Mohla by temná hmota být projevem hmoty fotonů?  
Ve skutečnosti není úplně jasné, jestli jsou fotony skutečně zcela nehmotné. Pokud by měly jistou, byť nesmírně nepatrně mizivou hmotnost, tak by to mohlo, přinejmenším z části, vysvětlit trable s temnou hmotou.
Je tam temná hmota? Anebo ne? Kredit: X-ray: NASA/CXC/SAO; Optical: Detlef Hartmann; Infrared: NASA/JPL-Caltech.
Je tam temná hmota? Anebo ne? Kredit: X-ray: NASA/CXC/SAO; Optical: Detlef Hartmann; Infrared: NASA/JPL-Caltech.

Astrofyzici jednoho dne zjistili, že hvězdy v galaxiích divně obíhají kolem galaktického centra. Orbitální rychlosti hvězd by měly klesat s rostoucí vzdáleností oběžné dráhy od středu galaxie. Jenomže neklesají. Bylo to šokující a tak si vědci vymysleli temnou hmotu, jejíž gravitace by mohla pozorované zvláštnosti vysvětlit. Tím ovšem zahájili legendární a strastiplné hledání temné hmoty, které bylo doposud zhola marné.

 

Victor Flambaum. Kredit: Johannes Gutenberg-Universität Mainz.
Victor Flambaum. Kredit: Johannes Gutenberg-Universität Mainz.

Někteří badatelé proto nehledají temnou hmotu, ale alternativní vysvětlení, které by uspokojivě vyřešilo pozorované fenomény a přitom by nepotřebovalo přízračné částice, které nikdo nikdy neviděl. Tak postupuje i fyzik Victor Flambaum z Johannes Gutenberg-Universität Mainz v německé Mohuči se svými spolupracovníky. Ve své nové studii navrhují, že by divokou rotační dynamiku galaxií mohlo vysvětlit něco jiného než temná hmota. Podle nich by to mohla být zcela mizivá, nicméně nenulová hmotnost fotonů, částic elektromagnetického záření, o nichž si prakticky všichni myslí, že žádnou hmotnost nemají.

 

S nulovou hmotností fotonu je to ovšem složitější a pro laika dost fascinující. Na výzkumu se podílel i Dmitri Ryutov, donedávna z kalifornských laboratoří Lawrence Livermore National Laboratory, který je autorem nejuznávanějšího stanovení maximální možné hmotnosti fotonu. Tato teoretická limitní hmotnost je tak nesmírně malá, že je obvykle zcela ignorována a všichni mluví o tom, že foton má klidovou nulovou hmotnost. Ve skutečnosti ale není jasné, jestli to tak opravdu je nebo zda foton čirou náhodou nemá hmotnost, nezměrně malou, leč nenulovou.

 

Johannes Gutenberg-Universität Mainz.
Johannes Gutenberg-Universität Mainz.

V běžné částicové fyzice a fyzice každodenní reality by tak nepatrná hmotnost fotonu prakticky nic neznamenala. Nic by se nezměnilo. Jenomže v měřítku nepředstavitelně obrovských astrofyzikálních fenoménů by i zoufale nepatrná nenulová hmotnost fotonu měla vliv. Flambaum s kolegy si to spočítali, přičemž vycházeli z rovnic, jejichž autory jsou James Clerk Maxwell a Alexandru Proca.

 

A výpočty se jim dařily. Je to vlastně tak jednoduché, až je to nudné. Žádná nová fyzika, žádné překvapující fenomény, žádné bizarní nové částice na kvílejících urychlovačích. Flambaum a spol. zjistili, že když by fotony měly hmotnost, monumentálně nepatrnou hmotnost – která by byla mnohem menší, než je stávající a už sám o sobě extrémně nepatrný horní limit pro možnou hmotnost fotonu – tak by to ve svém důsledku mělo dostatečně vysvětlit pozorovanou rotační dynamiku hvězd v galaxiích.


Vědci byli v ráži a zjišťovali, jak by se jejich hypotéza projevila na vzniku a vývoji hvězd. Ukázalo se, že relativně malé a dlouhověké hvězdy, jako je třeba Slunce, by v případě nenulové hmotnosti fotonů měly mít nápadně eliptické oběžné dráhy kolem centra galaxie. To je v přímém rozporu s dosavadními pozorováními. Flambaum s kolegy tudíž souhlasí s tím, že jejich teorie s nenulovou hmotností fotonu zřejmě kompletně nevysvětlí všechno kolem problému s temnou hmotou. Může prý ale stále být součástí řešení. Jak je vidět, temná hmota nás všechny neustále udržuje ve střehu.

Literatura
Johannes Gutenberg-Universität Mainz 6. 3. 2019.

