel rendelkező testekkel. És persze a tér egy további ismert tulajdonsága, hogy tudjuk róla, hogy az információ terjedésének a sebessége a térben nem haladhatja meg a fénysebességet.

Mivel ez idő szerint és a jelenlegi méréseink pontossága mellett eddig minden kísérlet, ellenőrzés azt igazolta, hogy a makroszkópikus világot tekintve Einstein elmélete pontosan írja le a minket körülvevő fizikai valóságot, így ha a „tér” természetét vizsgáljuk, kiindulási alapnak szerintem logikus ebből indulni. Tehát amennyiben létezik fizikai valóság – és nem egy ősöreg kínai filozófus agyában létezik csupán a világunk, amely esetben szükségképpen mi magunk vagyunk az öreg kínai filozófus, továbbá nem is egy szuperintelligens faj negyvenkettedik generációs kvantumszámítógépén lefuttatott szimuláció részesei vagyunk, ami mellett egyébként egészen jó érvek szólnak :) - akkor azt mondanám, hogy a „tér” az Univerzumunk egyik alapvető összetevője, amely egyben fizikai entitás. (Lehetne még továbbá egy számunkra teljesen ismeretlen összetevő/entitás bizonyos általunk is észlelt tulajdonságainak gyűjtőfogalma, de ez inkább csak elméleti lehetőség, és mivel konkrét érv nem szól mellette, javaslom ne bonyolítsuk túl.)

Bár ezt így nem szokták sehol leírni, de mivel én nem vagyok fizikus és megengedhetem magamnak, hogy merészebb gondolatkísérleteket is megfogalmazzak, megkockáztatom, hogy a fentiekben leírtakból további két érdekes tulajdonsága is következik a térnek. Mivel Einstein óta tudjuk, hogy a tömeg lényegében energia – annak egy koncentrált formája – így logikusnak tűnik, hogy a tér szövete és az energia között is legyen valamilyen kölcsönhatás – bár azt megint csak definiálni kellene, hogy pontosan mi is az energia, de úgy tűnik, arról legalább tudjuk, hogy vannak kvantumjai :) -, továbbá, mivel a tér szövetében igazoltan terjednek hullámok, így elvben alkalmas információ továbbítására.
Ezzel összefüggésben korábban már felvetettem, hogy szerintem a tér szövete lehetne olyan közeg, amiben az elektromágneses hullámok (fotonok) terjednek. Alapesetben a hullámokat mindig közvetítő közeghez kötjük, egy kivétel van, az elektromágneses hullám, amit annó megpróbáltak az ún. éterhez kötni, de mivel ez nem sikerült, így az lett a közmegegyezés, hogy vákumban terjed és nincs közvetítő közege. Azóta Einstein újradefiniálta a teret, kiderült, hogy felfogható önálló entitásként, a szövetén keresztül hullámok terjednek, és nem mellesleg a terjedési sebességük maximuma pont egybeesik a fénysebességgel. Amennyire tudjuk, az univerzumban mindenütt jelen van. A gravitációs lencsézésből tudjuk, hogy amennyiben valamilyen nagy tömegű test meggörbíti a teret, akkor a térben haladó foton útvonala is leköveti a térgörbületet. Nagyjából ideális jelölt közvetítő közegnek és én nem ismerek olyan tényt, ami kizárná.

És bár a fentiekhez közvetlenül nem kapcsolódik, de a múltkor kénytelen voltam ráébredni, hogy minden nyugalmi tömeggel rendelkező test az elektronoktól a fekete lyukakig folyamatosan gravitációs hullámokat bocsát ki, amiket értelemszerűen a tér szövete közvetít, még ha ezek túlnyomó többsége számunkra nem is észlelhető.

Nagyjából ennyit gondolok most a térről. Azt nem tudom, vannak-e kvantumjai, de nem ismerek olyan tényt sem, ami ezt kizárná.
Ha tér tágulása igazolást nyer, és a mértéke a becsült 65,3 és 75,6 km/s/Mpc között van, akkor egyszerű matek kiszámolni, hogy mekkora távolság esetén haladja meg a sum. tágulás a 300 000 km/s-ot. ((www.csillagaszat.hu/hirek/pontosan-milyen-utemben-tagul-a-vilagegyetem/: "világegyetem tágulásának mértéke jelenleg 65,3 és 75,6 km/s/Mpc között lehet"))

2021.07.26. 15:58:59

@rkd1746: ...mindenki kérdez, még a fizikus, matematikus, filozófus is, jól, vagy rosszul, de kérdez, mivel nem ismerjük a "lét" , a létezésünk minden részletét... a fizika, filozófia ezekre a kérdésekre adott válaszok története...
...ha nem tudom, hogy mi a tér, kérdéseket sem tudok megfogalmazni róla... ugyanez a helyzet az idővel is, hiszen ha sejtjük is , de képtelenek vagyunk megfogalmazni azt, hogy mi is az "idő" önmagában és nem hatásaiban?...
...Einstein "téridő kontinuum" -a fikció, egy feltételezés, hiszen ha létezik secundum, akkor nem létezhet kontinuitás a téridőben, mint ahogy akkor sem, ha maga a "tér" is kvantumos...
...mit nyerünk azzal, hogy feltételezzük a tér kvantáltságát?... mit magyarázhatunk meg általa, amit nélküle nem?...
...már többször hivatkoztál a tér tágulásának mértékére, amit a mai adatok alapján cca. 65 - 75 km/s/Mpc körüli értéknek becsülnek, ez egy számolva becsült érték, rendkívül pontatlan és az elmúlt ötven évben többször változott, de nem is ez a lényeg, hanem az, hogy ha igaz, hogy minél távolabb van tőlünk egy galaxis/halmaz/, annál nagyobb sebességgel távolodik tőlünk, ami persze csak látszat, de ezen az alapon azonnal felmerül az a probléma, hogy ezek szerint kell lenni egy olyan távolságnak, amelyhez már fénysebesség tartozik, márpedig anyagi test nem gyorsulhat fénysebességre Einstein szerint...
...következésképpen a távolodási sebességeknek egy határon túl nem vöröseltolódást, hanem rendszeres, sorozatos kékeltolódást kellene mérnünk, aztán ha megérnénk, semmilyent se, mert a tágulás nem gyorsulás mellett folytatódna egy ideig... ilyen mérések vannak, de nem a fent említett rendszerességgel történtek...
...a vöröseltolódás mérések egy szimmetrikus gömb alakú világegyetemre engednek következtetni, ezt azonban nem fogadhatjuk el több okból sem... /itt most zárójelben megjegyezném, hogy sokat foglalkoztam kozmológiai modellek tanulmányozásával, újak kigondolásával/ ...
....egyet itt most megemlítenék: ...a mért vöröseltolódás- értékek szimmetriája arra utal, hogy a vöröseltolódást a színképekben nem a távolodási sebesség növekedése okozza, hanem valami más fizikai hatás...
...külön érdekessége az általános relativitáselméletnek, hogy megállapításai csak és csak akkor érvényesek, ha a vöröseltolódásokat gyorsulások okozzák és ha a súlyos tömeg azonos a tehetetlen tömeggel /ekvivalencia-elv/, ezek nélkül science fiction...
...márpedig a vöröseltolódás mérésekkel baj van , a súlyos tömeg pedig nem azonos a tehetetlen tömeggel...
...a tér tágulásáról annyit, hogy ha nem volt Big Bang, akkor milyen erő gyorsítja a távolodó galaxisokat, ha volt, akkor meg mi robbant fel és miért, mikor és "hová", ha egyszer akkor még nem volt "TÉR" ?...
...hova távolodnak a világegyetem legkülső, legtávolabbi /mihez képest?/ objektumai, ha ott nincs tér?... a "tértelenség"-be?...
...nem a tér tágul, hanem a galaxisok távolodnak tőlünk és egymástól, nő a közöttük lévő távolság és "idő" mértéke, ez a téridő tágulása...

