A gravitáló anyagnak van gravitációs erőtere, ez határozza meg az égitestek mozgását, a vákuumnak viszont nincs. Ha a vákuum sűrűbb lenne, mint a közönséges anyag, akkor a gravitációnak lenne egy olyan óriási forrása, aminek nem tudnák az okát.
A vákum nem a tér maga?A kérdésre pedig a leglogikusabb válasz az,hogy sűrűbbnek kell lennie,hiszen ha nem lenne az,akkor az égitestek egyre gyorsulva pörögnének és száguldanának/zuhannának benne.Egyébként mérik valahol azt,hogy pl a galaxisunk forgása gyorsul ,illetve lassul?Kíváncsi lennék hogy melyik.
Földi körülmények között valóban csak zárt edényben lehet vákuumot létrhozni. Ez azért van, mert a Föld gravitációs vonzóereje, és elegendően alacsony hőmérséklete lehetővé teszi, hogy elég sűrű llégkörünk legyen. Így itt a Földön vákuumot nehéz létrehozni.
De a világűrben alapvetően nagyon kicsi az anyagsűrűség, így itt a vákuum a természetes. Itt nem érvényesül egy égitestnek sem olyan erős gravitációs vonzóereje, ami lehetővé tenné sűrűbb légréteg kialakulását. Ilyenkor sűrű anyag létrehozásához kellenének egyének, és kompresszorok. Vagyis az Univerzum legnagyobb részeiben a természet nem az "űrtől retteg", hanem az anyagtól retteg. :)
Pont tegnap a discoveryn a tv-ben láttam egy műsort,melyben a mítoszrombolók azt a mítoszt igyekeztek megcáfolni,hogy az amerikaiak nem is léptek a holdra valójában és az egész csak egy műtermi felvétel,mert a zászló amit Amstrong lenyomott a hold homokjába,lengett,holott nincs is légköre a holdnak.
Szóval ez volt a műsor lényege,amiben csináltak egy kísérletet is mely a következő volt:
-vákumban ejtettek le egy madártollat és egy vaskalapácsot egyszerre.A kísérlet bebizonyította,hogy mindkettő tárgy egyszerre ért földet tömegüktől függetlenül.
A kérdésem a következő a jelenlévőkhöz.
Vákum csak zárt térben hozható létre tudomásom szerint,és mivel a világűrben is vákum van,így azt kell feltételeznem,hogy a világür zárt.
Esetleg van valami elképzelés arra vonatkozóan,hogy mi mástól lehet még vákum az univerzumban?
Nagyon szívesen! :) Ajánlom Neked a Marx György Kvantumelektrodinamika című könyvet, amiben rengeteg magyarázat van. És, nem egy formalizmus gyűjtemény, több benne a magyarázat, mint a képlet. Ez nemrelativisztikus kvantumelektrodinamika, de mégis hatalmas ugrás a kvantummechanikához képest.
Igen, persze. Csak valamit módosítani is kell, mert a detektort diszkrét becsapódások áradata lepi el, amik összességében a hullámtermészetnek megfelelő eloszlással érik azt. A térelméletben ez úgy oldódik meg, hogy a mezőt kell a klasszikushoz képest megváltoztatni, hogy lokalizált ingadozások jöjjenek benne létre. De a mező alapvetően hullámokat képes közvetíteni. Vagyis úgy gondolom, hogy a hullámtermészet elegendő a jelenségek megértéséhez. A hullámok kategóriájába a lokalizált csomagok is beletartoznak. A diszkrét becsapódások ezek szerint a mezők lokalizált hullámcsomagjai okozzák.
Szóval egy eléggé nagy vasfüggöny van a kvantummechanika és a kvantumtérelmélet között.
A kvantumtérelmétben csak folytonos mezők vannak, amik minden pontja harmonikus oszcillátornak tekinthető. Ezek a jelenlegi térelméletekben pontszerűek, és általuk lehet leírni a mező mindenféle rezgésállapotát (még a teljesen szabálytalan ingadozásokat is). A klasszikus mezőből kvantálthoz úgy jutnak, hogy a mező klasszikus térmennyiségeinek egymással fel nem cserélhető operátorokat feleltetnek meg. Ezt másodkvantálásnak nevezik. A kvantummechanikában, ahol a szokásos fizikai mennyiségekhez rendelnek egymással fel nem cserélhető operátorokat, azt nevezik első kvantálásnak.
Érdekes, és ez nagyon meglepő, hogy azzal, hogy a mező térmennyiségeit felnemcserélhető operátorokra cserélik ki, azzal már minden részecskeszerű tulajdonság figyelembe van véve. Annak ellenére, hogy ezek a térmennyiség-operátorok a mezőnek teljesen folytonos függvényei, és ezek ugyanúgy klasszikusan hullámzanak, mint a kvantálatlan mező térmennyiségei.