Datum: 09.03.2019
Tisk článku

Související články:

Mohla by mít temná hmota elektrický náboj?     Autor: Stanislav Mihulka (01.06.2018)
Vytváří temná hmota ve vesmíru temné a chladné Boseho hvězdy?     Autor: Stanislav Mihulka (25.10.2018)
Blízký „hurikán“ temné hmoty nabízí šanci na objev axionů     Autor: Stanislav Mihulka (14.11.2018)
Jsou temná hmota a temná energie projevem hmoty o záporné hmotnosti?     Autor: Stanislav Mihulka (05.12.2018)



Diskuze:

No já jako laik si myslím že je to,

Karel Ralský,2019-03-11 14:18:21

Odpovědět


Re: No já jako laik si myslím že je to,

Karel Ralský,2019-03-11 14:32:46

úplně naopak foton "hmotnost nemá" stejně tak ostatní baryonová hmota, "hmotný" je pouze prostor okolo "hmoty" v případě fotonu to skrčí prostor jen lehce a to tak že se prostor rozvlní a v případě hmoty se celý prostor různě svine podle toho jak se do toho "bouchne" jinou energií " nebo opět "hmotou" přeměněnou na energii" gravitace je způsobena "možná cyklickým" únikem prostoru(možnost antigravitace) a Shoridegerova kočka by byla neustále naživu protože prostor by se nacházel jak v krabici i mimo ní i když mírně pozměněný.

Odpovědět


Re: Re: No já jako laik si myslím že je to,

Karel Ralský,2019-03-11 15:32:14

Všechny částice jsou vlněním v prostoru, který hmota okolo sebe vytváří( max do 300 tis/ km/s) a ten může být z časového hlediska jak jsem již psal minule mnohem hmotnější, nebo řidší záleží jestli jej vidíte jako "foton(pro rychlejší baryonové částice je zdá se neprostupná)" nebo jako "hmota".

Odpovědět


Re: Re: No já jako laik si myslím že je to,

Karel Ralský,2019-03-14 05:05:03

Nebo téměř spojitým možná Plankovým únikem "vakua"(z hmoty vracející rovnovážný vtah) prostoru ven (zdánlivě pádem do sebe sama)

vzniká gravitace

a okraje(slunce, jakákoliv baryonová hmota galaxie) které uniká ("vakuum" prostor)záření(možná je o malinko rychlejší) hmoty vzniká víc zahuštěný(jakási obálka) zdánlivě se jevící jako temná hmota,
která před sebou jako čelo vlny na vodě tlačí ten prostor mezi galaxiemi, jevící se jako temnou energii.
To vše(celý vesmír)se pohybuje téměř rychlostí světla vůči něčemu(možná prostoru za horizontem událostí, či jiné dimenzi) a jelikož se pohybujeme i my současně s celým vesmírem tak to ani nevnímáme a ani nevnímáme pohyb vzdálenějších galaxií protože s okolními(relativně blízkými téměř celého vesmíru) přece padáme stejně.
A pro vnějšího pozorovatele mimo náš čas(prostor) se můžeme jevit jako náhodný shluk elektromagnetického pole či energie nebo(téměř celý vesmír při opačném znaménku času) jako velmi hmotná černá díra těsně před horizontem událostí.
To si myslím já laik.

Odpovědět

No a u se blizime

Martin Jahoda,2019-03-10 13:13:50

k tomu co sem tady kdysi psal. Ze svetlo pri pruchodu vakuem budi pary virtualnich castic, ktere zaniknou az po urcitem case ale nez zaniknou tak se tato "brazda" projevi gravitacne. Zaroven tim foton ztraci energii a to se projevuje na velkou vzdalenost jako rudy posuv. A to by i vysvetlilo, ze uplne nesedi mereni vzdalenosti objektu ruznymi metodami. To ale neznamena, ze se vesmir nerozpina... I kdyz.....

Odpovědět


Re: No a u se blizime

Stanislav Brabec,2019-03-10 20:51:30

Taková hypotéza vás ovšem dostane do jiného problému: obecná teorie relativity nepřipouští stacionární vesmír. Potřebujete kosmologickou konstantu.

Odpovědět


Re: Re: No a u se blizime

Martin Jahoda,2019-03-11 17:47:19

Ja netvrdím že by měl být vesmír statický. Ja jen tvrdím, že každé pohybující se těleso ztrácí energii a platí to i pro fotony.

Odpovědět


Re: Re: Re: No a u se blizime

Jiri Naxera,2019-03-11 18:06:08

0.Pohybující se vůči čemu?
1.Jakým mechanismem?
2.Jak to, že existují atomy evidentně staré několik miliard let?

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: No a u se blizime

Martin Jahoda,2019-03-12 10:18:08

0. Pohybuje se vakuem, tak vuci vakuu.
1. Pokud si predstavim vakuum jako spoustu virtualnich paru castic. A pohyb fotonu (ktery si predstavim jako spojeni castice a anticastice] jako prenos energie ve smeru pohybu jako predavani energie a tim vybuzeni vzdy nasledujiciho paru virtualnich castic. Tak mohu predpokldat, ze foton pri svem nespojitem pohybu, ovlivnuje i virtualni castice kolem smeru kterym se pohybuje - spis jako kulova plocha. Tyto castice po vybuzeni pusoby zpatky na foton gravitacni silou a odebiraji mu tak energii. Tato odebrana energie pak slouzi k docasnemu udrzeni virtualnich castic pri zivote nez zaniknou. Zaroven tim se foton posouva frekvencne dolu - rudy posuv a virtualni castice se projevuji gravitacne.
2. Nechapu proc by nemeli existovat. Atom je pro me jako "pulvlna" fotonu. Pokud si predstavim foton jako slouceni "kladne" casti vlny - castice a "zaporne" casti vlny - anticastice a pokud foton rozdelime na dve pulvlny, vznikne nam zase castice a anticastice, ktere ziji tak dlouho dokud zase neanihiluji zpet ve foton. Teoreticky by mohla vzniknout nesymetrie hmotnosti castic a anticastic pri rozdeleni fotonu, pokud by castice a anticastice pri rozdeleni ziskali jinou rychlost, pokud predpokladam, ze energeticky ziska jak castice tak anticastice presne polovinu energie puvodniho fotonu.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: No a u se blizime