rkd1746 2021.07.28. 14:07:38

@szózavar:

1. rész.

Itt alapvetően értelmezési keretekről is beszélünk. Ha megvan megfelelő értelmezési keret, akkor abban megadható a helyes válasz, annak hiányában nem. Mivel én nem vagyok sem fizikus, sem matematikus, és a gimnázium óta nem tanultam szervezett keretek között egyiket sem, kénytelen vagyok nagy mértékben támaszkodni azokra az elméletekre, amelyek már elfogadottak, és elég közérthető információ lelhető fel róluk ahhoz, hogy egy gondolkodásra alkalmas keretrendszerbe szervezzem őket. Az ősrobbanás elmélete, vagy Einstein relativitáselméletei ilyenek. Nem feltétlen és mindenáron ragaszkodom hozzájuk, de elég logikus ezekkel kezdeni. És mivel Einstein elméletei elég sok alkalommal kísérleti igazolást nyertek, ezért azt feltételezhetjük, hogy ha van is valamilyen általános, azok felett álló leírása a természeti törvényeknek, az Einstein-által leírt törvények akkor is annak az alapvetőbb törvénynek egy széles értelmezési tartományban érvényes határesetei.
Szóval a lényeg az, hogy én szükségképpen hozott anyagból dolgozom. Az ember legyen tisztában a korlátaival… :)

Azzal kapcsolatban, hogy "...mit nyerünk azzal, hogy feltételezzük a tér kvantáltságát?... mit magyarázhatunk meg általa, amit nélküle nem?…" viszonylag egyszerű az én válaszom.

Vegyünk egy egyszerű példát, a gravitációs lencsézést, aminek az esetében amennyire én tudom, nagyjából közmegegyezés van. A csillagászok napi rutinként alkalmazzák.
Azon alapul, hogy egy nagyobb tömeg meggörbíti a teret, ami a távolabbi fénylő objektumok fényének elhajlását okozza.
A kérdés egyszerű: folytonos közeget feltételezve hogyan definiáljuk a görbületet? Mi görbül? Egy matematikai definíció esetén feltehetően a térben elhelyezkedő pontokkal, illetve azok pozíciójával megoldható lenne a leírása, de mint tudjuk a pont 0 dimenziós , kiterjedés nélküli, elméleti/logikai fogalom. Ahhoz, hogy egy ténylegesen, a térben fizikailag is létező görbületet le tudjak írni, nekem jelenleg szükségem van olyan egységekre, amelyek pozíciót tudnak felvenni a térben, és ha elengedjük a pontot, mivel az egy elméleti fogalom, akkor ténylegesen létező fizikai entitásként - amit felhasználhatok egy definícióhoz - mi marad?
Tehát ha elfogadjuk Einstein azon meglátását, hogy a tér fizikai tulajdonságokkal bír, akkor fizikailag leírhatónak kell lennie, és pl. egy görbületet egyértelműen definiálni kell tudnunk.

Szóval azt nyerném vele, hogy érteném. Jelenleg az ezzel a fő problémám, hogy amennyiben fizikai entitásként tekintek a térre, ahogy azt Einstein tette, akkor nem tudok olyan számomra értelmezhető rendszert felállítani, amiben nincsenek egységei. (Őszintén szólva egyáltalán nem értem, hogy már amikor felállította az elméletet, miért nem kvantálta. Lehet, hogy ez egy fizikus számára egyértelmű, de én biztosan nem értem.)
Ha pusztán egy logikai keretrendszerként definiálom a teret, akkor ez nyilván nem gond, de akkor meg semmi köze nem lesz a térnek a gravitációs lencsézéshez. És akkor teljesen új magyarázat kéne a jelenség leírására.
Persze ha tudsz olyan definíciót adni, ami megoldja a problémát, akkor jelenleg nincs sok értelme felvetni a tér kvantáltságát.

rkd1746 2021.07.28. 14:08:08

2. rész

Amennyire én tudom, a húrelmélet kiterjesztéseként létrehozott M elmélet például kínál alternatív magyarázatot a nagy Bummra, vannak a ciklikusságra építő elméletek is, ha foglalkoztál ezzel korábban, felteszem ismered mindet. Ezeknél nincs „beépítve” az elméletbe, hogy a „tér” magában a „robbanásban” keletkezik, létezhetett korábban is.