Példa erre az elektromágneses mező kvantálása:
Ex,Ey,Ez,Bx,By,Bz mennyiségek leírják az elektromágneses mezőt a kvantálás előtt. Ez az elmélet nem adja vissza a korpuszkulatulajdonságot. Viszont, ha ezek a térmennyiségek helyett Ex,Ey,Ez,Bx,By,Bzoperátorokat rendeljük, amik között adott kommutációs relációk vannak, akkor a fotonok jelensége figyelembe van véve. Annak ellenére, hogy ugyanúgy hullámtulajdonsággal rendelkezik a mező, csak nem a klasszikus térmennyiségek hullámzanak, hanem az ezeknek megfelelő térmennyiség-operátorok.
Teljesen igazad van! Mert a kvantummechanika tartalma és szemléletmódja teljesen egyezik a Tiéddel. Born és Schrödinger között óriási viták voltak, mert Schrödinger egy folytonos elektronanyagra vonatkoztatta a hullámegyenleteit, míg Born pontszerű korpuszkulákra, szerinte aminek valószínűségeloszlását adja meg a Schrödinger egyenlet. Ez az elfogadott szemlélet és az a jó, ha a kvantummechanika terén ezt fogadod el. A valószínűségelmélet legjellemzőbb vonása, hogy a részecske összvalószínűsége egyre normálható, mert a részecskeszám megmarad. Nem keltődhet és nem tünhet el részecske, az elemi részecskék átalakulási folyamatait nem adja vissza.
Sajnos a kvantummező(vagy kvantumtérelmélet) szakít a kvantummechanikával. A mezőelméletben a részecskeszám megmaradásával szakítani lehet, a részecskék keltődhetnek és eltünhetnek. Ez az elmélet az elemi részecskék átalakulásait is képes leírni. Azokban az esetekben ahol a 20-as években alkotott kvantummechanikát alkalmazzák a mezőelmélet teljesen visszaadja a kvantummechanikát. Nagyobb energiákon, ahol például párkeltések, stb. zajlanak le, ott már a mezőelmélet használatos.
Azt látom, hogy a kvantum mezőelméletben a hullámtermészet a valóságos, és a korpuszkulatulajdonságot az adja, hogy a klasszikus mezőtől eltérően a kvantummező tudja a határozatlansági relációt. A korpuszkulák hasznos segédeszközök, az apró térerőingadozások jellemzésére. Alapvetően a hullámtermészet híve vagyok. A korpuszkula tulajdonságot a hullámok is visszaadják, ha a hullámok nem végtelen kiterjedésű szinuszhullám, hanem egy hullámcsomag. A hullámcsomag pont olyan lokalizált, mint egy részecske. Ha a hullámcsomag egy időfüggetlen sajátállapot, akkor nem folyik szét. Ilyenek a Hermite-polinomok a mezők oszcillátoraira. A szoliton is ilyen, de ilyen csak nemlineáris mezőben (kölcsönható) lehet.
Privattinak nagyon igaza van, mert amit mond az az elfogadott kvantummechanikai értelmezés. Vagyis az összes kvantummechanikai könyvben a Born-féle valószínűségi szemlélet van tárgyalva.
Helyes a szinuszos megoldás is. Igaz, hogy komplex exponenciális amplitúdók jönnek ki az időfüggetlen megoldásokra, de az időfüggő megoldások ezek lineárkombinációi:
sinx=(exp(ix)-exp(-ix))/2i
cosx=(exp(ix)+exp(-ix))/2
Mivel a szabad mezőknek lineáris hullámegyenletek felelnek meg, ezért a lineáris szuperpozicíó miatt a megoldások lineárkombinációi is megoldások.
Persze, a hullámtermészetnek valódinak kell lennie! Igazából a mezőelméletekben is csak hullámegyenletek vannak. Vagyis csak hullámok! A Feynmangárfok is nem egyebek, mint egy mezőkből álló kifejezés rajzos szimboluma, ahol a mezők hullámmozgást végezne. A mezőelméletben sohasem kell korpuszkulákra mechanikai egyenleteket felírni, nincsenek korpuszkulák! Vannak keltő és eltüntető operátorok, amik a mezők kvantált oszcillátorainak energiaszintjeit keltik és tüntetik el, de az oszcillátorok a hullámmozgást végző mezők építőkövei. A mező nem egyéb, mint egymás mellett elhelyezkedő oszcillátorok összessége. A keltő és eltüntetőoperátorok vannak részecskéknek tulajdonítva.
"A vírtuális részecskék interferálnak a mi egyetlen "látható" részecskénkel.
Sőt mi több, képesek szerepet cserélni vele. Ez vezet az alagúthatáshoz hasonló folyamatokhoz."
Az alagúthatás egyértelműen a hullámtermészet bizonyítéka. A mező legalapvetőbb tulajdonsága, az benne az térmennyiségek változása hullámzásra vezet. Ez a mező a kvantumjainak "sodrosát" ez a jelenség vezérli. A virtuális részecske nem éli meg a valós részecske detektálását, mert véges élettartammal rendelkezik. A valós részecskék megjelenése +végtelen időpillanatban következik be. (az elmélet szerint) Így nem cserélődhetnek, és nem interferálódhatnak egymással, mert amikor vituális részecske létezik akkor nem létezik valós részecske.