Jiri Naxera,2019-03-12 17:45:34

0.je mi líto, stav vakua je Lorentzovsky invariantní. Pokud by nebyl, mate vazne problemy jinde. https://arxiv.org/abs/1209.0209

1.Ono je to v QFT trochu slozitejsi nez kulicka v mori, do toho vybuzeni elektron-pozitronoveho paru musite doplnit osklivosti jako "integral pres vsechny mozne hybnosti", "suma pres vsechny Feynmanovy diagrany", "integral toho vseho pres vlnovy balik" etc.

Viz popularni R. Feynman "QED: Strange theory of light and matter", pripadne mirne odbornejsi, a kratsi formou John Baez zde http://math.ucr.edu/home/baez/physics/Quantum/virtual_particles.html

2. Spis jsem mel na mysli to, ze krome s orbitalu se kolem jadra neco pohybuje (byt je to jen stejna faze vlny), pak bych ocekaval ze to take bude vyzarovat gravitony (existuji-li) coz by se mohlo projevit na spektru. To same kdyz mame system ktery je periodicky zavisly na case (mejme 2 bazove stavy a nenulovou amplitudu prechodu mezi nimi...), tam byste asi pri pohybu vlnove funkce mohl ocekavat ztratu energie - a na autorovi napadu je pro podobne pripady propocitat, jestli jeho model vede k meritelnym efektum...

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re: No a u se blizime

Martin Jahoda,2019-03-14 10:37:01

Chvilku mi trvalo, nez sem asi pochopil zakladni myslenky. Bohuzel mi chybi matematicky zaklad. pokud neco resim tak graficky. Abych to vysvetlil. Kdysi jsem navrhnul(na zaklade klasick0 fyziky) ciste elektricky raketovy motor, ktery by umoznoval dosahnout rychlosti svetla. Samozrejme nefungoval. Myslenka byla, ze vezmu kruhovy zavit a uvnit tohoto zavitu protekaneho proudem vytvorim temer homogenni mag pole. Do tohoto pole vlozim druhy mensi kruhovy zavit, protekany proudem a protoze je v homogennim poli bude na nej pusobit sila, kter8 bude ve v7sledku nulova at ho umistim uvnitr toho vetsiho zavitu kamkoliv. A le mensi zavit na ten vetsi bude pusobit silou ktera bude umerna magnetickemu poli interagujicimu s proudem ve vetsim zavitu. Vnejsi magneticke pole zavitu klesa ze ctvercem vzdalenosti a pokud nebudou zavity soustredne umistene mel by se ten vetsi dat do pohybu ale ten mensi zustat na miste. Ve skutecnosti se dali do pohybu oba a to opacnym smerem. Vysledna celkova sila byla 0.
Abych pochopil proc nahradil sem model malickymi magnety - kvanty a jejich mnozstvi urcovalo intenzitu pole. A protoze plati, ze kazdy takovy magnet interaguje se vsemi ostatnimy a protoze jsou vsechny stejne velke, musi platit, ze kazde dva na sebe vzajemne pusobi opacnou silou stejne velikosti. A bylo to, po grafickem secteni mi vyslo to co sem videl v realu. Vyslo mi ze to nemuze fungovat.
Co tim chci rict, Pokud sem pochopil to co jste mi psal, tak ja nemuzu vztahovat neco vuci vakuu, coz je vlasten nic. Bohuzel, pro me je vakuum jako more castic. To co sem ale dlouho nemohl pochopit, proc se na zaklade Michelsonova pokusu, zamitl "ether". Me to totiz matematicky vyslo v souladu s pozorovanim. Az teprve temer pred chvilkou, jsem zjistil, ze moje uvaha byla o strhavani prostoru "Etheru" objektem, zatimco puvodni myslenka byla obracene. Ze ether je neco pevneho jako mrizka a ze to strhava foton. Chci rict, ze mam pocit, ze sice cela soustava tech rovnic co jste mi odkazal, je spravne ale popisuje to co vidime, ne to co se deje. Ja nevim, treba sem uplne bokem a jdu v duchu hesla, ze na kazdy slozity problem existuje jednoduche, snadno vysvetlitelne ale naprosto spatne reseni. Nicmene mam ten pocit, ze je nekde chyba v pohledu na to jak veci funguji. Co vim je treba to, ze cas jako takovy neexistuje. Cas je jen myslenkova berlicka pro porovnavani poctu zmen dvou jevu. Paradoxne je cas vlastne jakysi ether v kterem se veci deji a vuci nemuz vztahujeme ty ostatni zmeny...