A tér tágulása azért praktikus elmélet, mert így nem kell külön erőt feltételezni a távolodó galaxisok gyorsításához, azt megoldja maga a tér. :) Elméleteket éppenséggel tudok gyártani, csak mivel nem tudom sem igazolni, sem cáfonli őket, így nem sok értelmük van. Pl. lehetne csinálni egy olyan elméletet, hogy a M elmélet alapján indulva két brán érintkezésekor hatalmas mennyiségű energia átadása történt meg, amely esetben az energiasűrűsége sok nagyságrenddel meghaladta a környezetét, azért robbanásszerű tágulásba kezdett. Ahogy tágult és kezdett lehűlni sorra lecsatolódtak az ismert elemi részecskék, ahogy az ősrobbanás elmélet is leírja, kialakultak az ismert kozmológiai képződmények, galaxisok, galaxishalmazok. Eleinte a gravitáció jelentősen csökkentette a tágulás mértékét, de mivel a távolság növekedésével rohamosan csökken a hatása, így az energiasűrűség-különbségből származó erőhatás vált uralkodóvá, és jelenleg éppen gyorsul az energiabuborék tágulása. Nyilván, ha a buborék energiasűrűsége lecsökken a környezetének a sűrűségi szintjére, akkor a tágulást okozó erőhatás is megszűnne. Egy ilyen modellben a tér már a robbanás előtt megvolt, és a tágulása sem szükséges. Az már más kérdés, hogy kijönne-e egy ilyen modell „matekilag”, ezt sajnos nem tudom kiszámolni, de gondolom csináltak már néhányan nagyon hasonlót… :)

Komolyra fordítva a szót, nekem úgy tűnik, hogy talán a legalapvetőbb természeti törvény még mindig az, hogy minden a legalacsonyabb energiájú állapot irányába törekszik. Viszont mivel a kozmológiai ismereteinken alapuló becslések szerint nagyjából a rendszer teljes energiatartalmának kb. 4-5 százalékáról van fogalmunk és még a legalapvetőbb összetevőket, mint a „tér” vagy „energia” sem tudjuk megfelelően definiálni sem, egyelőre elég nehéz ügynek látszik pontos leírást adni róla.

Viszont nekem is van két kérdésem:

Az egyik a tér szövetével kapcsolatos. Ha - Einstein térkoncepcióból indulva ki -. egy nap gravitációja a koronája környékén annyira meggörbíti a tér szövetét, hogy az fényelhajlást eredményez (gravitációs lencsézés), akkor az adott nap tömegközéppontjában, ahol sok nagyságrenddel nagyobb ez a vonzóerő, mit csinál a tér szövetével? Elvben amennyire én tudom, az Einstein-egyenletek alapján ezt ki lehet számolni. Van erre vmilyen modell vagy elmélet?

A másik kérdés a sötét anyagra vonatkozik. Mivel gravitációs kölcsönhatásban részt vesz, ezért nagy tömegű égitestek esetén az lenne a logikus, hogy összegyűjtik a környező térben található sötét anyag nagyobb részét is, ami viszont tömeget növelne. Adja magát a kérdés, hogy pl. egy nap esetében a tömege megegyezik-e a látható anyaga után számolt tömeggel, vagy annál lényegesen nagyobb (mivel elvben a sötét anyag - látható anyag aránya olyan 5:1-hez körül van nagy skálán nézve)? Ha a nap tömegében nincs sötet anyag, és a közvetlen környezetében sem kiugróan magas a koncentrációja, akkor miért nem vesz részt ebben az esetben a gravitációs kölcsönhatásban?

2021.07.28. 21:40:49

@rkd1746: ...nem lehet mindenki elméleti fizikus, matematikus, tisztelet nékik, de ők is "csak" emberek... valamihez jól értenek, valamihez meg alig konyítanak... egymással is vitatkoznak, amíg ki nem alakul a jelenségekről egy többségi vélemény, konszenzus, ami vagy jó, vagy nem...
...Einstein megbukott fizikából, később Nobel-díjat kapott fizikából...

...az, hogy valamilyen tézis, állítás, gyakorlatban nem igazolt elmélet képes széles szakmai körökben elfogadottá válni, általában nem sokat jelent, ha nincs mögötte gyakorlati igazolás...
...közmegegyezés?... ilyen van, volt és valószínűleg még lesz is, mivel ha valamit nem tudunk /pl. az elméleti fizikus/, akkor megegyezünk egy elképzelt "fizikai" feltételrendszerben, amelyet elnevezünk pl. "általános relativitáselméletnek", amelynek alapja a "felismerés" - nek mondott értetlenség a fizikai valósággal szemben...
...a fizika már régóta hajlamos arra, hogy ún. fundamentális hosszal, diszkrét térrel operáljon olyan területeken, ahol a hagyományos euklideszi tér alternatívájának tekintik a pontsereges diszkrét tér 3+1 dimenziós , nullmértékű kvantált téridő modellt, bár én nem tudom belátni, hogy ez a magyarázat mitől lenne érthetőbb, mint ahogy Einstein maga írja az általános relativitáselméletben: ..." A téridő egyes, véges kiterjedésű tartományainak leírásához egy négydimenziós "kontinuumban" tetszőlegesen megválasztott koordinátákra van szükség, de ezek csak azt erősíthetik meg, hogy a téridő pontjait egyenként megneveztük, amelyek aztán így egy négydimenziós sokaság folytonosságát fejezik ki. A kontinuum minden pontjához önkényesen négy számot rendelünk , mint koordinátát, tehát már a koordináták bevezetése előtt ismernünk kell/ene/ a pontokból álló téridő topológiai szerkezetét"...
...ez pedig nem lehetséges, hiszen nem ismerhetjük még a téridő kisebb tartományainak pontjait, kvantumait akkor sem, ha léteznek egyáltalán,,,

...lényeges momentum: ...Einstein téidő kontinuum- ról beszél, nem a téridő kvantáltságáról, amit soha nem fogadott el... te viszont azt kérdezed: ..."folytonos közeget feltételezve hogyan definiáljuk a görbületet?"... megmondom: sehogy... Einstein egymásnak ellentmondó, szedett-vedett elképzelésekből állította össze a téridő "szövetét", nem oldott meg semmit, a gravitáció mibenlétét nem magyarázta meg, a gravitáció nem egyeztethető össze a másik három /az erős, a gyenge és az elektromágneses/ kölcsönhatással...

...a téridő görbülete? ... már Newton, ez a gazember is megjósolta, hogy a fénysugár el kell, hogy hajoljon egy nagy tömegű égitest /pl. a Nap/ mellett való elhaladása közben, számértéket is adott hozzá, kicsit megelőzte Einsteint, ahogy Poiincaré, Minkowski, Cantor is, Poincaré már a speciális reletivitáselmélet 1905. - ös megjelenése előtt levezette annak matematikai alapját, de nem nevezte el "relativitáselméletnek", ezt Einstein tette meg, "forradalmi" módon: ...""ami a másé, az az enyém" alapon...

