Fórum: A távolhatás egy lehetséges magyarázata

Wernerm az általam előzőleg kifejtettekkel kapcsolatban az egyik hozzászólásában megjegyezte, hogy nem ellenőrizhetők. Igaza van. Most eszembe jutott hogyan lehetne (talán) ellenőrizni, igazak-e az általam leírtak: Ha igaz hogy a térben szétoszlott, egymásba fonódó virtuális töltés-párokat vonzza a gravitáció, akkor erős gravitációs térben több töltés-pár van a vákuumban - tehát erős gravitációs térben a vákuum elektromos permittivitása nagyobb, mint gyenge gravitációjú térben. Ez azt jelentené, hogy a vákuum elektromos permittivitása nem mindenütt azonos a térben, vagyis nem igazán állandó. Sőt, ha gravitáció tényleg vonzza a virtuális töltéspárokat, akkkor a fekete lyukak állandóan "szívják magukba" a tér többi részéből a virtuális töltéspárokat - és nem engedik visszaáramlani, és akkor a tér többi részében állandóan csökken a virtuális töltéspárok száma - ennek következtében a vákuum elektromos permeabilitása is lassan, de állandóan csökken. Föntiek következtében nem csak térben, de időben sem állandó a vákuum elektromos permeabilitása. Ha a vákuum elektromos permeabilitása időben és térben változik, akkor a fénysebeség sem állandó, az is változik, mert az a vákuum elektromos permeabilitásának is függvénye. Már olvastam néhány csillagásztól olyat, hogy méréseiket, megfigyeléseiket csak azzal tudják magyarázni, hogy a vákuum elektromos permeabilitása időben és térben változik, és a fénysebeség sem állandó. Ők nem tudták okát adni annak, hogy miért változna a vákuum elektromos permeabilitása és a fénysebeség.

Teljesen igazad van.

A centripetális erő NEM tehetetlenségi erő.

"A centrifugális és a centripetális erő tehetetlenségi erő, gyorsuló koordináta-rendszerekben lépnek csak fel. Inerciarendszerben nem lép fel tehetetlenségi erő, a Föld és a Hold között csak és kizárólag a gravitációs erő hat."-írod.

Milyen erő okozza akkor a köszörűkő fölrobbanását, a túl nagy fordulatszámmal üzemeltetett köszörűkben?

Egy hozzászólás: a para-pozitrónium átlagos élettartama 10 a mínusz 10-en mp, míg az orto pozitrónium átlagos élettartama 10 a mínusz 7-en mp.

Az elektron-pozitron pár esetében sem kizárt ez a fajta mozgás, példa rá a pozitrónium, ahogy azt Alma is írta.

"A példám azt akarta bemutatni, hogy ha a testek csak ketten vannak, akkor sem magától értetődő, hogy sebességvektoraik egy irányba állítódnak."-írod. Én csak annyit állítottam, hogy ha két test gyorsulási vektorai egymás felé irányulnak, akkor nagyon rövid időn belül a sebességvektoraik is egymás felé fognak irányulni. A rövidség és az egyszerűség kedvéért nem tettem hozzá, hogy amennyiben a két test induló állapota nem az, hogy egymáshoz képest állnak, hanem nem egymás felé irányuló sebességük van, akkor a helyzet bonyolódik. Ez természetesen így van, de természetesen minden egyszerű állítás további körülményekkel komplikálható olyan körülményekkel amik megváltoztatják a kimenetelt.

Korrigálok néhány tárgyi tévedést a korábbi hozzászólásokban:

-A centrifugális és a centripetális erő tehetetlenségi erő, gyorsulú koordináta-rendszerekben lépnek csak fel. Inerciarendszerben nem lép fel tehetetlenségi erő, a Föld és a Hold között csak és kizárólag a gravitációs erő hat.

