A fénysebesség valóban az univerzális limit lenne?
Szóval, sokat gondolkoztam, csillagközi űrutazással kapcsolatban, és néhány érdekes fizikai összefüggésre lyukadtam ki, amik hatására előjött bennem egy kérdés. Abszolút elméleti jellegű, nem vagyok egyáltalán szakértője a témának, nem akarok megkérdőjelezni semmilyen jelenleg elfogadott törvényt. Szimplán a kíváncsiság vezérel az univerzummal kapcsolatban.
Leírom a gondolatmenetemet, hogy hogyan lyukadtam ki egyáltalán erre a kérdésre, és talán érthető lesz a logika, legalábbis remélem, kicsit döcögős, nem feltétlenül konzisztens úton jutottam el idáig.
A sci-fi könyvemhez gondolkoztam a lehető leghitelesebb csillagközi utazás megalkotásához, és végül egy olyan FTL (Faster Than Lightspeed) technológiára jutottam, ahol az idő / gravitáció / téridő meghajlításával jutunk el gyorsabban A pontból B-be. Aztán tovább gondoltam.
Az FTL-űrben két pont között soha nem lehet a távolságot 0-ra redukálni. Miért? Mert a téridő görbülete maga az idő dimenziója, ami más szóval gravitáció. Mi befolyásolja a gravitációt? Tömeg. A tömeget energiává alakíthatjuk. Viszont, ahhoz, hogy a térben két pontot 100%-osan összekapcsoljunk az időben, végtelen energia szükséges. Hatalmas energiaforrásokkal elérhetjük a 99,9%-ot, de a 100%-ot soha. Hasonló a helyzet a fénysebességgel, ahol szintén, elérhetjük a 99,9%-ot, de a fénysebességet soha, mert ahhoz végtelen energiára lenne szükség. Folyamatosan közelítenénk, de ha a végtelenségig is közelítünk, soha nem fogjuk elérni a 100%-ot, mert a 100% időtlen, az nem egy érték, amit el tudsz érni.
Azt mondják, hogy a fotonok azért utaznak fénysebességgel, mert nincsen tömegük, ezért idődilatációjuk sincsen (hiszen emlékezzünk, az idődilatáció a gravitációból ered, ami pedig a tömegből), azaz mindenhol ott vannak egyszerre. És ezzel van nekem a problémám. Mert igazából nincsenek ott mindenhol, nemde? Sőt, kozmikus szempontból a fény borzasztóan lassú, csak két elképesztően közeli csillagrendszer között évekig utazik a foton. Viszont valami, aminek elméletileg nincsen tömege, nem kellene hogy egyáltalán "utazzon", mindenhol ott kellene lennie, időtlenül. Nem?
Egy adott tárgyat, hogy elérje az univerzális limitet, végtelen energiával kellene megtoljunk. Nem lehet, hogy a fénysebesség ennek a limitnek a 99,9%-án halad, végtelen 9-es tizedestörttel? Azért végtelen, mert maga a limit egy paradoxon, amit soha nem lehet elérni?
Hú, a végére már én is összezavarodtam. Na mindegy, várom a válaszokat!
válasza:Egy tömeggel rendelkező objektum nem képes felgyorsulni a fénysebességig. Ennek a jelenségnek már ismert a fizikai háttere. A levezetése szerintem nem GYK kompatibilis, de talán valaki leírja majd. Aki tényleg érti is, mert nekem ez már magas.
Amúgy, ha magát a teret hajlítjuk meg, vagy a térrel bohóckodunk, akkor lehetne gyorsabban eljutni A pontból B pontba. Ezt semmi sem tiltja elméletben. A gyakorlati megvalósítása már más kérdés. De vannak erre is alternatívák, amik akár még be is jöhetnek a távoli jövőben. pl.: Alcubierre-meghajtás.
"Egy tömeggel rendelkező objektum nem képes felgyorsulni a fénysebességig."
Igen, ezt írtam én is. Örülök, hogy egyetértünk.
"Amúgy, ha magát a teret hajlítjuk meg, vagy a térrel bohóckodunk, akkor lehetne gyorsabban eljutni A pontból B pontba."
Igen, ezt írtam én is. Örülök, hogy egyetértünk. Ismét :).
Azért ennyire szerintem nem fogalmaztam szarul, hogy ezek a pontok ne jöttek volna át. Olvasd el figyelmesebben.
válasza:A fotonok nincsenek ott mindenhol egyszerre. Akkor kicsit világosabb lenne a szobában! :D
Fénysebességgel haladnak, nem számít nekik az idő múlása, De nekünk igen.
válasza:Hát kérdezted, hogy ott vannak-e mindenhol, én meg írtam, hogy nem. Itt meg is áll a tudományom... :D
Majd jön talán egy fizikus, aki le tudja vezetni, hogy miért kéne mindenhol ott lennie a fotonoknak. (vagy miért nem) Nekem ez már totál zavaros.
válasza:"Azt mondják, hogy a fotonok azért utaznak fénysebességgel, mert nincsen tömegük, ezért idődilatációjuk sincsen (hiszen emlékezzünk, az idődilatáció a gravitációból ered, ami pedig a tömegből), azaz mindenhol ott vannak egyszerre" ebből hogy eredt hogy mindenhol ott vannak?