...de térjünk vissza a kérdésedhez-elképzelésedhez-a téridő görbülethez: ... mi a tér?... fizikai entitás?... jól van, legyen fizikai létező, és ha az, akkor meg tud görbülni?... mondjuk mint egy seprűnyél?... ha csupán geometria, akkor meg nem tud meggörbülni?...
...ha kvantált, akkor jobban érted?...

...egy példa: ...a Nap körül keringenek a bolygói, a Nap is halad a pályáján, el tudsz képzelni olyan "görbületegyüttest", amely képes fenntartani minden egyes bolygó és a holdjaik pályaelemeit?...

...hová görbül a tér, magába a térbe?... és miért görbül, azért mert kvantumos?... miből vannak ezek a kvantumok?...
...Einstein azt gondolta, állította, hogy a tér folytonos, mégis annak görbületéről beszélt, neked ez nem furcsa?...

2021.07.28. 22:56:16

@rkd1746: ...ezzel a mondatoddal abszolút egyetértek: ..."Elméleteket éppenséggel tudok gyártani, csak mivel nem tudom sem igazolni, sem cáfolni őket, így nem sok értelmük van"...

...elméleteket lehet kigondolni, de ha azok sem elméleti, sem gyakorlati síkon nem igazolhatók, akkor csak játék az egész...

...a tér "szövete" számomra fikció, a tér az én felfogásomban geometriai fogalom, nem bír fizikai tulajdonságokkal, mert csupán a képzeletben "létezik", olyasmi, mintha azon filóznánk, hogy kedden délután robbant-e fel a semmi, vagy pénteken hajnalban?... tavasszal vagy ősszel?...

...azt viszont elképzelhetőnek tartom, hogy ezt a geometriai teret kitölti egy finom fizikai vákuumtér, amely meghatározott feltételek mellett képes a polarizációra, elkülönülésre, ez azonban nem a tér kvantáltsága...

...látod, te sem és a fizikusok sem képesek megszabadulni a berögzül fogalmi kötöttségektől, azt írod ugyanis, hogy "a Nap közepében nagyobb a "vonzóerő", tehát nem a térgörbület?... mert hogy Einstein szerint nincs gravitáció, hanem helyette térgörbület van, ezek után "vonzóerő" -ről nem beszélhetünk...
...szerintem nem létezik olyan, hogy a "tér szövete", ez egy versben elmegy, jópofa szöveg, de nincs fizikai jelentése... viszont a térben terjeszkedő ismeretlen fizikai vákuum tehet csodákat...
...azt viszont maga Einstein se tudná megmondani, hová görbül a Nap középpontja... nem ismerek ilyen próbálkozásokat...

...a "sötét anyag" kifejezés a fizikai "nem tudom" szinonimája, ha ugyanis valamit képtelenek vagyunk kiszámítani, mert hiányoznak a megfelelő paraméterek, akkor "elméleteket" kezdünk gyártani, pl. általános relativitáselméleteket...
...sótét anyag, sötét gondolatok...
...azért nem vesz részt a gravitációs kölcsönhatásban /térgörbítésben? / , mert , ahogy írod, a Nap tömegében nincs sötét anyag...:)

rkd1746 2021.07.29. 14:07:31

@szózavar: Ha elméleti/logikai fogalomként definiálod a teret, akkor be kellene vezetni vmi új fogalmat/ fizikailag létező entitást, amivel pl. a gravitációs hullámokat magyarázni tudod. Ezt nevezhetjük fizikai vákumtérnek, de igazából nem a megnevezése, hanem a definíciója lesz a fontos.

Ezeket csomagba szedtem.

„...de térjünk vissza a kérdésedhez-elképzelésedhez-a téridő görbülethez: ... mi a tér?... fizikai entitás?... jól van, legyen fizikai létező, és ha az, akkor meg tud görbülni?... mondjuk mint egy seprűnyél?... ha csupán geometria, akkor meg nem tud meggörbülni?...
...ha kvantált, akkor jobban érted?...„”

„...egy példa: ...a Nap körül keringenek a bolygói, a Nap is halad a pályáján, el tudsz képzelni olyan "görbületegyüttest", amely képes fenntartani minden egyes bolygó és a holdjaik pályaelemeit?…”

„...látod, te sem és a fizikusok sem képesek megszabadulni a berögzül fogalmi kötöttségektől, azt írod ugyanis, hogy "a Nap közepében nagyobb a "vonzóerő", tehát nem a térgörbület?... mert hogy Einstein szerint nincs gravitáció, hanem helyette térgörbület van, ezek után "vonzóerő" -ről nem beszélhetünk...
...szerintem nem létezik olyan, hogy a "tér szövete", ez egy versben elmegy, jópofa szöveg, de nincs fizikai jelentése... viszont a térben terjeszkedő ismeretlen fizikai vákuum tehet csodákat...
...azt viszont maga Einstein se tudná megmondani, hová görbül a Nap középpontja... nem ismerek ilyen próbálkozásokat…”

És mi történik akkor, ha nem geometriával akarom leírni, ahogy Einstein tette? Ha a tér görbülete nem ok, hanem következmény?
Mentségemre legyen mondva, hogy a Minkowski-terek, Riemann-terek, és társaik nem kimondottan erősségeim, szóval amikor a magam módján megpróbáltam értelmezni a relativitáselméletet, akkor igyekeztem minimalizálni a jelentőségüket. (Nem vitatom, hogy paradoxonnak látszik, tekintve, hogy a a relativitáselmélet a geometriára épül.)

Szóval állítsunk fel egy viszonylag egyszerű értelmezési keretet, amiben gondolkodni lehet. Newton azt mondta, hogy a tömegek vonzzák egymást, ez a gravitáció lényege. Einstein azt mondta, hogy a tömeg meggörbíti a tér szövetét. Tekintsük most a tér szövetét tényleges fizikai entitásnak, és kvantáljuk, az egyszerűség kedvéért a legyen ez egy 3 kiterjedt térdimenzióban létező szövet, aminek alapesetben Plank-hossz körüli kvantumjai vannak, amelyek valamennyire nyújthatók, összenyomhatók, flexibilisek.
A gondolatmenet a következő volt:
Miért görbíti meg a tér szövetét a tömeg?
Ez nyilvánvalóan egy kölcsönhatás közöttük, a tömeg vonzza a tér szövetét. (Megjegyzem vannak olyan elméletek a fekete lyukakkal kapcsolatban, hogy pl. egy foton azért nem képes visszajönni az eseményhorizont mögül, mert ugyan fénysebességgel haladna kifelé a térben, de az eseményhorizont mögött a tér már azt meghaladó sebességgel zuhan a fekete lyuk tömegközéppontja felé.)
Viszont Einstein azt is mondta, hogy a tömeg/anyag tulajdonképpen az energia egy koncentrált formája (E=mc2), és ezt a részecskefizikai kísérletek elég jól igazolták. Szóval akkor logikus, hogy az energia esetében is fennáll ez a kölcsönhatás.

