Dávid Gyula kérdések

[SzZoli]

Az Y saját magának az antirészecskéje, ami ugyan meglepő de a részecske fizikában van rá példa.

Pl a foton a saját antirészecskéje. De a kvarkok, leponok, anyaginak nevezhető részecskék mind saját külön antirészecskével rendelkeznek. Tehát ezek nem tudnak "csak úgy" elbomlani, csak az antirészecskéjükel együtt. Bizonyos szimmetriaelvek vonatkoznak az ilyen részecskékre (ezeket nem ismerem mélyebben). Nem tudom, így van-e, de úgy sejtem, nem valószínű, hogy egy ilyen részecskékre, ha mélyebb szerkezettel rendelkeznek, az alkotóelemeire ne vonatkozna hasonló szabály. Pl. a proton esetében létezik antiproton, a népes kvarkcsaládban is megannak a kvark-antikvark párok.

[ramius01]

Üdv mindenkinek.

- "Gondoljuk meg: ha pl. a Hold felé nézünk, az minden mögötte álló objektumot eltakar (tulajdonképpen a szemünktől, vagy a műszerünktől a Hold korongját érintő, végtelenig terjedő kúpon belül)." -

Ez pontosan így van. Amikor annak idején az Olbers paradoxon jóslatát, miszerint az égboltnak végtelen fényesen kellene ragyognia egy végtelen Világegyetemben, cáfolni próbálták, az egyik megoldásként arra gondoltak, hogy a csillagok nem pontszerűek és véges méretükkel kitakarják a mögöttük lévő csillagok fényét.
Miután elvégezték a megfelelő számításokat, kiderült, hogy ebben az esetben az éjszakai égboltnak nem végtelen, hanem a Nap fényével kellene ragyognia. Ezzel szemben az éjszakai égbolt sötét. Ez a megoldás tehát már régebben is felvetődött, de kiderült róla, hogy hibás.

- "A Hubble törvény szerint a vörös eltolódás a távolsággal kb. egyenes arányban növekszik (most tekintsünk el attól, hogy ezt a tér növekedése, vagy más jelenség okozza)."-

Éppen hogy nem szabad eltekinteni tőle! Háromféle vöröseltolódás létezik: doppler, gravitációs és kozmikus. Ezek kis Z érték esetén hasonló eredményt adnak. Hubble csak kis vöröseltolódású objektumokat vizsgált, tehát az ő esetében mindegy volt... Nagy sebességek esetén azonban élesen meg kell különböztetni a háromféle vöröseltolódást!

- "Ami a gravitációs paradoxont illeti, a végtelen univerzum nagy léptékben minden irányban azonos gravitációs kölcsönhatást eredményez, így csak a domináns, közeli objektumok hatása befolyásolja a testek mozgását (kis léptékben az objektumok eloszlása egyáltalán nem egyenletes)."-

Ez valóban így van a newtoni gravitáció elméletben. Ha nem pontszerű objektumokról beszélünk, akkor nem a tömeg, hanem a sűrűség számít. Egyenletes anyag sűrűség esetén Newton gravitációs egyenleteinek nincs megoldása. Durván szólva, merre mutasson a gravitációs potenciál? Newton óta azonban eltelt egy kis idő. Ma úgy gondoljuk, hogy az anyag térgörbítő hatását 10 különböző mennyiség szabja meg, amit energia-impulzus tenzorként szokás emlegetni. Nem elég tehát azt mondani, hogy az Univerzum nagy léptékben egyenletesen van kitöltve anyaggal. Azt is meg kell mondani, hogy milyen fajta és milyen állapotú anyaggal. Vagyis még egy végtelen Univerzumban sem azonos minden irányban a gravitáció, pontosabban fogalmazva nem egyenletes a téridő görbülete.

-"Végül az anyag-antianyag megsemmisülésről az a véleményem, hogy amikor arról beszélnek, hogy nem a mennyiségében volt eltérés, hanem a reakcióképességükben, kicsit vulgárisan ez olyan, mint amikor a dögöt kicsit odébb rúgjuk – attól az még büdös marad."-

Nos erről a "dögről" elmondhatjuk, hogy szinte minden modern részecskefizikai elméletbe már bele van építve. Melegen ajánlom a Természet Világa 2000 évi III. különszámában megjelent: CP-szimmetria-sértés, avagy Hibás a "tükör" című cikket Ligeti Zoltán tollából.

Még Szabó Zoltán válaszára szeretnék reagálni. A fotonon kívül még a gyenge kölcsönhatást közvetítő "Z null" részecske is a saját maga antirészecskéje. Még sok ilyen van, de erről egy igazi fizikust kellene megkérdezni én csupán egy érdeklődő laikus vagyok...