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: No a u se blizime

Jiri Naxera,2019-03-17 00:00:38

Aha už asi vím kde máme problém. Ono to jednoduché je, jenje to trochu jinak. Když píšete že to berete hlavně geometricky, zkusím to trochu napsat přístupně.
Už od Newtona/základky asi znáte Eukleidovský prostor a kartézské souřadnice. A k tomu absolutní čas.
Vzdálenost dvou bodů máte tím pádem (t2-t1, srqt((x2-x1)^2 + *(y2-y1)^2 ...)) -klasick8 Pythagorovka na jedné straně, a rozdíl času na druhé, prostě píšeme ds^2 = dx^2 + dy^2 ...
a výsedkem máte normální Eukleidovskou geometrii. Mimochodem ds^2 je invariant, v libovolné, i pohybující se soustavě naměříte stejnou vzdálenost 2 bodů.
V ní je formulována klasická mechanika, která má podstatnou vlastnost, je invariantní vůči posunutí, otočení a pohybu - tvoří Galileho grupu. V podstatě tím říkáte, že formulace fyzikálních zákonů (rovnice) jsou shodné, nikoli samozřejmě výsledek (když máte sílu dolů a celé to otočíte, tak samozřejmě pak půjde síla nahoru. Ale rovnice které to popisují se nezmění, jen poloha těles kterou do těch rovnic dáváte).
Proč to tak rozepisuji - ono se ukázalo, že příroda ale není invariantní podle Galileovy grupy - máme tu elektromagnetismus, kde v jedné soustavě máte jen elektrické pole, ale v jiné pohybující se vůči ní naměříte i magnetické pole. Ostatně i Michelsonův (amnohé předchozí) pokus je v rozporu s Galileovskou invariancí.
Pak přišel ALbert Einstein s speciální relativitou, kde geometricky se spojil čas a prostor, výsledkem byl prostor už pseudoeukleidovský a vzdálenost dvou bodů je v něm ds^2 = dt^2 - dx^2 - dy^2 - dz^2. A tahle prostoročasová vzdálenost je invariantní, ale vůči Poincarého grupě. Ta se skládá opět z posunu, pak z otočení (v x,y,z), ale navíc s Lorentzovy transformace neboli boostu, při kterém se ale sahá i na čas. Takhle jak to píšu geometricky je to ekvivalentní s obvyklými postuláty STR o konstantní rychlosti světla, z obojího dokážete odvodit celou STR.
Proč to píšu takhle složitě - podle všeho co jsme kdy naměřili, tak je příroda opravdu Lorentzovsky invariantní (resp pokud není, jsou limity narušení Lorentzovské symetrie dost nízké).

Proč takový úvod - příroda je tedy Lorentzovsky invariantní, proto je požadavek na takovou formulaci kvantovky, aby byla také Lorentzovsky invariantní. Výsledkem je kvantová teorie pole (QFT). Jako správná kvantová teorie funguje nad nějakým abstraktním prostorem (Fock space), a místo veličin máte operátory. A ty operátory ne všechny vzájemně komutují. Konkrétně počet částic nekomutuje s energií. Protože vakum je stav s nejnižší možnou energií (teda vlastní hodnota operátoru energie), znamená to mimo jiné, že když se ptáte na počet částic, tak ten nemá ostrou hodnotu - tohle je nějak velmi hrubě asi princip virtuálních částic
Ale co je důležitější, fyzika je Lorentzovsky invariantní. Proto musí být invariantní i stav vakua. Prostě ať jste na Zemi, nebo na (nezrychlující) raketě, bude pro Vás vakum vždy stejné, včetně jeho fluktuací. Co samozřejmě stejné nebude bude hybnost nějaké částice,ale v tu chvíli už máte minimálně dva kvantové objekty (Vás v raketě/na zemi a vůči Vám se pohybující částici). ale pro Vás oba bude vakum stejné. Tedy i virtuální částice atd.

(a u zrychlujícího pozorovatele je to ještě zajímavější, nejen hybnost, ale i počet částic v jeho soustavě neodpovída tomu co pozoruje ten na Zemi - viz Unruhův efekt)

ad čas - i kdyby to byl jen počet interruptů od timeru v simulátoru Vesmíru, tak fyzikálně čas existuje. Stejně i kdyby to byla jen kvantová provázanost stavů, tak existuje prostor (byť pak by nebyl fundamentální). Filosofii bych do toho netahal ;-)

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: No a u se blizime

Jiri Naxera,2019-03-17 00:18:57

Teď mě napadl ještě jeden, asi ne zcela přesný ale zato jednoduchý argument. Kvantové pole si můžeme představit jako řadu harmonických oscilátorů (roviných vln odpovídajícím částici s danou hybností odpovídajících řešením příslušné rovnice - Klein-Gordonovy, Diracovy ...).
Stav vakua je jestli se nepletu 1/2 * suma všech těchto oscilátorů. Když se vůči tomu budete pohybovat, tak uvidíte stejnou nekonečnou řadu, jen trochu posunutou, ale díky tomu že je od mínus nekonečna do plusnekonečna, tak stejnou.
Proto je i vakum lorentzovsky invariantní, včetně v něm vznikajících virtuálních částic

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: No a u se blizime

Martin Jahoda,2019-03-18 22:51:54

jo ta tohle si dovedu predstavit. Tak to mi ledacos vysvetlilo. Koukal sem se na to jinak. To neznamena ze to plne chapu.