Visszatérve a tömeghez, mivel az egy koncentrált csomag, nagyobb vonzóerőt fejt ki a tér szövete irányába és meggyűri azt a tömegközéppontja körül. Minél nagyobb a tömeg, annál nagyobb csomót képez a meggyűrt térszövetrész. A nagy csomóba összegyűrt térszövet nagyobb vonzóerőt fejt ki a tömeg irányába. (Mivel szükségképpen kölcsönösen vonzzák egymást.)
Nagyjából a Newtoni-modell jönne vissza, csak itt nem a tömegek vonzanák egymást, hanem a tömegek és a tér szövete, de mivel az utóbbit nem tudjuk érzékelni, ezért úgy tűnne, mintha ténylegesen a két tömeg között lépne fel a vonzó kölcsönhatás.

Ezzel megspóroltuk a geometriát – ami itt is meglenne, de nem ez okozná a gravitációt, ebben az esetben csak következmény volna -, van egy fizikai entitásként funkcionáló terünk, amiben terjedhetnek gravitációs és egyéb hullámok, működik a gravitációs lencsézés meg minden más, amit a relativitáselméletek hoztak, És persze kvantáltuk is, hogy én is értsem. Egy ilyen rendszerben el tudnám képzelni egy naprendszer működését holdakkal, mindennel.
És magyarázná azt is, hogy a tömeg miért görbíti meg a teret, ami nem egy hátrány, mert az egy elég nyilvánvaló kölcsönhatás, amit a népszerűsítő tudományos irodalomban, és vonatkozó cikkeben sosem magyaráznak el, ok-okozat keretben értelmezve.

Egyébként ezt a teóriát szükség esetén tovább lehet fejleszteni egész komplex rendszerré.
Persze sejtésem sincs, hogyan lehetne ezt matekilag igazolni vagy cáfolni. :)

csimbe 2021.07.29. 15:20:53

„..azt viszont elképzelhetőnek tartom, hogy ezt a geometriai teret kitölti egy finom fizikai vákuumtér, amely meghatározott feltételek mellett képes a polarizációra, elkülönülésre, ez azonban nem a tér kvantáltsága... „
Hát akkor mi lenne az?
Még vannak kérdéseim: 1, A „valós, fizikai”tér és idő a BB által keletkezett. Ha ezek nem valós, fizikai létezők, csak az emberi elme által születtek, akkor biztosan nem 13.7 Milliárd évvel az ember előtt. Lehet valamit ennyire visszadatálni egy elmélet magyarázata kedvéért? (Ezek szerint lehet.)
2, Az anyagmentes térnek is van némi görbületi energiája. Ez lenne a finom fizikai vákuum? Az anyag által kitöltött hely már a durva anyagi tér, a kölcsönhatást közvetítő mezőkkel egyetembe?
3, A sötét jelzővel rendelkező anyag és energia, fizikai tulajdonágai a pozitív és negatív görbületek, nem a gravitáció, vonzó és taszító hatásaira utalnak?

2021.07.29. 16:33:32

@rkd1746: ..."Ha elméleti/ logikai fogalomként definiálod a teret, akkor be kellene vezetni vmi új "fogalmat"/fizikailag létező entitást, amivel pl. a gravitációs hullámokat magyarázni tudod."...

...erre azt válaszolnám, hogy ha Einstein szerint nincs gravitáció, hanem geometriai térgörbület van, és ezt elfogadod, akkor nem beszélhetünk "gravitációs hullámokról", ergo vagy a gravitációt fogadjuk el Newton szerint, amely esetben akár felvillanthatnánk egy olyan elképzelést is, miszerint a tömegvonzás hullámjelenség, bizonyos hullámhossz melletti mini-max amplitudóval, vagy pedig elfogadjuk az áltrel geometriai változatát, de akkor ésszerűen nem beszélhetünk "gravitációs hullámokról", mert a geometria , mint eléggé kiforrott tudomány, nem ismer hullámmozgást ...
...mi hullámozna, a "térgörbület?... az meg micsoda?... miből van a "görbület" ?... elméleti "létező", nem seprűnyél a szilvalekvárban, ahogy azt Einstein elképzelte...

...a Planck-hossz, amint neve is elárulja, nem egyenlő, nem azonos egy képzeletbeli "térkvantummal", hanem távolságot jelöl... ha mégsem, hanem mondjuk egy kvantummechanikai valószínűség- hullám / Schrödinger, valószínűségi amplitudó/ egy szakaszát kívánja megnevezni, akkor viszont tudomásul kell vennünk, hogy ez amplitudó és valószínűség az időtől is függ... hogy lehet ez?...hiszen az idő nem bír fizikai jellemzőkkel, egyenleteinkben kiszámolt hullámfüggvény nem fejez ki semmiféle valóságos hullámot, realitást...

...a tér szövete ?... milyen tér szövete?... a geometriai térnek nincs fizikai szövete, a geometriai tér egy matematikai fikció, nincs fizikai léte, nem képes kölcsönhatni fizikai létezőkkel... ahhoz, hogy valami hasonló "görbületről" beszélhessen az áltrel, ahhoz fel kellett volna tételezni és később igazolni egy, a geometriai térben elhelyezkedő fizikai entitást, mondjuk a fizikai vákuumot /hamis vákuum/, amiről aztán megfelelő feltételek mellett elvégzett mérések mentén esetleg megfogalmazható lenne valamiféle "torzulás, gyűrődés", ami persze nem a tér görbülete lenne... a tér nem tud görbülni, buta kifejezés...

..."A nagy csomóban összegyűrt térszövet nagyobb vonzóerőt fejt ki a tömeg irányába." ... írod... /"Mivel szükségképpen kölcsönösen vonzzák egymást."/ ...

...még egyszer megkérdezném: ... ha egyszer Einstein eltörölte a tömegvonzást, ami szeinte nincs, helyette a térgörbület van és te ezt elfogadod, hogyan állíthatsz ilyesmit?...
...ha van tömegvonzás, akkor nincs térgörbület okozta bolygópálya, ha viszont a bolygók pályáját a görbült téridő okozza, akkor nem beszélhetünk gravitációs vonzásról, a kettő egymásnak ellentmond...

