Založ si blog

Energia hmota a gravitácia III.

V predchadzajúcom blogu som písal o únikovej rýchlosti. Úniková rýchlosť je odvodená zo vzťahu r=2*G*M/v2. Špeciálny prípad nastane ak vu=c. Toto nastane pri ochladení niektorých hviezd kde pomer hmotnosti  a polomeru vo vzťahu pre únikovú rýchlosť bude vu=c. Tento polomer sa nazýva Schwartzildov polomer a označuje rs. Definícia pre Schwartzildov polomer je ak pre stojaté guľové teleso máme polomer rs=2*G*M/c2 hovoríme o polomere ktorý určuje tzv. horizont udalosti. Horizont udalosti to je vlastne čierna diera, resp. stred čiernej diery obklopený gravitačným potenciálom v určitej vzdialenosti ktorú žiadne teleso neopustí, pretože by muselo mať rýchlosť c, to by ale malo nekonečnú relativistickú  hmotnosť. Čo sa vlastne stane s hmotou. Čím je hviezda hmotnejšia tým je gravitačný potenciál na povrchu hviezdy väčší. Najhmotnejšie sú protónové hviezdy. Hmotnosť je m=E/c2, s toho vyplýva čím sú energie medzi jednotlivými časťami hmoty väčšie tým bude aj celková hmotnosť  väčšia. Pri protónovej hviezde silné jadrové sily musia držať všetky protóny tak silne aby prekonali svoj odpudivý elektrický potenciál. Ale pri čiernej diere je gravitačný potenciál taký vysoký, že stláča neutróny tak aby sa kvarky spojili a gluony, častice silných interakcii budú pôsobiť všetky okolo stredu čiernej diery. V strede čiernej diery je akási elektromagnetická hmota. Elektrické potenciály sú zmiešané ale nevytvoria fotóny. Fotóny sú energetické nosiče svetla. Udávajú sa vo vlnových dĺžkach. Energiu  veľkých elektromagnetických vĺn sa počíta podľa elektrickej a magnetickej intenzity. Ale pri vyšších počnúc infračervenými musíme počítať podľa energie fotónov. Nemecký fyzik Max Planck zistil, že so zvyšovaním frekvencie žiarenia fotónov sa ich energia zvyšuje ale intenzita sa nezvyšuje. Zvyšuje sa o určitý elementárny násobok. Tento násobok Einstein nazval kvantum energie. Je to tretia základná konštanta vesmíru, nazvali ju podľa Plancka „Plancková konštanta“.

Nedávno boli zaznamenané gravitačné vlny. Bolo spôsobené kolapsom dvoch čiernych dier. Že prišlo ku kolapsu sme vedeli dávno pretože časť hmoty sa vyžiarila vo forme elektromagnetických vĺn. Čierne diery nezanikli ale vytvorila sa tam iná menšia čierna diera. Gravitačná energia ktorá bola medzi čiernymi dierami odišla vo forme gravitačných vĺn. Zatiaľ nie je známe čo je zdrojom gravitačných síl. Keď si pozorne pozrieme na silné jadrové sily vidíme, že sú to najsilnejšie sily v hmote ale pôsobia iba na extrémne krátkych vzdialenostiach.  Ako som uviedol, že čím je hustejšia hmota tým má svoju mernú hmotnosť väčšiu. Nemôžu pôsobiť silné jadrové sily na vonkajšej strane jadra ako gravitačné? Takmer cela hmotnosť atómu je uložená v jadre. Pri čiernych dierach je extrém neviem či ľudstvo v dnešnej podobe ich môže preskúmať. Taká energia sa zatiaľ vyrobiť nedá. Čierne diery vznikajú pri konečnom vychladení hviezd. Nie každá hviezda keď úplne vychladne padne do čiernej diery.