Odpovědět

Co tak reset modelu

Petr Golich,2019-03-09 19:07:21

Mám názor, že by měli astrofyzici zbořit dosavadní konstrukci a zkusit to postavit znova tak, aby to berličky nepotřebovalo.

https://www.youtube.com/watch?v=PWACXC-d0hw&t=1558s

Odpovědět


Re: Co tak reset modelu

Milan Krnic,2019-03-10 15:01:40

To bohužel není tak jednoduché.
V kauzalitě našeho světa je současný stav důsledkem myriád předchozích událostí, kteréžto můžete velice obecně přiblížit jako posloupnost vědeckého výzkumu, kde se jeden neurčitý, z kauzálního proudu hypoteticky vytržený člověk něčemu naučí, má nějaké okolí, s někým spolupracuje, třeba i soupeří, atp. a je zase zdrojem vlivu na jinou osobu, která se může učit tomu, co on vytvořil (nebo lépe pohybovat se v prostředí, ovlivněném vlivem oné osoby), a tak stále dále (a hlavně široce - mnoho osob, resp. okolností).
Tedy model nevybuduje jeden člověk za rok. Ten současný se sestává z neuchopitelné množství okolností (zobecněme lidí, na vývoji modelu se podílejících, a to drahnou dobu).
Možná by to zvládla iluzorní umělá inteligence, pokud se k ní někdy dopracujeme. Tomu ale, opět bohužel, nic nenasvědčuje.

Odpovědět

Foton nema hmotnost

Peter Somatz,2019-03-09 13:11:05

Foton nema hmotnost. Ale to neznamena ze nezakrivuje casopriestor. Presne tak ako silna gravitacia ohyba svetlo, tak silne svetlo ohyba gravitaciu. Podobne ako hmota zakrivuje casopriestor, tak casopriestor urcuje ako sa hmota bude pohybovat.
Ak by sme mali 2 obiehajuce neutronove hviezdy okolo seba, jednu normalnu, druhu antihmotovu, tak budu mat nejake spolocne gravitacne tazisko. Ako sa zacnu zrazat a postupne pozierat, tak ta gravitacia nikam nezmizne. (Len potom az s tym ako odleti svetlo)

Odpovědět


Re: Foton nema hmotnost

Richard Pálkováč,2019-03-09 14:02:45

Hmmm, zaujímavá úvaha. Zatiaľ ma ešte nenapadlo rozmýšľať nad tým, že keď anihiluje častica a antičastica, čo sa stane z ich gravitáciou.

Existuje jeden fyzik, čo predpokladá, že ak gravitácia ohýba svetlo, teda čierna diera ho ohne do kruhu, tak to funguje aj naopak. Teda keď on ohne svetlo do kruhu pomocou laserov, tak získa gravitačný účinok ako u mikroskopickej čiernej diery a teda stroj času pre častice. A dokonca tvrdí, že už sa mu to aj podarilo, čomu ja ale neverím.

Odpovědět


Re: Re: Foton nema hmotnost

Jiri Naxera,2019-03-09 18:11:34

Nemluvíte o systémech označovaných jako analog gravity ( https://en.wikipedia.org/wiki/Analog_models_of_gravity ), které jsou důležité hlavně proto, že fungují podle stejných rovnic jako skutečná gravitace, resp QFT v zakřivených souřadnicích, ale je snadné je postavit v laborce, takže se na nich dá experimentálně ověřit některé předpoklady, které nejsou až tak úplně ložené (např. opravdu je reálný Unruhův efekt a/nebo Hawkingovo záření?)

Odpovědět


Re: Re: Re: Foton nema hmotnost

Richard Pálkováč,2019-03-09 18:40:30

Nie, myslel som na toto :

"Physicist Ron Mallet has been looking into the possibility of using lasers to control extreme levels of gravity, which could then potentially be used to control time. According to Mallet, circulating beams of laser-controlled light could create similar conditions to a rotating black hole, with its frame-dragging and potential time travel properties."

https://en.wikipedia.org/wiki/Ronald_Mallett

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Foton nema hmotnost

Jiri Naxera,2019-03-09 18:56:20

Jejda děkuji zajímavé čtení - takže vlastně chtěl vyrobit nahou Kerrovu singularitu? Škoda že mu do toho příroda hodila prostřednictvím Hawkinga vidle, hned by byl vesmír veselejší.

Odpovědět


Re: Foton nema hmotnost

Jiri Naxera,2019-03-09 18:03:40

Pozor, foton nemá KLIDOVOU hmotnost, ale pokud má energii, tak samozřejmě má odpovídající hmotnost (relativisticky to jedno jest) a samozžejmě že to zakřivuje prostoročas. Až na to že má (musí mít) i hybnost, takže s tím při výpočtech musíte počítat taky.

Ale nulová klidová hmotnost ve skutečnosti znamená, že se musí šířit přesně rychlostí světla a tím pádem že ho nelze zastavit. Nic víc.