...ezért nem magyarázzák meg illetve magyarázzák félre az ismeretterjesztő művekben a tér görbületét, ha mégis megpróbálnák, olyan mese-irodalom jönne létre a gumilepedőn szaladgáló tekegolyókról, hogy még a Mikulás is elpirulna szégyenében...

...matekilag Einstein és elődei-követői már "igazolták" , aztán visszavonták, aztán megint igazolták, renormáltak, magyarázkodtak, a világállandó, a lambda, vagyis szerintük a vákuum sűrűsége, más néven a kozmológiai állandó, amit aztán élete legnagyobb tévedésének nevezett Einstein...
...de persze lehet csűrni-csvarni még egy darabig...

rkd1746 2021.07.30. 15:13:02

@szózavar:

„...még egyszer megkérdezném: ... ha egyszer Einstein eltörölte a tömegvonzást, ami szeinte nincs, helyette a térgörbület van és te ezt elfogadod, hogyan állíthatsz ilyesmit?...
...ha van tömegvonzás, akkor nincs térgörbület okozta bolygópálya, ha viszont a bolygók pályáját a görbült téridő okozza, akkor nem beszélhetünk gravitációs vonzásról, a kettő egymásnak ellentmond…”

Ez egy elméleti modell, amiben azt feltételeztem, hogy van térgörbület, de nem az okozza a gravitációt. Nem akarom én újradefiniálni az egész fizikai keretrendszert, ami szerintem megfelelően működött azt megtartottam, egyes részeket kicsit újragondoltam. Az eisteini térrel – azzal, hogy fizikai tulajdonságokkal ruházta fel, amely görbületet tud képezni, hullámok terjedhetnek benne és kölcsönhat a tömeggel - nekem nincs semmi gondom, azt megtartottam, főleg, hogy egy csomó előrejelzése (pl. fekete lyukak, gravitációs lencsézés, gravitációs hullámok) sokszorosan igazolódott, és jelenleg tippem sincs, hogyan lehetne őket másképp magyarázni.
Annyit tettem vele, hogy kvantáltam, ami két okból is hasznos, egyrészt mert így leírható benne egy görbület, továbbá, mert így mennyiséget is lehet belőle képezni. (Nyilván elsőre furcsa ötlet mennyiséget képezni a térből, de pl. a levegő is tipikusan olyan dolog, amit érzékszerveinkkel nem érzékelünk, mégis létező és mennyisége mérhető.)
El lehet úgy képzelni, mint hagyományos szövetanyag 3 dimenziós térbeli kiterjesztése, amely valamennyire flexibilis alapegységekből áll össze. Namost ha feltételezzük, hogy a tömeg vonzza az alapegységeit amelyek még flexibilisek is, és egy adott térfogatba belepakolsz egy rakat különböző tömeggel bíró objektumot, akkor az szükségképpen egyfajta geometriát fog eredményezni a 3 dimenziós térszövetben. De ez nem jelenti azt, hogy a geometria fogja mozgatni az adott rendszerben a tömegeket. Csak azt, hogy a 3D-s térszövet felvesz egy geometriát, ami a tömegek mozgásával folyamatosan változik.

Namost vettem ezt a teret, és elhelyeztem egy, a newtonihoz nagyon hasonló gravitációs erőhatást, azzal, hogy ebben az esetben nem a tömegek vonzzák egymást közvetlenül, hanem a vonzás a tömeg és a tér fizikai entitásként is létező szövete - ha tetszik kvantumjai - között áll fenn. Ezt pedig azért voltam kénytelen megtenni, mert amennyiben a tömeg meggörbíti a teret, akkor nyilvánvaló kölcsönhatás kell, hogy fennálljon közöttük, amely vonzás természetű. Ha feltételezek egy ilyen természetű kölcsönhatást, akkor a tömegeknek közvetlenül már nem szükséges vonzaniuk egymást – ettől persze elméletileg még lehetséges lenne, és akkor hatásaik összeadódnának, de akkor még be kéne vezetni egy plusz kölcsönhatást a rendszerbe, amit csak akkor érdemes megtenni, ha szükséges, és a rendszer belső logikája szempontjából nem tűnt annak –, és a rendszer működőképes lehet.

Tehát ebben a rendszerben nem a görbült téridő adja meg a bolygópályát. Lesz görbült téridő, lesz bolygópálya is, de geometria által okozott erőhatás közel elhanyagolható lesz a bolygópályát illetően (valamennyi lenne a rendszer logikájából következően, hiszen az az alaptézis, hogy a feltételezett térkvantumok és a tömeg vonzzák egymást, és térkvantumok a geometriából adódóan mindenütt lennének), de a gravitációs kölcsönhatás túlnyomó részét a maguk a tömegek és azok a térkvantumok adnák, amik a tömegek tömegközéppontja körül csomósodtak össze. Tehát pl. Nap, Föld viszonylatban nézve, a Nap jóval nagyobb tömegű, több térkvantumot gyűr be a tömegközéppontja körül, de a Föld esetében is van egy jókora csomó, ezek nyilván a tömeggel egyenesen arányosak. A Nap tömege vonzza a Föld tömegközéppontja körül felhalmozódott térkvantumokat, és fordítva, lényegében olyan ez mint a szimpla tömegvonzás, csak beiktattunk egy szükséges közvetítő elemet. Tehát a gravitáció nem geometriai, mint Einsteinnél, hanem erőhatáson alapul, mint Newtonnál.

(Zárójelben: A Földet véve alapul, a Nap durván 150 millió km távolságra van a Földtől, ha pusztán a szánokat nézzük, a Wikipédia szerint a Föld tömege 5,9736·10 24-en kg, az Átl. pályamenti sebessége 29,783 km/s (107 218 km/h)), ha csak a geometria tartja a pályán – tehát a Nap csak annyiban vesz részt a folyamatban, hogy a megfelelő mértékben meggörbíti a téridő szövetét, és részéről annyi -, akkor az vmi extrém erős kölcsönhatást feltételez a téridő szövete és a Föld között, merthogy akkor már csak ez a két actor marad, akinek össze kell hozni a pályán maradást. Értem, hogy a pályát illetően kijön a matek, de azért ennek a kölcsönhatásnak leírása nélkül nekem nem tűnik teljesnek az elmélet.)

