- Dette emne har 30 svar og 13 stemmer, og blev senest opdateret for 14 år, 6 måneder siden af Anonym. This post has been viewed 2681 times
-
Indlæg
-
mhansen- Nova
Ja, men husk, at iflg. Einsteins generelle relativitetsteori, så bliver fotonerne ikke påvirket af en masse-tyngde udveksling, men fordi tyngdekraften (legemer i universet) bøjer rumtiden omkring sig.
Dette kunne lyde som to sætninger for samme ting, men min pointe er, at man her tæller fotonens masse ud.
john.st- Giant
Wieben wrote:
Hvad med observarbar energi?De milliarder af år der er gået siden de første stjerner blev dannet, må jo betyde, at stråling fra flere generationer af stjerner stadig strømmer ud i alle retninger.
Alt den stråling bør vel repressentere en ufattelig mængde energi, og derved masse, fra henfaldet af alle disse stjerner. Tæller det ikke med i den “manglende” masse i den nuværende model?
Jeg fik samme idé for nogle år siden, diskuterede den med Tamara Davis fra DARK, som foreslog at jeg simpelthen beregnede mængden af udstrålet energi, og resultatet var, at højst 2% af af den ikke-observerbare energi kunne stamme fra elektromagnetisk stråling. Jeg gennemgik beregningen med Tamaris og vi blev enige om, at resultatet var korrekt indenfor en margin som gav ca. 1,8-2,1%.
Fotoner har ikke masse (havde de, kunne de ikke bevæge sig med lysets hastighed (impuls-problemet (en masse som bevæger sig med c forbruger al eksisterende energi))), omend de er masseækvivalente, idet man – i princippet – kan omsætte dem til masse igen efter Einsteins fulde relativistiske energiligning (“ligning” betyder at begge veje er gyldige) (E^2 = m^2 * c^4 + p^2 * c^2) – imidlertid et ret vanskeligt foretagende; hvis man skyder fotoner ind i et stof, frigiver man elektroner i tilsvarende mængde (jf. Einsteins Nobelpris 1921).
En fotons masseækvivalens afhænger af dens energi. Ser vi fx på den energirige UV-foton på grænseværdien for at slå en elektron fri af neutral brint (ca. 912 Å = 91,2 nm) skal der 37.600 af dem for at svare til en elektronmasse og lidt flere end 69.000.000 til at give en masseækvivalens som én sølle proton.
Faktisk dominerede fotonernes gravitationseffekt fra CMB (det som nu er den kosmiske mikrobølge baggrundsstråling, Cosmic Microwave Background) i den allertidligste, meget korte periode af universets eksistens – den blev helt ubetydelig efter rekombinationen til elektroner + protoner + neutroner = atomer.
Neutrinoer har ganske vist en masse > 0 (i en anden tråd her på astro-forum, har glemt hvor, har jeg givet masseintervallerne for de tre neutrinotyper) og der dannes enormt mange af dem, men de giver et endnu mindre bidrag end fotonerne (jeg havde dem selvfølgelig med i beregningen).
John.St 2009-08-25 08:35:17
jeppe- Super Giant
John.St wrote: Nope, det drejer sig kun om, hvorvidt ikke-observerbar energi eksisterer – ikke u-observerbart stof, som gentagne gange med ret stor sikkerhed er observeret indirekte (gravitationsvirkning).
Øv, så er jeg ikke helt så glad for teorien længere – men tak for at du rettede min misforståelse
Bjørn Sandåker- Neutron star
MHansen wrote: Ja, men husk, at iflg. Einsteins generelle relativitetsteori, så bliver fotonerne ikke påvirket af en masse-tyngde udveksling, men fordi tyngdekraften (legemer i universet) bøjer rumtiden omkring sig.
Kan du forklare det litt nærmere – for en legmann? Som Kallenator trodde jeg at lyset endret retning, når det ble påvirket av gravitasjon, fordi fotoner har masse. Men hvis fotoner ikke har masse, og ikke blir påvirket av gravitasjon, betyr det at lyset heller ikke endrer retning – men at det bare ser slik ut for oss fordi rummet krummer seg rundt astronomiske legemer?
Mvh,
Bjørn
john.st- Giant
Bjørn T. Jønsson wrote: … men at det bare ser slik ut for oss fordi rummet krummer seg rundt astronomiske legemer?