Odpovědět


Re: Re: Foton nema hmotnost

Peter Peter,2019-03-11 13:25:22

Majme ciernu dieru, majme situaciu ked tesne pod horizontom anihiluje par castica/anticastica za vzniku fotonu so smerom kolko na horizont ciernej diery (z vnutornej strany).
Moze nastat situacia ze na foton neposobi nic ine, len gravitacia? Kedze vieme ze z pod horizontu nic neujde, co sa stane s danym fotonom (predpokladam ze na neho neposobi nic, co by ho mohlo ovplyvnit a stocit jeho drahu)

Odpovědět


Re: Re: Re: Foton nema hmotnost

Jan Děták,2019-03-14 10:48:31

Problém je v tom, že si černou díru představujete jako zakřivený prostor, ale on je to zakřivený časoprostor a všechno za horizontem událostí je nenávratně v naší budoucnosti. Takže foton, který zevnitř poletí k tomu horizontu se k němu nikdy nedostane, protože by cestoval do minulosti a k tomu by potřeboval rychlost větší než je rychlost světla, což fotony neumí ;-)

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Foton nema hmotnost

Peter Peter,2019-03-14 13:07:59

Tu sme sa asi nie celkom pochopili. Je mi jasne ze z pod horizontu by sa nedostal. Je mi tiez jasne, ze nemoze prekrocit rychlost svetla. Je vsak gravitacne vtahovany do centra, no sucastne jeho smer bol iniciovany presne opacne. Co sa s nim teda bude diat ak na neho nebudu vplyvat ziadne ine efekty? Jeho rychlost sa predsa spomalit(zastavit) nemoze.
Samozrejme uvedomujem si ze pravdepodobnost takejto situacie je limitne nulova. Rovnako to, ze v jeho okoli by nevznikol dalsi podobny par, ktory by jeho vektor vychylil.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Foton nema hmotnost

Jiri Naxera,2019-03-16 22:51:30

Předně nemluvme o fotonu (nechci sem tahat kvantovku) ale o zrnku prachu s pohonem.
Pod horizontem neexistuje směr ven - když si nakreslíte časoprostorový diagram, tak pod horizontem máte kausální kužel stočený vždy směrem dovnitř.
(a pokud si vezmete lokálně plochou soustavu spojenou s padajícím pozorovatelem, at zrychlujete jakýmkoli směrem, tak vždy spadnete do singularity dřív - vtip je v tom, že je to dřív vašeho vlastního času, představte si to tak, že pád zbrzdit nemůžete, ale jakákoli snaha proti volnému pádu udělá časovou dilataci a z toho zbytku času vám ještě ubere)

Takže odpověď je že vždy se bude r zmenšovat (ve sférických souřadnicích) neboli všechny směry vedou k singularitě. Prostě je ten prostor zakřivený.

Odpovědět

a to s tým nepočítali?

Iq Tyq,2019-03-09 07:25:30

Roky tvrdím že temná energia je vlastne vyžiarená energia z hviezd a temná hmota je zas vyvrhnutá hmota ako je slnečný vietor a pod .Myslel som však že sa určite mýlim pretože takúto základnú vec by tam automaticky vo svojich výpočtoch zahrnuli.

Odpovědět


Re: a to s tým nepočítali?

Richard Pálkováč,2019-03-09 10:06:52

Myslím, že sa mýlite stále, lebo to, aby fotón mal pokojovú hmotnosť je z hľadiska relativity nezmysel. Teda ak veríme v relativitu, tak je to nezmysel.

Temná energia spôsobuje rozpínanie vesmíru (pravdepodobne až zrýchlené), takže tam Vám hmota vyvrhnutá z hviezd nijako nepomôže, nakoľko tá by sa stále rovnako ako predtým, zúčastňovala gravitačnej súdržnosti objektov vesmíru, čiže pôsobila proti tmavej, temnej, zápornej energii.

U tmavej hmoty, by to nebolo až tak nezmyselné, lenže tej je také veľké množstvo (podľa súčasných predpokladov), že by to Vami predpokladaná vyvrhnutá hmota nepokrývala.

Môj názor si môžete prečítať tu, ak by Vás to zaujímalo : http://riki1.eu/zaporna_temna_tmava_energia_hmota.htm

Odpovědět


Re: Re: a to s tým nepočítali?

Richard Pálkováč,2019-03-09 10:14:21

Sorry, prehliadol som, že píšete, že temné energia je vyžiarená energia z hviezd, takže predpokladáte, že tým pádom sa vlastne znižuje hmota vesmíru, jeho objektov a prechádza táto do nehmotnej energie, takže to dáva celkom zmysel, a to je vlastne presne proti tomu, čo tvrdí tento článok, len neviem či by to pokrylo potrebné množstvo temnej energie.

Takže táto Vaša myšlienka sa mi celkom páči.

Odpovědět


Re: Re: a to s tým nepočítali?

Jiri Naxera,2019-03-09 18:41:54

Myslím, že sa mýlite stále, lebo to, aby fotón mal pokojovú hmotnosť je z hľadiska relativity nezmysel. Teda ak veríme v relativitu, tak je to nezmysel.