Ez egy olyan gondolatkísérlet, amiben egyszerre tudom megtartani az Einstein által leírt fizikai entitásként funkcionáló téridőt – kisebb módosítással :) - és fizikai erőhatásként tudom leírni a gravitációt. És a gyenge pontja nyilván az, hogy a térkvantumok létét igazolni nem tűnik egyszerűnek.

csimbe 2021.07.31. 17:22:27

„...megmondom: ...ha valaki azt állítja, hogy a geometriai tér befogadja a fizikai vákuumot, ami kvantált, mert polarizálható, ellentétben a geometriai térrel, akkor az nyilvánvalóan nem azt jelenti, hogy a befogadó tér a kvantált, hanem a fazékban lévő nokedli...”Eddig OK!
Már csak azt válaszold meg, hogy mekkora a fazék, és meddig ér benne a nokedli? Ha végtelen a fazék, (az anyagmentes geometriai téridő) és végtelen benne a nokedli is, (a virtuális/valós fotonok száma) akkor a fazék nokedlistül kvantált is meg nem is. Ha végesnek tekintjük az anyagot, ami kvantumos de folytonosnak is látszik, akkor nincs mérete a fazéknak, nincs értelme fazéknak nevezni. A nokedli meg marha pörkölttel a legjobb, de a jóból is megárt a sok.

rkd1746 2021.08.02. 15:28:24

@szózavar:

Törlődött az eredeti hozzászólás, és csak az alábbi részt mentettem le, úgyhogy a többire, amennyire megy, emlékezetből...

„...rendben van, de akkor mi a szerepe a térgörbületnek?... ha nem az okozza a "gravitációt", akkor mi szükség van rá?... Einstein ugyanis azért vezette be a térgörbület fogalmát, hogy a görbülettel, mint geometriai fogalommal magyarázza meg a newtoni gravitáció mibenlétét, te mire használod ezt a fogalmat?... az elméletedből ez nem derül ki...”

Miért kéne „szükség”-ként leírni? Egyszerűen ha ezekből az elemekből építed fel a rendszert, akkor szükségképpen lesz egy geometriája a térszövetnek. Az alkotórészek természetéből (alapvető tulajdonságaiból) adódik. Tekintsd ezt járulékos következménynek.
Amellett ne menjünk el szó nélkül, hogy Einstein elméletében a geometria hibátlanul vizsgázik. Jó száz éve számolnak vele, és eddig mindig kijött a matek. Ez egy elég erős érv amellett, hogy a tér a rendszer egy olyan eleme, amely geometriailag leírható.
Mennyi annak az esélye, hogy a tér geometriailag nem írható le, de Einstein kitalált hasraütésre egy geometriai leírást amivel kiszámíthatók a bolygópályák, a galaxisok, és nagyobb struktúrák mozgása, a gravitációs lencsézés, megjósolta a fekete lyukakat, gravitációs hullámokat, stb?
OK, hogy nagy mágus volt, de ez szerintem lehetetlen feladat. :)
Szóval tekintettel arra, hogy eddig mindig mindenhol az volt a mondás, hogy tökmindegy mit számolnak Einstein-módszerével, hibahatáron belül mindig kijön a matek, én úgy vagyok vele, hogy egészen addig, amíg valaki hitelt érdemlően nem cáfolja meg, elfogadom, hogy létezik az einsteini fizikai entitásként definiált tér, amely leírható geometriailag.

Közelítsük meg máshonnan. Nem találod furcsának, hogy teljesen más rendszerben gondolkodva, teljesen más matekot használva Einstein és Newton közel azonos eredményt kaptak a gravitációra. Nyilván nem lehet véletlen, az a logikus feltételezés adódik, hogy ugyanannak a dolognak a különböző „vetületeivel” dolgoztak. Részben az is célja volt ennek a gondolatkísérletnek, hogy fel lehet-e oldani ezt az ellentmondást.
Tekintve, hogy a jelenlegi ismereteink szerint az Univerzum mindenütt azonos alkotó elemekből épül fel, és azonos fizikai törvények uralkodnak benne, így ha egy gondolatkísérlet erejéig elfogadjuk kiindulási alapnak az elméletemet, akkor az a sejtésem, hogy ha valaki megtalálná a tömeg és a térszövet görbülete közötti összefüggést – mondjuk mert abból a feltevésből indul ki, hogy a tömeg deformálja a fizikailag is létező térszövetet -, és adott térben pontosan meg tudná határozni, és matematikailag leírni a térszövet geometriáját, valamint a tömeggel rendelkező testek pályáját, akkor utána ezt a tudását felhasználva már bármely más ismert rendszerben is le tudná írni a rendszer dinamikáját. Tudományos terminológiában gondolkodva pontos előrejelzéseket tudna tenni bármely ismert összetevőkből álló rendszer működésére, majd azokat kísérletileg igazolni tudná, és úgy tűnne – és érthető okból ő maga is azt feltételezné -, hogy a testek mozgása a geometrián alapul.

Az elméletem is azt mondta, hogy a tér leírható geometriailag, és van gravitáció, csak míg Einstein a térgörbületből vezette le a gravitációt, én azt feltételeztem, hogy mindkettőnek ugyanaz a kiváltó oka, ami azonban egy „hagyományos” vonzás típusú erőhatás. Tulajdonképpen az egész abból indult, hogy Einstein azt mondta, hogy a tömeg meggörbíti/deformálja a tér szövetét, de erre vonatkozóan sehol nem találtam érdemleges leírást. Márpedig ezen alapul az egész, és ez nyilvánvalóan egy fizikai erőhatás kell, hogy legyen. Mivel sehol nem találtam rá értelmes magyarázatot, kénytelen voltam magam keresni egyet, és miután sikerült összehozni egy működőképesnek látszó rendszert, megnéztem, hogy az alkalmazható-e a newtoni gravitációra. Az jött ki, hogy simán leírható benne a newtoni tömegvonzás, egy feltétele van, mennyiséget kell tudni képezni a térből. Ezt egy módon tudtam megoldani, ha feltételeztem térkvantumok létezését, ha meg tudod oldani más módon is, akkor ez a lépés nem szükségszerű.

1. rész vége.

rkd1746 2021.08.02. 15:29:51

@szózavar:

Volt a hozzászólásban valami olyan kérdés, hogy milyen „vízióm” van a térkvantumra, meg egy tautológia-szerű érvelés arra vonatkozóan, hogy olyasmit szokás kvantálni, aminek már eleve vannak egységei….

