Založ si blog

Gravitácia, elektromagnetická vlna a čierna diera

Doplním a vysvetlím za začiatku čo nepochopili niektorý.
Ako je to s tým časom rýchlosťou. Dám taký lepší príklad ale treba vedieť ako prebieha elektromagnetická vlna.  Máme dva lasery vedľa sebou. Elektromagnetická vlna ktorú vysielajú vedľa seba má rovnakú vlnovú dĺžku a je synchronná. Jeden laser sa začne pohybovať vysokou rýchlosťou. Nábehové hrany elektromagnetickej vlny bude synchronná v prvej vlne pretože svetlo nemôže ísť rýchlejšie ako c, ale dobehová sa skráti. Elektromagnetická vlna pohybujúceho lasera bude mať kratšiu vlnovú dĺžku, pohybujúci laser ako keby stláčal tú vlnú, dodával jej energiu.

Prostredníctvom dodanej energie sa vlnová dĺžka skracuje.
Keby išla rýchlosťou svetla tak by bola kolmá čiara, resp. by mala skoro planckovú vlnovú dĺžku. Menšia vlna nemôže byť ako som písal predtým. To isté by to bolo keby išli tie fotóny oproti sebe. Vznikla by interferencia ale tiež interferovaná vlna by nemohla sa skrátiť pod planckovú dĺžku. Pretože všetko závisí od rýchlosti voči rýchlosti svetla tak potom prepočet je napr. t= γ *t. γ má rozmer 1/(1-v^2/c^2)^1/2*t. Vždy násobíme touto konštantou hodnotu ktorú potrebujeme vložiť do rýchlosti, (vzdialenosť a čas.
Ako je to s hmotnosťou. Tam to je opačne musí sa hmotnosť zväčšovať. Potom vzorec je m=m0/(1-v^2/c^2)^1/2. Hmotnosť m0 je  keď teleso stojí. Môžeme si to tiež predstaviť ako teleso, (hmotnosť dostane energiu a tá hmotnosť stúpne podľa toho akú rýchlosť jej udelí energia. Treba si uvedomiť že uvažujeme rovnomernú rýchlosť, hmota dostala energiu pri zrýchlení. Prírastok hmotnosti nám predstavuje rozdiel m- m0. Ten rozdiel môžeme odobrať s celkovej energie. E=m*c^2-m0*c^2=E* m*v^2. Je to známy vzorec Einsteinov E=m*c^2. Čím rýchlejšie tú energiu uvoľníme tým dostaneme vlastne vysoký výkon. Preto pri bombardovaní rýchlim neutrónom jadro rozbijeme za zlomok sekundy. Rozdiel ( m0*c^2- m*v^2 )/t bude vysoký. Je to rozdiel kľudovej a kinetickej energie.
Elektromagnetická vlna sa predlžuje resp. skracuje vplyvom aj vplyvom gravitácie.  Tu je to trochu iné ako pri rýchlosti. Závisí od potenciálu na povrchu telesa. Predstavme si dva atómové hodiny nastavené na zemi. Nastavujú sa pri rovnakej gravitácii a teplote. Pracujú na princípe kmitania medzi atómami. Atómy pracujú vždy na zemi rovnako. Hmota ale pri väčšej gravitácii sa borti do seba napríklad jadrá hviezd vplyvom gravitácie sa bortia do seba a ostanú iba protóny ktoré následne fúzujú do jadier hélia.

Najpresnejšie hodiny na svete sú atómové hodiny, Pracujú na princípe že merajú elektromagnetickú vlnu medzi dvoma atómami. Atómy budú kmitať rovnako len pri takej gravitácii akej boli vyrobené. Pri väčšej gravitácii budú kmitať pomalšie pretože gravitačné sily sú väčšie. Gravitačný potenciál sa zvýši, (pri väčšej gravitácii, a kmity budú pomalšie.  Elektromagnetická vlna bude dlhšia. To znamená že najpresnejšie hodiny vo väčšej gravitácii pôjdu pomalšie ako na zemi. Čas tam plynie pomalšie. Ale na družiciach je gravitácia malá preto plynutie času bude rýchlejšie.  Pri GPS družiciach sa musí synchronizovať podľa gravitácie ale aj podľa rýchlosti. Plynutie času podľa gravitácie je rýchlejšie. Podľa rýchlosti sa čas a vzdialenosť skracuje, hodiny pôjdu pomalšie. Známy paradox dvojčat. Dvojča ktoré cestuje vysokou rýchlosťou dlhý čas podľa zeme sa vráti oveľa mladšie ako jeho brat na zemi. Na družiciach preto sa to musí zvlášť synchronizovať, podľa gravitácie a podľa rýchlosti.
Dával som veľakrát príklad s laserom ktorý vystrelí fotón na zemi a dopadne na mesiac rovnako dlhý ako na zemi meraný pozemským metrom. Vyslaný fotón z mesiaca na zem tým istým laserom ktorý dostane rovnakú energiu bude mať na mesiaci väčšiu frekvenciu ale keď fotón sa dostane do gravitácie zeme stratí časť svojej energie a dopadne s takou vlnovou dĺžkou akou bol vystrelený zo zeme.