Vo vesmíre máme tri základné konštanty, rýchlosť svetla vo vákuu c, gravitačnú konštantu G a planckovú konštantu h. Plancková a gravitačná konštanta sa určila presným meraním. Rýchlosť svetla vo vákuu je odvodená od permitivity vákua a stanovením permeability vákua. Počet núl sa určil s elektrických vzťahoch pre elektrickú a magnetickú silu a museli byť kompatibilné v sústave mkgsA. Hodnoty konštánt sú: rýchlosť svetla vo vákuu c=299792471,8 m/s, gravitačná konštanta G= 0,000000000066742 m3/kg*s2 a Plancková konštanta h=6,626070040 x 10-34 J*s=kg*m2/s. Používa sa aj takzvaná redukovaná plancková konštanta ħ =1,0545718×10-34 kg*m2/s. Násobok x 10-34 znamená, že číslo má 33 núl za desatinnou čiarkou. Vzťah medzi planckovými konštantami je ħ =h/ . Redukovaná konštanta sa používa keď máme udanú namiesto frekvencie uhlovú rýchlosť ω=2π/T=c/r. r je výška vlny.  Energia fotónu má vzťah E=h*f alebo podľa uhlovej rýchlost E=ħ*ω. Častejšie sa udáva podľa vlnovej dĺžky E=h*c/ λ. λ je vlnová dĺžka λ=c/f. Pretože fotón je neustále v pohybe má svoju hybnosť a hmotnosť. Podľa odvodenia relativistickej hmotnosti c2*m2=c2*m02+v2*m2 vynásobením rovnice c2 dostaneme vzťah pre energiu častice. E2=m02*c4+p2*c2. Po odmocnení E=√(m02*c4+p2*c2). Keďže fotón má nulovú kľudovú energiu po rozpísaní vzťahu dostaneme h*c/ λ=√p2*c2, z toho dostávame vzťah p=h/ λ. Vydelením hybnosti rýchlosťou získame vzťah pre hmotnosť fotónu m=h/ c*λ. Pre gravitačnú energiu máme vzťah E=G*M*m/r. pri rovnosti M m môžeme napísať vzťah E=G*m2/r .  Keď si dáme do pomeru rovnice E=m*c2, E=G*M*m/r a E=ħ*ω kde ω=c/r tak si vzťahy môžeme rozpísať m*c2=G*m2/r=ħ*c/r.  S týchto rovníc si môžeme vyjadriť vzťah pre vzdialenosť r. Vydelíme rovnice členom m*c2 a dostaneme vzťahy 1=G*m/r*c2=ħ/c*m*r. Keď si tie rovnice roznásobíme a vykrátime dostaneme vzťah r2=G* ħ/c3. Odmocnením dostaneme vzťah rp=√ (ħ/c*m G* ħ/c3). rp je tzv. plancková dĺžka. Je to najmenšia dĺžka vo vesmíre. Jej hodnota je extrémne malá lp=161624 x 10-35. Použili sme najmenšiu energiu, jedno kvantum energie a najväčšiu rýchlosť, rýchlosť svetla vo vákuu a porovnali s gravitačnou energiou. Pretože hodnoty boli limitné vo vesmíre tak nám vyšla limitná hodnota dĺžky. Pretože v atómoch sú vzdialenosti vždy väčšie tak platí to iba pre čierne diery. Môžeme si ju predstaviť ako najmenšiu výšku elektromagnetickej polvlny. Pre čiernu dieru bude platiť, že je to najmenší Schwartzildov polomer. Mnoho vedcov sa škriepi či informácia ktorá padne do čiernej diery sa dá získať späť pri alebo nie. Čo je to vlastne informácia. informácie nám prenášajú fotóny ako vlnové dĺžky, sú to vlastne farby. Ako som písal tak fotón má tiež svoju hmotnosť. Z horizontu udalosti nič nemôže uniknúť, pretože by teleso muselo mať rýchlosť c. Hmotnosť by v tom prípade bola nekonečná. Fotóny síce majú hmotnosť a pohybujú sa rýchlosťou c ale pri dopade sú pohltené gravitačným poľom čiernej diery a aby ju opustili museli by mať hmotnosť vyššiu ako c pretože sa nachádzajú pod schwartzildovým polomerom.

Snažil som sa písať tak aby tam bolo čo najmenej vzorcov a zjednodušil som to aby to nebolo také suchopárne ako predtým.

Opravená mechanika II.

12.02.2018

V predchadzajúcom blogu som písal, že do vzorca pre odvodenie kinetickej energie musíme vypočítať tento integrál Tento integrál sa musí riešiť tzv. substitúciou. Tzn. že musíme v člene viac »

Opravená mechanika

06.02.2018

Po definovaní hmotnosti v závislosti na rýchlosti znamená, že kinetická energia musí byť interpretovaná ináč pretože teleso pri zrýchľovaní menilo aj svoju hmotnosť. Sila preto musí byť viac »

Mal Newton vo všetkom pravdu?

31.01.2018

V predchádzajúcich blogoch som spomínal hybnosť p ktorá je síce nemerateľná ale definovaná výpočtom ale podľa kinetickej energie Ek sa dá vypočítať, pretože aj teleso pohybujúce sa zotrvačnosťou viac »

Luiz Inácio Lula da Silva

Brazílsky exprezident usvedčený z korupcie bude opäť kandidovať. Posledné slovo bude mať súd

22.02.2018 07:07

Bývalý brazílsky prezident Luiz Inácio Lula da Silva oznámil, že bude kandidovať na úrad hlavy štátu.

Sergej Lavrov, ruský minister zahraničia

Našim srbským priateľom pomôžeme, sľubuje Lavrov pred rozhovormi o Kosove

22.02.2018 06:20

Rusko je pripravené zapojiť sa ako sprostredkovateľ do rozšírených rozhovorov medzi Belehradom a Prištinou, ak si to Belehrad bude želať.

Grécko, pláž, Zakynthos

Grécky ostrov Zakynthos zasiahlo zemetrasenie

22.02.2018 06:12

Zemetrasenie s predbežnou magnitúdou 4,8 zasiahlo oblasť pri západogréckom ostrove Zakynthos.

depresia, únava, žena, smútok

Čakárne psychiatrov praskajú vo švíkoch

22.02.2018 06:00

Ministerstvo zdravotníctva zvažuje, že liečbu ľahších porúch presunie na iných lekárov.

Štatistiky blogu

Počet článkov: 109
Celková čítanosť: 188980x
Priemerná čítanosť článkov: 1734x

Autor blogu

Kategórie