Ale relativita o hmotnosti fotonu nic neříká.
Navíc vezmete na začátku vše nehmotné - triplet W bosonů a k nim B boson slabého hypernáboje které mají následně klidovou hmotnost (vše díky interakci s Higgsovým polem) a to čemu říkáme foton je mix W a B s takovými koeficienty (cos^2 a sin^2 Weinbergova úhlu) kde se pro foton ta interakce s Higgsovým polem vyruší takže je zpátky nehmotný (a k němu ortogonální Z je naopak těžší než W+ a W- protože se naopak u něj coupling na Higgse sečte)
Určitě by šikovný teoretik nalezl nějaký mechanismus, jak tohle maličko rozhodit.

Odpovědět


Re: Re: Re: a to s tým nepočítali?

Richard Pálkováč,2019-03-09 18:55:42

Ide o to, že fotón sa pohybuje maximálnou možnou rýchlosťou interakcie a toto môže robiť iba jeden druh častice a to taký, ktorý má nulovú pokojovú hmotnosť. Nič také ako "nejaká veľmi malá pokojová hmotnosť" sa nepripúšťa, to by už celá špeciálna relativita nedávala zmysel.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: a to s tým nepočítali?

Jiri Naxera,2019-03-09 19:17:02

Prosím pěkně, kde se v teorii relativity o tom mluví?
Chci říct - STR postuluje nějakou c a obvykle se konstatuje že je podle všech experimentů shodná s rychlostí světla ve vakuu (a pro další výklad mezi nimi nebudeme rozlišovat, případně se jde dál a prohlásí se c=1 případně G=1 a počítá se v tom co z toho vypadlo), rozhodně si ale nepamatuju, že by z STR nějak vyplynula.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: a to s tým nepočítali?

Richard Pálkováč,2019-03-09 19:48:57

Pokiaľ by nejaký objekt/častica, ktorý/á má čo i nepatrnú pokojovú hmotnosť, mohol dosiahnuť rýchlosť "c", tak potom prečo by túto rýchlosť nemohol dosiahnuť aj objekt, ktorý má povedzme o 1 percento vyššiu pokojovú hmotnosť a tak ďalej sa dostaneme až k Trabantu.

Rýchlosť "c" z nićoho nevyplýva, ona absolútne ani nedáva zmysel, zmysel dáva jedine ak ju porovnáme s niečím, teda ten pomer až dáva zmysel.

Niekedy dávno som vyslovil takúto myšlienku : "Ak by rýchlosť svetla bola 5 km/hod, tak by relativitu objavil už jaskynný človek." V zápätí som si ale uvedomil, že je to hlúposť, lebo potom by boli všetky ostatné procesy v rovnakom pomere spomalené a tých 5 km/hod by bola rovnako závratná pre toho jaskynného človeka, ako je 300 000 km/sek pre nás.

To, že táto maximálna rýchlosť interakcie existuje (že je konečná) , logicky vyplýva z našej viery v existenciu fyziky, ktorá platí pre všetkých rovnako. No a potvrdzujú to aj prevedené experimenty v našom blízkom okolí.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re: a to s tým nepočítali?

Jiri Naxera,2019-03-09 23:28:36

Ne, ještě jinak.
Máte prostor, úplně obyčejný, na povrchu jako správný evropan měříte v metrech, ale výšku po vzoru letců ve stopách.
Obvykle to funguje, ale počítá se v tom ne zcela dobře když nepočítáte jen na vodorovné rovině, nebo jen na svislé přímce. Tak objevíte že výška je to samé a stanovíte nějakou konstantu abyste měl společnou jednotku, v tomhle případě ze stop na metry.

v relativitě to samé - máte čtyři souřadnice, x0 měříte v sekundách, a x1..x3 v metrech. Dlouho Vám to stačí, ale pak přijde nějaký Albert Einstein, a začne říkat že vlastně ty 4 souřadnice jedno jsou, a dospějete k úlohám kde mezi nimi nějak otáčíte. Pak je prima obvykle tu x0 převést na rozměr ostatních (metry), a tak postulujete nějakou rychlost c která tak poslouží, takže pak součadnice (ct, x1, x2, x3) [m] dává smysl. O téhle rychlosti (která vyplývá přímo z existence Minkowského prostoru, resp jeho metriky) se mluví v teorii relativity jako o rychlosti světla (ve vakuu).
Ale to je jen proto, že se zjistilo, že až na dosažitelnou přesnost se světlo pohybuje přesně touhle rychlostí.
Jediné co Vám STR říká je, že pokud se světlo pohybuje přesně mezní rychlostí a má nosič, tento nosič nemůže mít žádnou klidovou hmotnost. A že tenhle nosič s v=c není možné zpomalit ani zrychlit (a že nic hmotného až na tuto rychlost nelze zrychlit). Ale nic víc.

Pokud by byl foton hmotný, tak se bude pohybovat pomaleji než mezní rychlost časoprostoru (nazvěme ji c), takže pak už tomu nebudete moci říkat rychlost světla, ale budete muset mluvit o mezní rychlosti, a třeba s tím budete zacházet jako s rychlostí zvuku. Ta může být jakkoli nízká, ale nikdy nedosáhne mezní rychlosti (v našem případě rovné rychlosti světla - tedy pokud nemá hypotéza z článku pravdu).

Takže pokud by byla rychlost světla 5km/h, předběhnul byste svůj obraz ale jinak by se nic moc nedělo (teda když pro jednoduchost ignorujeme že chemické síly jsou převlečenej elektromagnetismus).