S toho by nám vyplývalo že čím je úniková rýchlosť väčšia tým bude vyrobená vlna menšia.  Podľa výpočtu pre planckovú dĺžku  λp=(G*ħ/c^3)^1/2 a vzorca pre geometrodynamickú hmotnosť M=G/v^2=d a výpočtu schwarzschildovho polomeru rs=(2*G*M/c^2)^1/2 môžeme uvažovať, že vlnová dĺžka pri danom gravitačnom parametri G*M bude úmerná hmotnosti M.  Pri geometrodynamickej hmotnosti sa priemer rovná hmotnosti. M=G/c^2=d. Hodnota M rovná sa d. Potom keď to dáme do vzorca tak λ=(M*G*ħ/c^3)^1/2. To je minimálna vlnová dĺžka ktorá sa môže vyrobiť pri danom gravitačnom poly, samozrejme idealizovaná. Pokiaľ by sme chceli vedieť akú elektromagnetickú vlnu môže vyrobiť laser daného výkonu, musíme prepočítať vlnovú dĺžku E=M*c^2 na E=ħ*ω,  dostávame λ=M*G*ħ*ω/c^3)^1/2. Podľa toho by to malo platiť aj pre dopadajúcu vlnu pretože svetlo má konštantnú rýchlosť pri každej vlnovej dĺžke ale jeho vlnová dĺžka sa bude skracovať vplyvom gravitačného poľa. Gravitačné pole má tiež energiu. Energia sa nedá urobiť z ničoho a nedá sa ani zničiť.

Ako by to bolo pri čiernej diere.   Čierná diera má svoju hmotnosť a tzv. horizont udalosti. Podľa Schwarzschildového polomer rs má horizont udalosti má polomer rs=(G*M*2/c^2)^1/2. To znamená že sa nedá hmotnosť ktorú predstavuje ideálna guľa stlačiť pod tento polomer. Ale gravitačné sily môžu porušiť tento stav F=G*M*m/r^2. Keď si dosadíme a rozpíšeme môžeme si vyrátať r=(G*M*m)^1/2. Hodnota (G*M*m)^1/2 nám môže vychádzať menšia ako rs. Minimálna energia elektromagnetickej vlny môže byť ħω pri ω=1. Potom E=ħ*2π/T. Z toho nám vyplýva ω=2π*f. Musí byť frekvencia vlny väčšia ako 1 pretože neprebehne celá vlna za jednu sekundu. Ale aj polovica vlny nám vytvorí energiu ħ/2 ale druhá polovica vlny bude prázdna. Keďže sú kvantá energie len celistvé tak nemôžeme počítať zo zlomkom menším ako 1/2. Môžeme tiež písať ω=2π*v, svetlo má konečnú rýchlosť v=c. Pred horizontom udalosti bude elektromagnetická vlna rovnať λ=(G*M*m*ħ*ω/c^3)^1/2, ω=1 a M dosadzujeme z výpočtu pre  Schwarzschildov polomer. Gravitačné účinky nad Schwarzschildovým polomerom sú také ako pre normálnu gravitáciu. Pod horizontom události nám sa porušuje hodnota G/c^2 takže to miesto môže byť pre prázdnu polovicu ħ/2 alebo žiadne ħ. Ale je tam gravitačná energia pretože je tam hmotnosť.

Povedal by som že gravitácia potrebuje iba priestor nepotrebuje hmotu.

Newtonové jablká III

19.05.2017

Najväčšiu zásluhu Newton mal pri vytvorení gravitačného zákona. Zásadné zistenie bolo, že telesá majú zrýchlenie počas pádu. To znamená, že bude na ne pôsobiť počas pádu konštantná viac »

Newtonové jablká II

11.05.2017

Na konci predchadzajúceho článku som spomenul kinetickú energiu. Čo je to vlastne energia vo fyzike. V normálnej hovorovej reči môžeme povedať ten má energiu. To isté bude platiť vo fyzike, viac »

Newtonové jablká

11.04.2017

Trochu začnem od počiatkov modernej fyziky. Anglický fyzik a matematik Izak Newton matematicky popísal na základe svojich meraní aj Galileových meraní pohybov planét, základné zákony mechaniky viac »

Nemecko, Sigmar Gabriel, vicekancelár

Berlín, ktorý je v spore s Ankarou, uisťoval tureckú menšinu o podpore

22.07.2017 17:57

Sigmar Gabriel sa obrátil na Turkov žijúcich v Nemecku, aby ich ubezpečil, že s aktuálnym sporom medzi Berlínom a Ankarou nemajú nič spoločné a nijako ich neohrozuje.

Viktor Orbán

Orbán: Integrácia zlyhá. Moslimovia sa považujú za silnejších, než sú kresťania

22.07.2017 14:11

Podpora migrácie nie je odpoveďou na ekonomické problémy, povedal maďarský konzervatívny premiér Viktor Orbán.

Viktor Orbán, prejav

Inkvizícia EÚ namierená proti Poľsku nikdy nemôže uspieť, tvrdí Orbán

22.07.2017 13:35

Maďarsko použije všetky právne prostriedky, aby v Európskej únii preukázalo solidaritu s Poľskom. Povedal to maďarský premiér Viktor Orbán.

grecko, protest, demonstracia

Zadlžení Gréci sú z najhoršieho vonku

22.07.2017 13:00

Grécku ešte vlani hrozil odchod z eurozóny, no teraz sa podľa mnohých makroekonomických ukazovateľov pomaly dostáva z najhoršieho.

Štatistiky blogu

Počet článkov: 94
Celková čítanosť: 162285x
Priemerná čítanosť článkov: 1726x

Autor blogu

Kategórie