Feynman gráfból mindent ki lehet számítani, minden hatáskeresztmetszetet. A kimenő és bemenő lábak szimbolizálják azokat a részecskéket, amiket bármi módon mérhetünk. Tudom, hogy nem a pályájukat mutatja, mert a mezőelméletek csak a részecskék előfordulási valószínűségeit tudja megmondani, nincs értelme a pálya fogalmának. Ahogy a részecske impulzusának egy pontos időértéket tulajdoníthassunk le kell mondani a folytonos időbeli dinamikáról. Csak azt lehet megfigyelni, hogy a -végtelen időbeli kezdeti állapotokból milyen +végtelen időpontbeli végső állapotok keletkeznek. És a köztes állapotokban levő propagátorok (amikhez rendelik a virtuális részecskéket), ezekkel a kimenő illetve bemenő állapotokkal fejezzük ki. Olyan, mint amikor a hélium elektronszerkezetét hidrogénállapotokkal fejezik ki, azok bonyolult kombinációja. Amennyi valóság a kvantumokban lehet (amit elméletileg figyelembe lehet venni) az a Feynman gráfokban van.
Jelenleg a hullám-részecske dualizmus megoldása abban lehet, hogy összehasonlítjuk a kvantálatlan klasszikus mezőt és a kvantált mezőt egymással. A kizárólagos hullámtermészettel a klasszikus mező rendelkezik. Miért?
Mert a mező klasszikusmechanikai oszcillátorok összessége. Ha kényszerrezgésnek tesszük ki, akkor lesz egy súrlódás jelenlétében lecsengő sajátrezgése, és egy módosult frekvenciájú kényszerrezgése (amihez tart a rendszer ahogy a lecsengő sajátrezgés elhal). Mind a sajátrezgése, mind a kényszerrezgése szinuszhullám, vagyis a folytonos hullámzás megvan.
Mi a helyzet a kvantált mezővel? Úgy kaptuk a klasszikus mezőből, hogy a klasszikusmechanikai oszcillátorok lettek cserélve kvantummechanikai (határozatlansági relációt figyelembe vevő) oszcillátorokkal. Ennek kényszerrezgése szintén egy lecsengő sajátrezgésből, és egy kényszerrezgésből áll. A kényszerrezgés lehet szinuszos, de a sajátrezgése nem. Ugyanis a kvantált rezonanciaállapotaihoz nem szinuszhullámok, hanem Hermite-polinomok tartoznak. A Hermite-polinomok nem rezegnek végtelen kiterjedésben, mint a szinuszhullám, hanem lokalizált. Messziről ránézve pontszerű részecske benyomását keltheti. Ez a korpuszkulatulajdonságot simán vissza tudja adni.
Bár a mezőnek a kényszerrezgése továbbra is lehet szinuszos. Vagyis ez képviselheti a klasszikus limesz folytonos hullámzását.
Az átalakulási folyamatok azért interferálnak, mert valódi átalakulások mennek végbe a vákuumban. Az összes lehetőség létrejön, de nem feltétlenül azon az egyetlen részecskén, amit mi látunk. A vírtuális részecskék interferálnak a mi egyetlen "látható" részecskénkel.
Sőt mi több, képesek szerepet cserélni vele. Ez vezet az alagúthatáshoz hasonló folyamatokhoz.
No, majd akkor megint elküldöm Neked a szakdolgozatom "virtuális változatát", kiegészítve Bojowald egyenleteivel, pl. hogy miképpen módosul a Friedmann-egyenlet, ha kvantumkozmológiai paramétereket is számításba veszünk..... Ezt már sajnos, csak az államvizsga prezentációmban fogom tudni ismertetni, mert szakdolgozatomat már rég leadtam.....
Érdekes, hogy kvantált becsapódásokat lehet látni, ugyanakkor ezek a kvantumok becsapodásának eloszlása követi az interferencia törvényeit. Ez még nem probléma, ha nehezen is, de elfogadjuk Born valószínűségi szemléletét.
De az a furcsaság is fellép, hogy Feynman-diagramok esetén, ahol részecskék pályáit ábrázolják, is fellép az interferencia. Vagyis különböző folyamatoknak megfelelő diagramokat kell sok esetben amplitúdó szinten összeadni. Például a Compton szórásnál is két folyamat valószínűségi amplitúdóját kell összeadni. Ez a hullám-részecske dualizmusnak a szokásos kvantummechanikai példáknál sokkal durvább változata. Mert, ha egy adott részecskék átalakulásait ábrázolja, akkor milyen interferenciáról is van szó? Hiszen az ernyőbe való fotonbecsapódás esetén az interferenciaeloszlás kialakulása, a Born-féle valószínűségelmélettel magyarázható (a hullámfüggvény megadja a kvantum becsapódási valószínűségét, ami hullámzást mutat). De egy Feynman-gráfnál, ami csak egy-vagy csak nagyon kevés részecskét mutat, mi magyarázza az interferenciát? Mondjuk két kvantum átalakulása, miért interferálhat egy másik folyamattal, hiszen itt a valószínűségi törvények nem tudnak érvényesülni, mert nem 100000000000000000 részecskéről beszélünk, hanem csak 1-2-ről.