Ale pokud by klesla i mezní rychlost, byl by to průšvih. Žádná mechanická síla by se nešířila rychleji než těch 5km/h, tím by se dost rozpadla mechanika, akustika, všechno.

Mimochodem, ten jeskynní člověk by mohl běhat stejně rychle jako teď. Jen by viděl něco jiného než vidíme my, ty optické relativistické efekty jsou dost viditelné ;-), ale rekord 100m za 10s (museli bychom doplnit 100m před rozeběhnutím a 10s vlastního času běžce) by platil přibližně dál.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: a to s tým nepočítali?

Richard Pálkováč,2019-03-10 11:55:33

Ďakujem Vám za dlhý príspevok, ale nesúhlasím s Vami. My totiž nemôžeme ignorovať , že "chemické síly jsou převlečenej elektromagnetismus". Nejde len o chemické sily, ale o všetky deje okrem jadrových a gravitácie.

Keby som nejakým zázrakom mohol prísť do toho "pomalého sveta" a zachovali by sa iba pre mňa fyzikálne konštanty z môjho súčasného, tak by som videl všetko veľmi spomalené. Ak by sa ale moje fyzikálne konštanty prestavili na ten pomalý svet, tak by som si nič nevšimol.

Nerozumieme si hlavne kvôli tomu myslím, že tá "definícia" rýchlosť svetla 5 km/hod nie je veľmi korektná.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: a to s tým nepočítali?

Jiri Naxera,2019-03-10 13:34:32

Aha, proto si nerozumíme. Ono je vůbec otázka jak daleko zajív v těhle co kdyby světech. (mimochodem George Gamow - pan Tompkins v říši divů znáte?)
Vzít to do důsledků, i daleko menší změna jakékoli konstanty by vedla k úplně jinému Vesmíru, dost možná i bez hvězd, planet lidí, tak musíme trochu brzdit rozlet a jak píšete počítat s pár nereálnými předpoklady. Něco mi říká, že pokud by byl jejich (tuším se takové hypotetické částii říká dark foton?) foton hmotný, tak buď by byl velmi lehký a viz článek, jejich temné světlo by se šířilo skoropřesně c, a nic moc byste nenaměřil (i ten vysokoenergetický foton z supernovy přes celý Vesmír by přiletěl prakticky stejně jako jeho nízkoenergetičtí kamarádi,spektrum atomu vodíku by sedělo na dostatek míst jako teď apod.), zato kdyby byl těžký, dostal byste interakci působící na velmi malé vzdálenosti, něco jako naše slabá interakce. Pak by se ale žádní pomalí lidé nekonali,nebyla ani atomy,jen volná jádra a elektrony.
A nebo zpomalíte mezní rychlost a necháte světlo na stejnou rychlost, pak tam bude otázka jak do toho vetknete náš časoprostor, a tam se bojím, že budete mít volné parametry jak v prostoru, tak v čase. (nemusíme vymýšlet složitý systém, stačí si představit že ten svět s malou c běží v počítači, a protože v něm neexistuje žádný etalon, je rychost simulace i měřítko v jakém zobrazujete jejich souřadnice volné.)

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: a to s tým nepočítali?

Richard Pálkováč,2019-03-10 14:52:52

Ano, keby sme zmenili len jednu základnú konštantu (aj nepatrne), tak sme v inom vesmíre, kde nič rozumné neexistuje, a aj to je na zamyslenie, že "ako je to možné ?" (evokuje to vytvorenie nášho vesmíru nejakou inteligenciou), ale to je už dnes dosť známy fakt a aj populárny. Z Vami spomínaného druhu knižiek som už vyrástol :)

Tou zmenou rýchlosti svetla, som mal na mysli, že tým sa zmenia aj všetky náväznosti (aspoň v oblasti elmag. interakcie) a tým pádom sa vlastne nezmení nič. No ale to samozrejme nie je celkom korektné, pretože všetky základné konštanty nemusia naväzovať (vyplývať) z toho.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: a to s tým nepočítali?

Jiri Naxera,2019-03-10 17:13:26

ad nějaká inteligence - i ta potřebuje takovou formu přírodních zákonů, které umožňují vznik a existenci dostatečně komplexního systému který je ono uinteligencí. Ještě jste si to zůžil.

Ale otázka je, jak vlastně vypadá abstraktní prostor možných vesmírů, jaká je v něm dynamika (v případě věčné inflace a superstringového landscape např.) a kolik z nich vede k něčemu co by se dalo nazvat vesmír schopný být obývaný inteligentními tvory. teprv pak se dá mluvit o tom jestli je to zázrak, nebo rutina ;-)

Odpovědět


Re: a to s tým nepočítali?

Jan Balaban,2019-03-09 14:34:42

Povedzme, že dve hviezdy z dvojhviezdy, jedna z hmoty a druhá z antihmoty obiehajú okolo hodne vzdialeného hmotného centra preto, že centrum zakrivuje priestor. Keby sa po anihilácii obe hviezdy dokonale premenili na fotóny, tak by sa fotóny síce rozleteli všetkými smermi ale rešpektovali by zakrivenie priestoru. Prečo by mali vyvodzovať energiu, pôsobiacu presne proti grevitácii?

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni












Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace