Nieprawda. Fotony nie mają masy i mimo to mają pęd.

do Albowiem: nie prawda. Fotony nie mają masy spoczynkowej. A tak dokładnie nie wiadomo czy mają, bo fotony nie istnieją (przynajmniej o tym nie wiemy), w stanie spoczynku. Skoro maja energię, to muszą mieć masę. Wynika to bezpośrednio z równania na stosunek masy do energii: E=mc2. Podstaw do wzoru zerową masę i zobaczymy co ci wyjdzie.

Jak bardzo chcesz, to energię fotonu E podzieloną przez c^2 możesz sobie nazywać masą fotonu, ale większość fizyków stosuje inną konwencję nazewniczą. Według niej masa to wielkość, którą Ty nazwałeś masą spoczynkową. Dla fotonu jest ona równa 0 i jest to konsekwencja elektromagnetycznej symetrii cechowania U(1). Zależność pomiędzy energią E, długością wektora pędu p oraz masą(spoczynkową) m jest następująca:

E^2 = p^2 * c^2 + m^2 * c^4

Dla fotonu podstawiamy m = 0 i dostajemy:

E = p * c

P. S. Przypominam Ci, że nie odpowiedziałeś na mojego posta z 28 sierpnia (w tym temacie). Jeżeli tego nie zrobisz, to ja też nie będę odpowiadał na Twoje posty.

witam. Oczywiście masz rację. Czy foton ma masę, czy nie, oddziałuje z z masą grawitacyjnie...wiem, wiem...to zakrzywienie czasoprzestrzeni...ale przecież grawitacja to jest takie zakrzywienie, identyczne dla fotonu czy elektronu. Z założenie foton jest falą elektromagnetyczną, jako taki nie ma możliwości mieć masy spoczynkowej, gdyż nie istnieje on w momencie gdy straci swoją podstawową własność jaką jest prędkość. Ciekawym mógłby być eksperyment, jak oddziałują na siebie dwa fotony.
Co do pytania jakie mi zadałeś, faktycznie jak dotąd nie odpowiedziałem. Wtedy chwilowo byłem niedostępny, a potem przeoczyłem. Poszukam gdzie o tym czytałem i podeśle linki. Trzeba trochę pokopać, ale znajdę to dla ciebie.

Zasada zachowania energii nie jest uniwersalnym prawem, choć jako takie zostało zaobserwowane i często wciąż jest tak przedstawiane. Jest konsekwencją występującej często w fizyce tzw. symetrii przesunięć w czasie, w uproszczeniu chodzi o to, że prawa fizyki są niezmienne w czasie. Jak długo mówimy o zjawiskach w małej skali, nie ma z tym żadnych problemów.

W skali kosmologicznej pojawiają się z tym jednak problemy, gdyż wszechświat się rozszerza, a jego tempo ekspansji jest zmienne. Ma to m.in. takie skutki, że gęstość energii promieniowania (fotonów) maleje szybciej, niż wynikałoby to z ich rozrzedzania w wyniku rozszerzania się wszechświata. Dokładnie jak a^(-4), gdzie a jest tzw. czynnikiem skali, opisującym rozszerzanie się wszechświata. Ponieważ objętość danego wycinka wszechświata rośnie tylko jak a^3, całkowita energia promieniowania w tym obszarze maleje jak a^(-1). Podobnie jest z ciemną energią, której gęstość z kolei w ogóle się nie zmienia, mimo rozszerzania się wszechświata. I jej energia też nie jest zachowana, ale stale rośnie (jak długo wszechświat się rozszerza).

Można próbować uratować zasadę zachowania energii, wliczając do energii dodatek zależny od kształtu czasoprzestrzeni. Tak zdefiniowana 'energia' nie opisuje jednak żadnej fizycznej (niezależnej od obserwatora) wielkości. No i taka 'zasada zachowania energii' w żaden sposób nie zabrania grawitacyjnej produkcji cząstek, czyli powstawaniu cząstek materii z próżni, gdy zmienia się kształt czasoprzestrzeni.

Pomijając to, co mówiłem wyżej, że w ogólnej teorii względności energia nie jest w ogólności zachowana, to ten przypadek nie stanowi nic tajemniczego, energia spadającej materii pozostaje stała, mamy tu zamianę energii potencjalnej na kinetyczną, tak jak w każdym przypadku spadania na ciało przyciągające grawitacyjnie. Masa czarnej dziury zwiększa się nie tylko o masę spoczynkowa pochłanianej materii, ole o całą jej energię, więc może się zdarzyć także coś takiego jak mówisz, ze coś o masie spoczynkowej 10 kg ostatecznie zwiększy masę czarnej dziury o 100 kg.

Nie wiem czy dobrze zakumałem.

Czyli jednak gdzieś ubędzie gdzieś przybędzie. Z tego co napisałeś nie wynika nadal, że całkowita energia wszechświata maleje, po prostu jest bardziej rozproszona. Jeśli zasada działa dla małych układów dlaczego ma nie działać dla dużych takich jak wszechświat?

W fizyce to żadna nowość. Mamy OTW i teorią kwantową. Jedna ma sie nijak do drugiej...a różnica jest tylko w skali. Nie ma powody by sądzić że w skali super makro zasady z naszej skali są prawdziwe. Mozna przyjąć zasadę że skoro teoria kwantów tyczy sie skali mikro, teoria otw skali makro, to w globalnym ujęciu wszechświata zasady fizyki mogą (choć nie muszą) być inne. Przesłanką do tego może być istnienie ciemnej materii. W naszej skali nie istnieje (nie dała sie zaobserwować), ale w skali galaktycznej juz jej sporo. Zastanowić by się na poważnie nad krokiem następnym.

Właśnie nie. Rozszerzanie się wszechświata powoduje że całkowita energia promieniowania maleje, nie chodzi tylko o jej rozproszenie. Co prawda z kolei całkowita ilość ciemnej energii rośnie, ale te dwa procesy są ze sobą niezwiązane, i nie ma między nimi równowagi. W skali wszechświata energia nie jest zachowana.

A różnica między małymi a dużymi układami jest taka, że w małych wszystko dzieje się szybciej. Na tyle szybko, ze w tym czasie wszechświat nie zdąży zbytnio zmienić swojego tempa rozszerzania się, i z dobrym przybliżeniem mamy symetrię przesunięć w czasie i wynikającą z niej zasadę zachowania energii. Jako prawo przybliżone, tak jak grawitacja Newtona jest przybliżeniem OTW. I tak jak teorii grawitacji Newtona nie możemy użyć do opisu całego Wszechświata, choć w wielu mniejszych układach daje dobre wyniki, tak w odniesieniu do całego Wszechświata nie mamy zasady zachowania energii.

Nie jestem przekonany że to dobry przykład. To, że efekty istnienia ciemnej materii obserwujemy dopiero na dużych skalach wynika z tego, że jest rozrzedzona po całej przestrzeni, a nie zebrana w gwiazdy i planety. Obserwując jedynie zjawiska w pobliżu takiego zgromadzenia "zwykłej materii" jakim jest Układ Słoneczny, nie dziwi, że to ona ma w tej okolicy większy wpływ na zachodzące zjawiska. Ale to właśnie tylko efekt tego, że w tej okolicy jest więcej zwykłej materii niż ciemnej, a nie dlatego, że ciemna oddziałuje dopiero na większych odległościach - grawitacyjne oddziaływania ciemnej i zwykłej materii są dokładnie takie same.

Nie jestem przekonany o tym. Jeżeli były by takie same, to ciemna materia powinna skupić sie podobnie jak zwykła. Takie skupisko powinno oddziaływać na światło tworząc soczewki grawitacyjne. Nie słyszałem by takowe odkryto. Według mnie jeżeli ona istnieje faktycznie, to ma zupełnie inne własności niż zwykła materia, a jej oddziaływanie grawitacyjne musi być różne od oddziaływania zwykłej materii. Jest jej zbyt dużo by jej pole grawitacyjne nie tworzyło skupisk o dużej gęstości. Byc może że posiada ona jakieś pole niwelujące działanie grawitacji. Niestty jak dotąd nie ma dowodów na istnienie obiektów o dużej masie, składających się z ciemnej materii, ani na to że jest ona obdarzona jakimś polem dodatnim. Jesli sie mylę to proszę o sprostowanie

Wbrew pozorom, nie. Ponieważ cząstki ciemnej materii oddziałują bardzo słabo, nie mają okazji by w zderzeniach ze sobą, poprzez pewnego rodzaju tarcie, wytracić energię i przejść na niższe orbity. Trzymają się więc swoich olbrzymich (rozmiarów galaktyki) orbit i obiegaja wspólny środek masy, nie spadając jednak i nie gromadząc się w zwartych obiektach. Tak jak Układ Sloneczny: gdy zdarzenia w nim stały się stosunkowo rzadkie, jego planety przyjęły stabilne orbity i nie zbliżają się więcej do Słońca. Dla ciemnej materii, gdy zderzenia i oddziaływanie są dużo rzadsze, układ stabilizuje się po przyjęciu rozmiarów galaktycznych. Takie skupiska rozmiarów galaktycznych istnieją, i właśnie przez ich oddziaływanie grawitacyjne natrafiono na ślad ciemnej materii. Ale sama grawitacja nie wystarczy, by utworzyć z materii (ciemnej czy zwykłej) bardziej zwarte obiekty. Mogłaby je utrzymać, ale nie utworzyć.

pewnie znowu mam luki w swojej wiedzy, bo nigdzie nie doczytałem że wiemy jak cząstki ciemnej materii oddziałują miedzy sobą. Z moich informacji wynika że praktycznie nie oddziaływują z znaną nam materią. Na dodatek nie wiedziałem że tarcie ma wpływ na budowę planet czy gwiazd, oraz o tym że jest ono niezbędne do tworzenia się układów planetarnych, słonecznych, czy galaktycznych. Jak widac moja wiedza jest kiepska. Zawsze mi się zdawało że to grawitacja spaja systemy i układy w kosmosie. W mojej ocenie wiekszą rolę spełniają siły eletryczne niż tarcie...to oczywiście nie implikuje tego że ciemna materia nie ma takich sił, lub że je ma. pomimo wszystko uważam że jeżeli są dwa ciała o dowolnej masie, znajdującej się w jednej czasoprzestrzeni, to po odpowiednio długim czasie, powinny one sie do siebie zbliżyć na odległości porównywalne do swojej wielkości. taki układ miał by juz siłę grawitacji wiekszą, co by powodowało kolejne zbliżenia. Same cząsteczki nie muszą ze sobą nijak inaczej oddziaływać. Mogą krążyć wokół siebie po coraz ciaśniejszych orbitach. Nawet przyjmując że są w stanie siebie nawzajem przenikać, zachowując sie podobnie jak neutrino, grawitacja powinna je skupiać w obiekt o coraz większej gęstości. jakoś nie bardzo trzyma siękupy takie wytłumaczenie...ale moja wiedza jest faktycznie mała. Pozdrawiam

Zgoda, o ich oddziaływaniach ze sobą nie wiemy. Ale wnioskując własnie z tego, że nie gromadzą sie w obiekty bardziej zwarte niż galktyczne halo, wnioskujemy, że też jest słabe, przynajmniej na tyle, by nie powodowało znacznych strat energii.
W przypadku do sił elektromagnetycznych to się sprowadza. Chodzi o to, że aby z początkowego rozproszonego układu materia zebrała się w bardziej zwarty obiekt, musi część energii oddać poza układ. Może to nastąpić np. przez wypromieniowanie tej energii w postaci fotonów (ale by to zadziałało, materia musi jakoś zwiększyć swoją temperaturę, ciepło może wydzielić się właśnie w zderzeniach; poza tym ciemna materia nie oddziałuje elektromagnetycznie, więc dla niej jest to niemożliwe), albo przez redystrybucję energii w układzie (część cząstek zwiększa swoją energię kosztem innych, i jedne wylatują z układu a inne się gromadzą).

Jeżeli zaniedbamy promieniowanie grawitacyjne, to dwa ciała w nieskończoność krążyłyby wokół siebie, jak Słonce i Ziemia. Żeby się do siebie zbliżyły, musiałyby stracić część energii. I o ile promieniowanie grawitacyjne powoduje straty energii są one dużo za słabe, by w ciągu kilkunastu miliardów lat dotychczasowego istnienia wszechświata spowodować powstanie zwartych obiektów.

No właśnie przy braku oddziaływania między nimi (innego niż grawitacyjne) ich orbity nie chcą robić się coraz ciaśniejsze.

Niby dla czego ma oddawać tą energię? Jakie prawo przymusza układ do takiego działania? Układ może zachować bilans energetyczny...np poprzez wzrost temperatury...nie ma powodu żeby musiał nadmiar emitować. Przynajmniej nie znam żadnego prawa wymuszającego taką kolejność.



tego nie wiemy




gdyby taka redystrybucja zachodziła, to cząsteczki pozostające w układzie straciły by część energi, schodząc na niższe orbity. Po wielu cyklach układ wypromieniowywał by cząsteczki o większej energii, a te o mniejszej skupiał w twory przypominające obiekty.



Moim zdaniem to jest nie prawda. Cząsteczki w wyniku przyciągania zbliżały by się do siebie zwiększając swoją prędkość. Zasada zachowania energii była by zachowana. Inną kwestią jest pytanie jakby sie one zachowywały w przypadku prędkości orbitalnych zblizonych do prędkości podświetlnych. To co napisałeś było by prawdziwe, gdyby zastosować do nich teorię kwantową. Niestety OTW nie wymaga od cząsteczek emisji fotonów, by zbliżać się do siebie. Założenie że wszystkie cząsteczki ciemnej materii krążą po stabilnych orbitach wydaje się być lekko naiwne, a tylko taki układ wymuszał by zmiany energetyczne. Po drugie taki układ wcześniej czy później musi wyemitować grawiton, co spowoduje zburzenie równowagi.
Myślę że zbadanie rozkładu ciemnej materii w jej skupiskach mogła by wiele pomóc w analizie togo co się tam dzieje. Z moich przemyśleń, uważam że ciemna materia musi mieć jakieś pole, lub w jakiś sposób oddziaływuje ze sobą, równoważąc pole grawitacyjne.

Zdecydowanie budzi mój niepokój ilość ciemnej materii...przy tak wielkiej masie i czasie, powinna się skupić w jakieś bardziej masywne obiekty.
pozdrawiam

S. Hawking też nie do końca - porównuje nasz wszechświat np. do jednego z pęcherzyków powietrza powstających w gotującej się wodzie... p. choćby http://www.wiadomosci24.pl/artykul/the_grand_design_nowa_publikacja_stephena_hawkinga_i_162809.html, warto też zapoznać się z pojęciem Metawszechświata...

Temperatura to pojęcie statystyczne które mona odnieść tylko do układów w równowadze termodynamicznej, lub blisko tej równowagi. Do tego potrzeba, by oddziaływały ze sobą dostatecznie tyle silnie i często - wtedy ich energie osiągną rozkład Maxwella. Ale średnia energia cząstek się nie zmieni. I jeżeli będzie za wysoka, jeżeli będzie odpowiadała zbyt dużej orbicie - cząstki nie utworzą zwartego obiektu.

Żeby zmniejszyć wielkość swoich orbit cząstki muszą stracić energię - to wynika z praw dynamiki dla ruchu w polu grawitacyjnym. Jeśli mówimy o stosunkowo niewielu - może to zajść przez wymianę energii pomiędzy cząstkami. Ale jeżeli mają to zrobić wszystkie, czy w ogóle znaczna ilość cząstek ma stracić dostatecznie dużo energii, to muszą ona przekazać swoją energię gdzieś indziej.

To bardzo dobrze wiemy. To niemalże definicja ciemnej materii. Gdyby oddziaływała elektromagnetycznie, oddziaływałaby ze światłem (inaczej niż grawitacyjnie) i kosmos wyglądałby zupełnie inaczej.

Tak, średnia energia pozostałych w układzie cząstek nieco by zmalała. Ale ponieważ nie mówimy o jednym skupisku ciemnej materii, ale o wielu, to wysokoenergetyczne cząstki, które wyleciałyby z jednego skupiska, trafiałyby do innych i vice versa. Ustaliłby się pewien stan równowagi, w którym część cząstek miałaby energie niższe (ale bez przesady) i pozostawałaby skupiona (ale nie za bardzo), a część (o dużej energii) mogłaby przelatywać o skupiska do skupiska. I coś takiego wydaje się obserwujemy, tyle że skupiska mają rozmiary galaktyk. Można nawet powiedzieć, ze rozmiary tych skupisk wyznaczają rozmiary galaktyk, bo według obecnych modeli, pełniły one ważną rolę w procesie ich formowania.

To dlaczego Słońce i Ziemia tego nie robią?

Nie, także w OTW - tak jak w newtonowskiej teorii grawitacji - jezeli cząstka w jakiś sposób nie straci energii, będzie krążyła po określonej orbicie, i przy braku innych oddziaływań tej orbity nie zmniejszy.

jeżeli rozkład materii jest w mairę jednorodny, to ruch cżastek nie będzie znacząco zmieniał całkowitego pola grawitacyjnego. W takim przypadku można rozważać ruch każdej cząstki niezależnie od innych, w efektywnym potencjale grawitacyjnym, którego kształt jest wyznaczony jedynie przez rozkład materii. Jest to po prostu całkowite pole grawitacyjne galaktyki, które możemy zmierzyć obserwując ruch gwiazd. I wszystko wskazuje na to, że orbity w tym polu grawitacyjnym są stabilne, oczywiście jeśli nie zostaną zaburzone przez inne oddziaływania.

O emisji grawitonów/fal grawitacyjnych już mówiłem - to proces tak powolny, że wszechświat nie istnieje dostatecznie długo, by miał on tu jakiekolwiek znaczenie. "Wcześniej czy później" to zdecydowanie za mało. Poza tym, energia wypromieniowana z jednych skupisk trafiłaby do innych, więc i tak to nie ratuje sytuacji.

Według mnie żadne takie ole nie jest potrzebne. Twoje założenie, że grawitacja wystarczy, by cząstki zbierały się w skupiska, jest błędne.

Właśnie próbuję wytłumaczyć, że nie ma żadnego powodu, by tak się działo...