[Gyurka46]

Kedves István!

Nem szeretnék unalomig tartó vitába keveredni, de úgy gondolom, a félreértések tisztázása nem fölösleges.

- Azt írta, hogy az Olbers paradoxon megoldásaként leírt „takarás” nem megoldás, mert a „megfelelő számítások” szerint akkor a Nap fényességével kellene ragyognia az égboltnak.
Én úgy gondolom, hogy ha minden irányban találunk csillagot, amely kitakarja az összes mögötte lévőt, akkor csak az első égitesttel kell számolni végtelen űr esetén is.
Tudna abban segíteni, hogy megadja, milyen számítások eredményezték az égbolton a Nap fényességét, ill. hol találhatom meg azt?

- Ami a vörös eltolódást illeti: azért írtam, hogy mindegy, mi okozza, mert abból a szempontból értékeltem, hogy milyen hullámhossz az, ami a forrásból a szemünkbe (vagy az észlelő műszerbe) jut.
Ha a mai észlelhetőség határának közelében van egy csillag, és annak fénye a legrövidebb, még látható hullámhosszú, akkor rendszerünkbe érve a leghosszabb, még látható hullámhosszt észleljük. Ha a csillag fénye 400 nm-nél nagyobb hullámhosszú, vagy még nagyobb távolságból érkezik, akkor azt már a nem látható tartományban kell keresnünk.
A nagy távolságban lévő csillagok tehát nemcsak csekély látszó fényességük, hanem amiatt sem teszik fényesebbé az égboltot, mivel a fényüket szabad szemmel a hullámhosszuk miatt sem tudjuk észlelni.

- Ami az univerzumot kitöltő anyag fajtáját és állapotát illeti, az elgondolásom szerinti végtelen tér nagy léptékben homogén minden szempontból, ha úgy tetszik, a végtelen univerzumban minden irányban azonos a téridő görbülete, nem látom be, mi okozna egyenetlenséget.

Üdvözlettel:
Faragó György

[ramius01]

Üdv mindenkinek.

Faragó Györgynek igaza van illet volna mellékelnem ezeket a számításokat. Igyekszem utána nézni és ha megvannak akkor mellékelem őket. Ebben talán tudna segíteni Dávid Gyula, de sajnos már régen nem volt itt fórumon...

Én sem akarok unalomig tartó vitába keveredni, de azért kicsit hagy szőrözzek... Ha jól értem, akkor Faragó úr szerint a Világegyetem végtelen mind térben mind időben éppen ezért végtelen sok anyagot is tartalmaz. Persze a végtelen fogalmát pontosabban kellene körülírni, hiszen lehetséges határtalan, de mégis véges tér (a jól ismert gömb hasonlat). Az általánosan elfogadott elmélet szerint az Univerzum időben véges térben viszont végtelen kiterjedésű, geometriája sík. Az egyszerűség kedvéért (illetve Okam borotváját használva) úgy lehet elképzelni mint egy táguló végtelen sík lapot. Persze a topológia lehet más is, például henger. És most jön, amit nem igazán értek. Faragó úr nyilván elveti a Nagy Bumm elméletét, a vöröseltolódás tényét viszont elfogadja. De ha nem volt Nagy Bumm, akkor a tér nem is tágulhat (vagy másképpen fogalmazva a galaxisok látszólag nem távolodhatnak tőlünk). Ez esetben a vöröseltolódás kizárólag gravitációs eredetű lehet. Vagyis a nagy vöröseltolódású objektumok (Z=7, Z=8 stb) hihetetlenül nagy tömegűek. Ha így van, akkor az Univerzumban az anyageloszlás rendkívül inhomogén. A kozmikus háttérsugárzás pedig pontosan az ellenkezőjét mondja. Az égbolt minden irányában a hőmérséklet 2,725 K, vagyis az Univerzum 13 milliárd évvel ezelőtt még rendkívül homogén volt. Mi változtatta meg ennyire?

A hőhalál gondolatának az a lényege, hogy a termodinamika szerint a folyamatok mindíg a kiegyenlítődés felé tartanak. Egy zárt rendszer entrópiája soha sem csökken. De egy végtelen ideje létező Univerzumban már régen be kellett volna állnia a maximális rendezetlenség állapotának. Miért nem történt meg? Boltzmann annak idején feltételezett némi fluktuációt a maximális entrópia állapota körül, de 13,7 milliárd fényév sugarú gömb azért mégis csak túlzás. Ráadásul statisztikailag is igen valószínűtlen egy ekkora fluktuáció. Állítólag Boltzmann beleőrült abba, hogy a végtelen Univerzum modellje, amiben ő is hitt, nem képes megoldani ezt a paradoxont. Pedig hát Boltzmann értett valamennyit a termodinamikához...

[SzZoli]

A fotonon kívül még a gyenge kölcsönhatást közvetítő "Z null" részecske is a saját maga antirészecskéje.

Ha jól sejtem, az erőhatásokat közvetítő bozonoknál fordul elő, hogy azok egyben a saját antirészecskéjük, anyagi jellegű részecskénél nem (sohasem?). Tehát nyitott marad a kérdés, hogyan lehet anyagot megsemmísíteni.

[maro]

- Azt írta, hogy az Olbers paradoxon megoldásaként leírt „takarás” nem megoldás, mert a „megfelelő számítások” szerint akkor a Nap fényességével kellene ragyognia az égboltnak.
Én úgy gondolom, hogy ha minden irányban találunk csillagot, amely kitakarja az összes mögötte lévőt, akkor csak az első égitesttel kell számolni végtelen űr esetén is.

Ezzel a kitakarással nem érdemes számolni. Ha valami kitakar egy energiát kibocsátó objektumot, az idővel szükségképpen maga is felmelegszik és sugárzóvá válik. Vagyis a kitakart energia végül csak átjut rajta. Ezért nem működnek az paradoxon olyan megoldásai, amik kitakaró porfelhővel próbálták megmagyarázni azt.

Az Olbers paradoxon szokásos számolása a következő:
Közelítsük úgy, hogy a tér végtelen és egyenletesen vannak benne egyforma csillagok melynek "fényessége" F. Az R sugarú gömb felszínén N csillagot látunk. Ennek "összfénye" NF. Akkor egy 2R sugarú gömb felszínén 4N csillagot látnánk, mert a felszíne 4szer nagyobb. Azaz a csillagok száma négyzetesen nő a távolsággal. A fényességük viszont csökken szintén a távolság négyzetével, azaz F/4. Ennek a gömbhéjnak a fényessége 4N*F/4=NF. Ebből az jön, hogy minden gömbhéj egyforma fényességű. És ha végtelen sok halvány fényességű gömbhéjat összeadunk, akkor végtelen nagy fényesség jön ki. Vagyis mindenhol egyenletes fényűnek kéne lennie az égboltnak.

[véjani]

"A nagy távolságban lévő csillagok tehát nemcsak csekély látszó fényességük, hanem amiatt sem teszik fényesebbé az égboltot, mivel a fényüket szabad szemmel a hullámhosszuk miatt sem tudjuk észlelni."




Erre a felvetésre mi lehet a válasz?

[maro]

"A nagy távolságban lévő csillagok tehát nemcsak csekély látszó fényességük, hanem amiatt sem teszik fényesebbé az égboltot, mivel a fényüket szabad szemmel a hullámhosszuk miatt sem tudjuk észlelni."




Erre a felvetésre mi lehet a válasz?

Én a következőképpen fogalmaznám meg:
A nagy távolságokra lévő galaxisok (és nem csillagok) azért nem teszik fényessé az eget, mert távolodásuk miatt a hullámhosszuk megnő és kikerülnek a látható tartományból. (A csekély fényességnek ebben nincs szerepe, ahogy azt az előzőekben leírtam.)

[maro]

Csak még annyit Olbersről, hogy Isaac Asimov a tőle megszokott lendületes, világos és lebilincselő stílusban megírta az egész paradoxon történetét és ez magyarul is olvasható. A Galaktika 29. számában Az Éjszaka sötétje címmel jelent meg. Ebben megmagyarázza az eredeti Olbers-paradoxont, majd annak a Herschel féle feloldását, és a XX. századi újraéledését. A novella utolsó mondata rendkívül jellemző Asimovra Ez az ember tényleg nagyon tudott írni!

[véjani]

"A nagy távolságban lévő csillagok tehát nemcsak csekély látszó fényességük, hanem amiatt sem teszik fényesebbé az égboltot, mivel a fényüket szabad szemmel a hullámhosszuk miatt sem tudjuk észlelni."




Erre a felvetésre mi lehet a válasz?

Én a következőképpen fogalmaznám meg:
A nagy távolságokra lévő galaxisok (és nem csillagok) azért nem teszik fényessé az eget, mert távolodásuk miatt a hullámhosszuk megnő és kikerülnek a látható tartományból. (A csekély fényességnek ebben nincs szerepe, ahogy azt az előzőekben leírtam.)

Ha jól értem, akkor a nagy távolságokra lévő nem távolodó galaxis fényének a hullámhossza nemnő, mert a c-vel száguldó tömegtelen részecskékre (jelen esetben a foton) nem vonatkozik az idődilatáció?