- 1/r-es klasszikus potenciálban (elektromágneses erő, gravitáció) a zárt pályán (ellipszis / kör) mozgó test összenergiája mindig negatív. Ha nem éri valamilyen külső behatás, akkor (a végtelenbe) eltávolodni sosem tud a potenciál centrumától. A parabola pályán mozgó test összenergiája zérus, hiperbola alakú pályán mozgó test energiája pozitív.

Egy hozzászólás: - a Föld-Hold rendszer egy kvantumos analogonja a pozitrónium.

Szvsz a Newton féle mozgástörvénybe azért ne pakold be a centrifugális erőt. Nem olyan fajta az, ami meg szokta változtatni egy test mozgását. (egyébként is csak a kinematisták találmánya az egész)

,,föllépő centrifugális erő nemcsak hogy kiegyenlíti a gravitáció vonzását, de nagyon lassan még távolodnak is egymástól"

A mech energia viszont megmarad, próbálj számolni azzal is. Ha távolodik akkor a keringés lassul, majd elvész a centrifugális erőd (bármit is nevezzél annak). Inkább azt kéne megnézni, hogy végtelen messze érve marad-e sebessége a testnek. Ha az emlékeim nem csalnak, akkor a kering/elszáll/belezuhan csak a kezdeti v0 nagyságától függ, annak irányától nem.

Azaz két objektum hiába vonzza egymást mindég, hiba tart egymás felé egyre növekvő sebességgel, mégis általában elszállnak egymástól végtelen messze.

A távolsággal négyzetesen arányos vonzó erők meg egészen véletlenül ugyanolyan alakúak, és ugyanazt a mozgást szokták leírni.

Persze, ez rendben van - de az elektron-pozitron pár esetében ez a fajta mozgás kizárt?

Az "egyéb erők"-ön én külső erőket értettem, magyarán az egyéb erők kizárásán azt, hogy a két test zárt rendszert alkot.

A példám azt akarta bemutatni, hogy ha a testek csak ketten vannak, akkor sem magától értetődő, hogy sebességvektoraik egy irányba állítódnak.

Hát.. jobb lenne nem belekombinálni az égi mechanikát, de legyen. A hold és a föld a nehézségi gyorsulás (gravitáció) miatt gyorsulva haladnának egymás felé, és ezt csak azért nem teszik, mert keringenek a közös tömegközéppontjuk körül, olyan sebességgel, hogy az emiatt föllépő centrifugális erő nemcsak hogy kiegyenlíti a gravitáció vonzását, de nagyon lassan még távolodnak is egymástól. Tehát ha nem lenne az "egyéb erő" (= centrifugális erő) akkor a hold és a föld bizony már rég egymásnak ütközött volna. Úgy gondolom rosszul látod.

Nem a probléma lényegét firtatnám, csak úgy eszembe jutott egy szituáció: mondjuk a Föld és a Hold esete. Gyorsulásvektoraik elég régóta egymás felé mutatnak, sebességvektoraik - hál'istennek - nem.

(Természetesen hatnak rájuk "egyéb erők" ... de nem hiszem, hogy azok miatt vannak el ily békésen.)

Rosszul látom?

Ha két test gyorsulás-vektorai egymás felé mutatnak - és egyéb erők nem hatnak rájuk - akkor csak (egy nagyon rövid) idő kérdése, és a sebességvektoraik is egymás felé fognak mutatni.

"... azt írod, hogy egy közel lévő elektron és pozitron mindig egymás felé megy. Szemmel láthatóan ez klasszikusan hülyeség, de kvantumosan is annak kell lennie, mert sok ütközési kísérletből jön ki pozitron anélkül, hogy közben "belesodródna" egy elektronba."-írod.