Nincs „optikai” vízióm a térkvantumról, azért vezettem be, mert a rendszer belső logikája szempontjából szükséges volt. Általánosságban – függetlenül ettől az elmélettől – igaz, hogy amennyiben a teret, fizikai entitásként definiáljuk, akkor az a logikus, ha vannak alapegységei (kvantumjai), még ha azokat nem is látjuk. Nyilván logikai tér esetén ez nem csak, hogy nem szükséges, de értelmetlen is lenne.
(Én egyetlen fizikai entitást sem ismerek, aminek ne lennének egységei, ami szükségképpen azt jelenti, hogy mindegyiknek alapegységei is vannak. Ez persze önmagában nem zárja ki, hogy épp a tér legyen a kivétel, aminek meg nincsenek, de azért megmutatja, hogy nem ördögtől való dolog feltételezni, hogy vannak. Annak idején az atommal is pont így voltak, az volt az egyik fő érv, hogy senki nem látta még soha, és nem is fogja. Ettől még jó érvek szólnak amellett, hogy atomok márpedig vannak. Főleg, hogy azóta már sikerült lefényképezni is egyet. :) )
Közelítsük meg a másik oldalról. Ha léteznek térkvantumok, akkor azok nagyságrendileg legjobb esetben is Plank-hossz környéki nagyságrendbe esnének, annál legfeljebb kisebbek lennének, nagyobbak szinte biztosan nem. Az olyan 10 -35m nagyságrend. Ha csak akkor tételezhetem fel a létezésüket, ha meg tudom nézni/mutatni őket, akkor az eléggé el fog húzódni, tekintettel arra, hogy jelenleg az LHC-vel sem tudunk 10 -18m alá benézni és elérhetetlennek tűnik a 10 -35m.

Szóval egy gondolatkísérlet volt arra, hogy fel tudok-e állítani egy olyan elméleti keretrendszert, megtartja a jelenlegi, működő elméleteket, amiben az összes általam ismert jelenség leírható, és maga a rendszer belső struktúrája ellentmondásmentes. Az én szintemen ez egy működőképesnek tűnő rendszer.

Ez még egy korábbiból:
„...a "sötét anyag" kifejezés a fizikai "nem tudom" szinonimája, ha ugyanis valamit képtelenek vagyunk kiszámítani, mert hiányoznak a megfelelő paraméterek, akkor "elméleteket" kezdünk gyártani, pl. általános relativitáselméleteket...
...sótét anyag, sötét gondolatok...
...azért nem vesz részt a gravitációs kölcsönhatásban /térgörbítésben? / , mert , ahogy írod, a Nap tömegében nincs sötét anyag...:)”

Néztem szimulációkat sötétanyag-eloszlásokra, nagyjából az a minta, hogy nagyobb csomókban, a galaxisok halójában jelzik előre a modellek.
Alapjáraton az a mondás, hogy a „sötét anyag” nem vesz részt elektromágneses kölcsönhatásban, kizárólag gravitációs kölcsönhatásban, ezért nem tudjuk semmilyen más módon detektálni, csak a gravitációs hatása alapján.
Ez viszont nem magyarázza, miért nem található meg számottevő mennyiségben magukban a galaxisokban? A nap és közvetlen környezete miért nem tartalmaz nagy mennyiségű sötét anyagot?

És a kérdés: a jelenlegi sötét anyag eloszlási modellekkel összeegyeztethető lenne egy olyan elmélet, ami feltételezné, hogy a „sötét anyag” részt vesz elektromágneses kölcsönhatásban, csak éppen az elektromágneses sugárzás taszítja? Ha feltételeznénk egy ilyen kölcsönhatást ami rövidebb távon hat, ellentétben a gravitációval, ami nagy távolságokon is, akkor az lenne az eredmény, hogy magukban a galaxisokban és a közvetlen környezetükben nem lenne számottevő mennyiségű sötét anyag a rövidebb távon működő taszító hatás miatt, ellenben amikor már a gravitáció lenne az uralkodó hatás, ott nagyobb mennyiségben összpontosulna, és szintén a gravitáció miatt nyilván nagyobb csomókban fordulna elő…
(Az elektromágneses kölcsönhatás tetszőlegesen behelyettesíthető bármilyen olyan kölcsönhatásra, ami a galaxisokon belül taszítólag hatna, a halóban azonban felülkerekedne rajta a gravitáció, de tudtommal nincs túl nagy választék olyan kölcsönhatásokból amelyek nagy távolságokon is hatást fejtenek ki, jelenleg nagyjából kettőről tudunk, és az az alapfeltevés, hogy a gravitációban eleve részt vesz. Szóval vagy marad az elektromágneses kölcsönhatás, vagy feltételezünk egy újat, ami nagy távolságokon is hatásképes. :) ).

csimbe 2021.08.02. 19:17:44

@rkd1746:
„Az elméletem is azt mondta, hogy a tér leírható geometriailag, és van gravitáció, csak míg Einstein a térgörbületből vezette le a gravitációt, én azt feltételeztem, hogy mindkettőnek ugyanaz a kiváltó oka, ami azonban egy „hagyományos” vonzás típusú erőhatás.”
Hol, vagy hogyan érhető el az elméleted?

rkd1746 2021.08.03. 13:44:48

@csimbe: nincs sehol leírva, csak a fejemben van meg. :)
Korábban volt szó róla, hogy nem vagyok fizikus, és nem tudok megfelelő matekot mögé tenni, így sem részleteiben kidolgozni, sem tudományos elméletként leírni nem tudom.
Mostanában intellektuális értelemben eléggé unatkoztam - és az agy is olyan, mint az izomzat, ha karban akarod tartani, rendszeresen dolgoztatni kell -, másrészről meg szeretem érteni hogyan működnek a dolgok. És mindig is érdekelt a kozmológai és a kvantummechanika. Érdekes kihívásnak tűnt, hogy tudok-e építeni olyan keretrendszert, amiben értelmezni tudom a dolgokat. Mivel a kozmológiai rész eléggé összeállt ahhoz, hogy tesztelni lehessen, ez meg egy fizika blog, ahol fizikához értő emberekkel lehet eszmét cserélni, gondoltam egy próbát megér. Ha esetleg cáfolják, abból is lehet tanulni, és legalább megadja, merre érdemes továbbvinni...

csimbe 2021.08.05. 14:37:06

@rkd1746: Magam is hasonló „cipőben”járok. A kíváncsiság egy érdekes téma iránt, megmozgatja a szürkeállományt. Na meg a fantáziámat is.:)
süti beállítások módosítása