Ganske kort for at rette en væsentlig (og helt almindelig) misforståelse: Rumtiden! – ikke rummet alene, de to kan ikke skilles, men hænger sammen som den sammenpiskede blomme og hvide i en æggekage. Det var en af Einsteins vigtigste erkendelser.
john.st- Giant
Jeg kom i tanker om et andet sted, hvor jeg har angivet
mhansen- Nova
Der eksisterer mange forskellige måder at illustrere hvordan rumtiden bøjes af gravitationsfelter. Og i langt de fleste (ikke-videnskabelige) sammenhænge er det også fuldt ud dækkende at beskrive det som at lyset bøjes omkring et tyngdefelt. Men sålænge man bare husker, igen, at der ikke er tale om en masse-tyngde udveksling.
Men for fuldt ud at beskrive hvordan lyset bøjes omkring tyngdefelter, må man beskrive dem ud fra Einstens GRT.
Populært kan du se det som en kugle der triller på et komplet strakt lagen. Kuglen har imidltertig så lille masse, at den ikke påvirker lagenet. (Denne analogi skal passe, da fotonen uden masse, ikke kan gravitationspåvirke rumtiden). Så lægger du en tungere kugle ned, som får lagenet til at bue lidt. Triller du nu foton-kuglen hen mod masse-kuglen (men ikke hen på) vil du se at kuglen bliver “fanget” i masse-kuglens fordybning og dermed ændrer retning, inden den fortsætter videre.Og meget passende vil denne analogi også vise, at jo større masse kuglen har, jo dybere vil den synke og dermed, jo mere stejl vil fordybningen blive. Ergo, den vil påvirke foton-kuglen mere.Analogiens fejl er, at foton-kuglens påvirkning også afhænger af hastigheden. Men da fotonen altid har en hastighed på c, vil man ikke skulle beregne fotonens hastighed med. Rent praktisk vil man sagtens kunne komme til at sende foton-kuglen afsted med forskellige hastigheder. Men bortset fra det mener jeg selv, at analogien kan give et rimeligt billede af gravitations påvirket rumtid. Men den har absolut ingen videnskabelig merit. Hertil kommer man ikke udenom de matematiske beregninger.MHansen 2009-08-25 15:00:40
jeppe- Super Giant
MHansen wrote: Triller du nu foton-kuglen hen mod masse-kuglen (men ikke hen på) vil du se at kuglen bliver “fanget” i masse-kuglens fordybning og dermed ændrer retning, inden den fortsætter videre.
Hej Michael,Jeg er godt klar over, at det blot er en analogi, men præcist det samme fænomen vil da gælde for samtlige kugler – uanset masse eller ej – der bevæger sig hen forbi fordybningen. De vil alle ændre retning. Så hvis jeg forstår din analogi korrekt, må det omvendte så også gælde, nemlig at alle kugler – uanset masse eller ej – vil lave en fordybning i rumtiden?
mhansen- Nova
Ja og nej.. En proton, et atom, molekyle, dig og mig, jorden, solen, mælkevejen, galaksehobe m.m. vil alle lave fordybninger i rumtiden. Dog skal rumtiden påvirkes i en vis grad, før eks. fotoner kan blive påvirket i nævneværdig (observerbar) grad. Dog er det kun objekter med masse, der kan påvirke rumtiden.
Som jeg forstår det, så kan alle objekter i rummet, uanset masse, blive påvirket af rumtiden, da de alle bevæger sig indenfor denne. Men det er kun objekter med masse, der kan påvirke rumtiden selv.
john.st- Giant
MHansen wrote: … Som jeg forstår det, så kan alle objekter i rummet, uanset masse, blive påvirket af rumtiden, da de alle bevæger sig indenfor denne. Men det er kun objekter med masse, der kan påvirke rumtiden selv.
Det kan ikke siges mere korrekt end MHansen siger det.
Masse styrer rumtidens krumning, mens rumtidens krumning styrer såvel massers som ikke-massive partiklers bevægelse.
Fotonets bane gennem den krumme rumtid er den kortest mulige (regnet i tid til passage), noget som er vanskeligt at vise uden brug af ret heftig matematik.
Lad mig alligevel være tåbelig nok til at prøve, ganske kort:
Set oppefra i en model af fotonets to mulige baner – gennem krummet rumtid og i en ret linie – får man det indtryk, at en ret linie er den korteste (hurtigste), men set fra siden vil man observere, at hvis et foton kunne styres lige ud (fx med spejle) og dermed tættere på den masse, som skal passeres, ville det “falde dybere ned i” rumtidsbrønden, hvorved strækningen ville blive længere end den faktiske rute gennem den krumme rumtid; samtidig går tiden langsommere, jo nærmere man er en masse (Lorentz-kontraktioner).
Derfor er den “normale”, krumme rute gennem den krumme rumtid den hurtigste, og eftersom lysets hastighed er konstant for alle observatører, er det kun muligt at “vælge” én af banerne, og det bliver den hurtigste.
Som sagt ikke nemt at anskueliggøre uden matematikken, men det skal huskes, at dette er påvist såvel eksperimentelt, som ved den Newtonske fysiks manglende evne til at forklare uregelmæssigheden i Merkurs bane, noget som præcist forklares netop ved den Generelle Relativitetsteoris krumme rumtid.
Hvis det er lykkes mig at gøre dette klart, vil jeg nu skabe kaos af orden
: Rumtidens krumning er kun en anskuelsesmodel … Oh Shit! starter vi nu forfra?Rolig, rolig – der var forhåbentlig ingen som nåede at springe ud fra 17. etage?
Dette skal forstås således, at rumtiden opfører sig præcis, som om den krummer, men at dette blot er en illustration af matematikken, der (som nævnt ovenfor) er påvist at være korrekt.
John.St 2009-08-26 06:17:29
chrjensen- Super Giant
MHansen wrote: Men det er kun objekter med masse, der kan påvirke rumtiden selv.
Nej. Alle former for energi påvirker tyngdefeltet, inklusiv elektromagnetisk energi, tryk, spin og kinetisk energi. Selv tyngdefeltet indeholder energi, og er dermed en årsag til sig selv! Det er en af årsagerne til non-liniariteten i Einsteins feltligninger.Sagen er bare den, at en fotons indflydelse på tyngdefeltet er umådelig lille.En rigtig god introduktion til de basale feltligninger kan fås ved at se denne forlæsning fra MIT på Youtube:
Anonym- Nova
Need I say more?
john.st- Giant
chrjensen wrote:
Men det er kun objekter med masse, der kan påvirke rumtiden selv.
Nej. Alle former for energi påvirker tyngdefeltet, inklusiv elektromagnetisk energi, tryk, spin og kinetisk energi. Selv tyngdefeltet indeholder energi, og er dermed en årsag til sig selv! Det er en af årsagerne til non-liniariteten i Einsteins feltligninger.
Sagen er bare den, at en fotons indflydelse på tyngdefeltet er umådelig lille.
En rigtig god introduktion til de basale feltligninger kan fås ved at se denne forlæsning fra MIT på Youtube:
Kvantificér:
Påvirkning 1. Solen
Påvirkning 2. Fotoner udsendt af Solen på 1 år
John.St 2009-08-28 07:52:41
jeppe- Super Giant
chrjensen wrote: Alle former for energi påvirker tyngdefeltet, inklusiv elektromagnetisk energi, tryk, spin og kinetisk energi.
Det var det, jeg udledte af Michaels analogi. Hvis et x-emne kan blive påvirket af et y-emne, vil det modsatte også gælde; nemlig at x-emnet også kan påvirke y-emnet.
Jeg ved godt, at vi er ude i et område, hvor den almindelige logik ikke gælder 100% ubetinget, men det virker ikke specielt logisk, at der ikke altid vil være en modsatrettet påvirkning ved en reaktion. Altså at rumtiden bliver påvirket af fotonen, når fotonen bliver påvirket af rumtiden.
chrjensen- Super Giant
Jeppe wrote: Hvis et x-emne kan blive påvirket af et y-emne, vil det modsatte også gælde; nemlig at x-emnet også kan påvirke y-emnet.
Newtons tredie (mener jeg) lov: aktion=reaktion. Altså, hvis en foton tiltrækkes af jorden, må jorden også tiltrækkes af fotonen.Det er umiddelbart ikke en grundlæggende antagelse for den generel relativitetsteori, at det forholder sig sådan. Men noget tyder på, at det er noget der “dumper ud” af den, når man regner lidt på feltligningerne: referencechrjensen 2009-08-28 12:09:44
- Emnet 'Mørk energi kan være en misforståelse' er lukket for nye svar.