Nem azt írtam, hogy mindig egymás felé mennek. Azt írtam, hogy föltételezek egy mechanizmust, ami miatt hajlamosak egymás felé sodródni. Ahol nincs a közelben "igazi" elektron (pl. jó vákuum) ott természetesen nem sodródnak egymás felé az elektron és a pozitron. Illetve lehetnek olyan sebesség-vektoraik, amik elfelé mutatnak egymástól, és ha ezek elég nagyok, akkor nem fognak egymás felé mozogni. Léteznek olyan kísérletek is amik azt bizonyítják, hogy megfelelő közelségben lévő elektron és pozitron bizony egymás felé mozdulnak, ha nincs egyéb tényező ami ezt akadályozza. Egyébként a klasszikus elektrosztatikából is ez következik, csak ott a vonzás okaként az elektromos mezőt adják meg, ami számomra egy meglehetősen elvont dolog, aminek a pontos működési mechanizmusára, illetve okára lennék én kíváncsi. Ezt próbáltam megadni a leírásomban.

(A pozitron emissziós tomográfia is azért működhet, mert az izotóp által kibocsátott pozitron az (emberi) szervezet anyagában nagyon hamar odasodródik/vonzódik egy elektronhoz, és egyesülve vele, két ellentétes irányú gamma-fotont bocsájt ki.

Ha két test vonzza egymást, akkor nem sebességvektoraik mutatnak egymás felé, hanem gyorsulásvektoraik (szigorúan klasszikus tárgyalásban). Te mindenképp elsodródást írsz, vagyis azt írod, hogy egy közel lévő elektron és pozitron mindig egymás felé megy. Szemmel láthatóan ez klasszikusan hülyeség, de kvantumosan is annak kell lennie, mert sok ütközési kísérletből jön ki pozitron anélkül, hogy közben "belesodródna" egy elektronba.

Ez a ragacs-tapadósság hasonlatom nem biztos hogy jó. Inkább úgy fogalmaznék, hogy az elektron és a pozitron végső soron nem vonzzák egymást, hanem az alább majd részletesen leírt valószínűségi mechanizmussal sodródnak egymás felé - amit mi úgy érzékelünk/mérhetünk hogy vonzzák egymást. Adott egy elektron és egy pozitron a térben, olyan távolságban, amikor már jól érzékelhető a "vonzódásuk". A tér tele van virtuális elektron-pozitron párokkal. Az elektron ki tud cserélődni a virtuális párok elektronjaival. Ennek a kicserélődésnek a során - egy bizonyos mértékig el kell szakítania a virtuális párok elektronjait a virtuális párok pozitronjaitól. A pozitron ki tud cserélődni a virtuális párok pozitronjaival. Ennek a kicserélődésnek a során - egy bizonyos mértékig el kell szakítania a virtuális párok pozitronjait a virtuális párok elektronjaitól. Föntiek erdményeképp: az elektron a pozitron irányában már föllazított virtuális párokat "lát", vagyis errefelé már részben leválasztódott virtuális elektronokkal találkozik amikkel könnyebben ki tud cserélődni - ezért elsodródik a pozitron irányába. A pozitron is föllazított virtuális párokat "lát" az elektron irányában, vagyis errefelé már részben leválasztódott virtuális pozitronokkal találkozik, amikkel könnyebben ki tud cserélődni - ezért elsodródik az elektron irányába. Mi (kívűlről) azt fogjuk mérni, hogy vonzzák egymást. Hasonló ez a fönti folyamat a gázok nyomásához. Adott mennyiségű (és anyagú) gáznak - egy adott térfogatban és hőmérsékleten - könnyen kiszámítható nyomása van. Ha a molekulák/atomok szintjéről vizsgáljuk ezt, akkor látjuk, hogy a gáz nagyon sok, eltérő sebességgel, eltérő irányba száguldozó részecskéből áll, és az állandónak érzékelt nyomás abból adódik hogy ezek a részecskék gyakran (és gyorsan) ütköznek a tartály falának (illetve a mérőműszernek). Tehát a(z állandónak mért) nyomás apró részecskék véletlenszerű mozgásának összegződéséből alakul ki.

A kép amit leírsz amúgy sokban hasonlít a kvantum-elektrodinamika képére, pusztán az elektromágneses mezőt próbálod kijátszani belőle. A QED-ben az elektromágneses mező a ragacs, ami összeragasztja a pozitív és negatív töltéseket.

A (kvantum-)elektrodinamika mezőkkel dolgozik, az elektromágneses teret egy négyesvektor-mező írja le, az elektronokat pedig egy ún. spinormező. A mezők matematikailag megfogható objektumok, függvények a téridő felett(A kvantumelméletben operátorok.) Az pedig, hogy négyesvektor, vagy spinor, a mezőnek egy belső struktúrája, ami akkor jelenik meg, ha a téridőben "elforgatjuk" a koordináta-rendszert, azaz végrehajtunk egy Lorentz-transzformációt.

A mezőt el lehet úgy képzelni mint egy gumilepedőt, ami tud rezegni. Egy ilyen gumilepedő az elektronokat leíró spinormező, egy másik az elektromágneses mező. A gumilepedők között van kölcsönhatás, így ha az egyiket megrázom, a másik is rezegni kezd. Ha mindkét gumilepedő áll, akkor vagyok vákuumban, nem látok sem fotont, sem elektront a rendszerben. Ez a rendszer alapállapota, ennek a legkisebb az energiája.

Ha berakok egy elektront a rendszerbe, akkor a spinor-gumilepedőt megnyújtom, de emiatt megzavarom az elektromágneses gumilepedőt is, így alakul ki az elektron elektromágneses tere. Az elektron sosem létezik az elektromágneses tere nélkül, azt hurcolja magával.

A kvantált elméletben a lepedőket nem lehet akárhogy mozgatni, bennük csak bizonyos kvantált kitérésű rezgések jöhetnek létre, azaz csak egész számú elektront és fotont rakhatok a rendszerbe. Természetesen kvantumelméletről lévén szó ilyen állapotok szuperpozíciója is lehetséges, ekkor nem tudom pl. hogy elektron-pozitron pár vagy épp két foton van a rendszerben. (Megmérve bizonyos valószínűséggel ez vagy az, de 0.123 elektront nem láthatok)

Vessük össze ezt azzal amit te írsz! Azt mondod, hogy a virtuális párok mindenhol jelen vannak a térben, ez nagyjából annak felel meg, hogy a gumilepedő az egész téridőre kiterjed. A fotonok azonban nem az elektron-pozitron párok hullámai, hanem nekik külön gumilepedő van definiálva.

Amit itt leírtam ugyanolyan mese mint a tied, de formulákkal is leírható, és ebben van az ereje. Az ilyen képek tudnak segíteni a kutatásban, ill. a laikusoknak is elmesélhetők, azonban pusztán verbális úton túl messzire nem lehet jutni, muszáj mögé tenni valamicske matekot is, anélkül egyszerűen nem működik az egész, ui. nem ellenőrizhető.

Kedves Zilberbach!

Olyan szerintem nem volt a fizika történetében, amikor egy elméletet teljesen kidolgozott matematikai apparátussal együtt talált ki valaki. A matematikai formalizmus inkább az elmélettel együtt született. (Newton a mozgásegyenletei mellett megalapozta a függvényanalízist, az elektrodinamika kifejlődése pedig a vektoranalízis megalapozását hozta magával.)

A fizikusok gyakran használnak "félkész" matematikát, ahol a matematikai korrektséget az intuíció pótolja. Ha egy ötlet jó és működik, idővel megszületik hozzá a megfelelő matematikai modell is. A fizika géniuszai (Einstein, Feynman, stb.) sokszor megéreztek egy matematikai struktúrát, amit sikeresen alkalmaztak úgy, hogy szigorúan nem definiált objektumokat használtak.

Tehát nem a szigorú matematika hiányzik abból amit leírsz, hanem az a "valami", az a struktúra, ami kézzelfoghatóvá teszi.

A tudomány azért van, hogy a dolgok közötti összefüggéseket bizonyítsa vagy cáfolja. Tényleges bizonyítást csak a formális logika segítségével lehet, ehhez meg matematikai modell szükségeltetik.

Természetesen nincs minden tudomány abban a helyzetben, hogy ilyen precíz matematikai modellt tudjon felállítani, de a fizika szerencsére olyan helyzetben van. Általánosságban elmondható minden tudományra, hogy a régi elmélet elvetése csak egy új és elvileg még jobb elmélettel lehetséges, továbbá, hogy az új elmélettel az eddigi eredményeket továbbra is magyarázni lehessen, s hozzá újabb dolgok magyarázatára is alkalmas legyen. Emiatt itt a fizikában új tétel igazolása nem lehet másképp, mint egy új matematikai modellre alapozott új elképzelés, s ennek az új matematikai modellnek az eddig magyarázott jelenségeket is kezelnie kell újabbak bevonásával.

Ha nincs újabb, eddig magyarázni nem tudott dolog behozatala és magyarázata, akkor legfeljebb csak egy új szemléletmód lehetséges. De emiatt pedig célszerű-e a régit elvetni.

Továbbá ne felejtsd el azt a pszichológiai tényt, hogy egy dolgot akkor könnyű megérteni, felfogni, ha van már róla tapasztalatunk, tudjuk hozzá kötni. Márpedig az atomfizikai jelenségekről nincs, mivel azok teljesen eltérőek a hétköznap tapasztalt jelenségektől. Így kívülálló, laikus (értsd: jó értelemben vett műkedvelő) személyeknek igen kicsi az esélye új és igaz dolgok kitalálására az atomfizika területén.

Wernermnek igaza van, amikor azt kéri, mondjam el mennyiben jobb az én modellem az elfogadott, képletekkel alátámasztott modell(ek)től? Miben ad más eredményt (pl. ha eltérő képletek jönnek ki belőle). Mivel nem vagyok a képletek embere, ezt sajnos nem tudom megírni. Felhívnám a figyelmet viszont arra, hogy a modell (talán?) választ tud adni a sötét anyag és a sötét energia mibenlétére, okára. Választ próbál adni a kétréses kísérletek talányaira: welche wege? Melyik úton, melyik résen ment át az elektron vagy a foton? Hogyan "érzékeli" egyetlen elektron, vagy egyetlen foton hogy egy vagy két rés van-e nyitva? Egy új megközelítést ad a foton mibenlétére, illetve arra, hogy miért viselkedik egyre inkább részecskeszerűen a foton ahogy nő a frekvenciája. Szemléletes képet próbál adni az elektromos vonzás és taszítás mechanizmusáról, a mozgó töltés által keltett mágneses tér kialakulásának mechanizmusáról, az elektormágneses rezgés = foton keltésének mechanizmusáról. El kell viszont ismernem, hogy a modell naív, és matematikailag teljesen kidolgozatlan. Elképzelhető, hogy mégis vannak benne használható ötletek.

A más eredményt illetően: elképzelhető, hogy a modellem alapján a töltött test körül az elektromos térerő csökkenése a távolsággal - kvantált, és ezen belül is enyhén hullámzik, a már leírt dipolarizált virtuáliális töltésekből álló gömb alakú burkok miatt. Sajnos lehet, hogy ezt a kvantáltságot és enyhe hullámzást elmossa a virtuális töltéspárok helyzetének maradék bizonytalansága - és ezért nem mérhető.

A virtuális töltéspárok részleges materializálódásának szintjeiről írnék még néhány szót. A legfelsőbb szint: amikor a virtuális töltéspárok szétválnak egy különböző pályán haladó elektronra és pozitronra - ekkor teljes mértékben materializálódtak. Az alatta lévő szinteket a dipolarizáció mértéke szabja meg. Minél inkább dipolarizálódik a virtuális töltéspár - ezzel együtt csökken a méretük is. Speciális formája ennek a dipolarizációnak a foton. Ekkor a töltéspárok nem csak dipolarizálódnak, hanem rezgésbe is jönnek. A dipolarizáció és a rezgés fénysebességgel terjed a térben. A fotonok dipolarizációjának mértéke a rezgésük frekvenciájától függ: minél nagyobb a frekvencia, annál nagyobb a dipolarizáció és vele együtt a materializálódás szintje. Nagyon nagy frekvenciájú gamma fotonokkal megesik, hogy létrejön bennük a teljes szintű materializálódás - szétesnek egy elektronra és egy pozitronra (párkeltés).

El kell ismernem, hogy a modellem egy matematikailag kidolgozatlan ötlethalmaz (jobb híján annak is szántam). Számomra ugyanakkor összeáll egy meglepően konzisztens képpé.

Javítás (ez lehet, hogy Freudi elszólás volt?):

Az új ötletek vagy "teljes fegyverzetben", tökéletes matematikai apparátusukkal együtt bukkannak föl, vagy anélkül. Az előbbi a szerencsésebb eset, de nem mindig így van.

Az új ötletek vagy "teljes fegyverzetben", tökéletes matematikai apparátusukkal együtt bukkannak föl, vagy anélkül. Az utóbbi a szerencsésebb eset, de nem mindig így van.

"Milyen a csupasz elektron elektromos tere, hogyan cseng le?" - kérdezed.

Erre könnyebben, és jobban tudnék válaszolni, ha először Te röviden leírnád, hogy szerinted milyen a csupasz elektron elektromos tere, és hogyan cseng le? - mert akkor meg lenne számomra a vonatkoztatási alap. (Kivéve, ha ez a leírás főleg sok bonyolult képletet tartalmazna, mert akkor valószínű hogy nem tudnék megfelelően válaszolni.)

Kedves Wernerm!

Igazad van, én csak nagyon kevésé gondolkodom a fizikáról számolható képletekben, sokkal inkább szemléletes képekben. Ez sokak számára nehezen érthető, vagy nem is értelmezhető. Megpróbálok a kérdéseidre válaszolni, de sajnos nem tudok pontos számításokban válaszolni, erre én nem vagyok alkalmas - továbbra is csak szemléletesnek szánt leírásokban tudom megtenni.

"... azok az állítások, hogy pl. "az elektron kölcsönhat a virtuális párokkal" érthetetlen marad. Hogy hat kölcsön, van elektromos tere és azon keresztül?" -írod.

A leírásom szerint az elektron (mint minden létező objektum) benne van a térben. A tér (az általam leírtak szerint) alapállapotában hatalmas méretű és nagyszámú elektron-pozitron párokat tartalmaz, amelyek majdnem(?) tökéletes mozdulatlanságuk miatt "egymásba folynak" (fizikusabban: a hullámfüggvényeik átfedik egymást). Ezáltal az elektron nagyszámú virtuális töltéspár belsejében foglal helyet, ilyen értelemben közvetlenül hozzájuk ér. Képzeljük el ezeket a virtuális töltéspárokat olyan Einsten-Bose kondenzátum-szerű "gáz"ként, amelynek nagyméretű pozitronjainak egy része kiválna a benne foglalt elektron felületére - mondjuk úgy, hogy neki ez a felület "tapadós" "ragacsos". De ezt nem tudják csak egy kis mértékben megtenni, mert ettől visszatartja őket az "eredeti" virtuális-elektron párjuk. Külső szemlélő számára ez úgy mutatkozik meg hogy szorosan az elektron köré gyűlik egy virtuális részecskepárokból kivált gömb, a pozitron felükkel az elektron felé fordulva, amit szintén körbevesz egy másik, ugyanilyen de nagyobb méretű gömb és így tovább... de ezt kissé rövidebben már leírtam. Még csak annyit, hogy mivel az egy elektronnyi töltés egyre nagyobb gömbön oszlik, a gömb felülete egyre kevésbé "tapadós" a további virtuális töltéspárokból származó pozitronok számára, ami azzal a következménnyel is jár, hogy a kiválás is egyre kisebb mértékű. Ezt a kiválást kis képzelőerővel (és nagy pongyolasággal?) "részleges materializálódásnak" elnevezve azt is mondhatjuk, hogy a koncentrikus burkok részleges materializálódásának szintje belülről kifelé haladva egyre csökken.