Az a gond hogy kicsit nehezemre esik kigabalyítanom az irományodból, hogy mi pontosan a kérdés. Amit talán sikerült kisilabizálnom hogy az okozhatja gondot hogy a fotonok mindenhol ott vannak?
A fotonok mint szubatomi részecskék, nem csak részecske hanem hullámformában is léteznek, és emiatt nem lehet meghatározni a pontos helyüket. Ezért az egy időpontban lévő helyzetük nem meghatározható, ilyenkor szokták azt mondani hogy statisztikailag bárhol lehet a foton az univerzumban. A gyakorlatban viszont ez nincs így a gyakorlatban van egy viszonylag jól behatárolható térrész amiben az adott foton nagy valószínűséggel tartózkodik. Szúval a gyakorlatban elhanyagolható az az esély hogy ezen a térrészen kívül legyen. Ha jól értettem ez volt az együk probléma.
A másik pedig hogy "viszont valami, aminek elméletileg nincsen tömege, nem kellene hogy egyáltalán "utazzon", mindenhol ott kellene lennie, időtlenül. Nem?", ezt két részre bontanám. Az első hogy aminek nincs tömege nem kéne hogy tudjon utazni, ez igaz lenne pont szerű tárgyakra, hiszen ha nincs tömege nehéz energiát kifejteni rá. Viszont a fotonnak hullámjellege is van a hullámoknak nincs hagyományos értelembe vett tömege még is terjednek. Ezt én nem tudom jól elmagyarázni hogy pontosan miért viselkednek így, de ebből a szempontból az talán nem is annyira lényeges.
A másik pedig ez a : "mindenhol ott kellene lennie, időtlenül. Nem?" Őszintén szóval nem tudom hogy ezt honnan szedted próbáltam követni a gondolatmenetedet, de ez teljesen kiugrik belőle. Talán arra gondolhattál hogy mivel a fotonnak nincs tömege ezért nem hat rá az idő ezért a végtelenségig kéne léteznie? Ha valami ilyesmire gondoltál akkor, nem a fotonnak nincs tömege, de van momentuma amivel energiát hordoz. Ezt a momentumot képes leadni különböző interakciók révén. Ha leadta a momentumából fakadó energiáját, megszűnik létezni. Hiszen azon kívül nem hordozott energiát és ha valaminek nincs energiája akkor az nem is nagyon létezik.
#6:
Na végre egy normális válasz, amiből elindulhatunk :)
"Hiszen azon kívül nem hordozott energiát és ha valaminek nincs energiája akkor az nem is nagyon létezik."
Egyből erre reagálnék, mivel itt van a lényeg. Igen, a fotonok energiahordozók. Viszont éppen ez az, hogy van energiájuk, és aminek van energiája, annak tömege is van, nem? Hiszen manapság már arról beszélünk, hogy napszéllel hajtsunk meg űrhajókat, mert a fotonok meglepően erősek ilyen szempontból.
Viszont ha van tömegük, akkor nem lehetnek a kozmikus limit, nem? Mert akkor gravitációjuk is van, és ezáltal az idődilatáció is hat rájuk, azaz az időben is léteznek. Elméletileg meg az abszolút kozmikus limitnek időtlennek kellene lennie, hiszen az a 100%. Ezért mondtam, hogy a fény nem 99,999999999999999999999999999999999999999999999999999.....%?
válasza:"So, the bottom line is that a photon indeed still has momentum even though it has no mass. The momentum of a photon can be expressed in a variety of forms."
Elolvastam a cikket, és elfogadom a választ, de attól még nagyon furcsa. Persze az agyunk nem a kvantummechanikához adaptálódott, hanem ahhoz, hogy túléljünk a vadonba. De elfogadom a fénysebességet a kozmikus limitnek, legyen.
Az azért tetszik, hogy nem csak nekem jutott ez a kérdés az eszembe, és kellett egy Einstein és egy Planck, hogy megmagyarázzák ezt az egészet.
válasza:> Azt mondják, hogy a fotonok azért utaznak fénysebességgel, mert nincsen tömegük
A foton esetén kicsit más a helyet. Levezethető a relativitáselméletből, hogy nyugalmi tömeggel nem rendelkező szabad részecske vákuumban nem csak hogy „utazhat” fénysebességgel, de nem is tud nem fénysebességgel utazni. A fotonnak tehát eleve fénysebességgel rendelkező állapotban KELL létrejönnie is, elnyelődnie is. Tehát nem, elvi szinten kizárt, hogy egy szabad foton a fénysebesség 100-x%-val haladjon, akármilyen kicsi is az az x.
> mert nincsen tömegük, ezért idődilatációjuk sincsen (hiszen emlékezzünk, az idődilatáció a gravitációból ered, ami pedig a tömegből)
Igen, van a gravitációs idődilatáció is. Csakhogy ez nem csak a tömegtől függ, hanem számos más paramétertől, bár kétségtelenül a tömegtől a legnagyobb arányban. (Pl. más gravitációs erőt fejt ki egy álló, meg egy ugyanolyan nyugalmi tömegű forgó test.) De a foton esetén a speciális relativitáselméletből fakadó idődilatáció igenis létezik, az nem függ a tömegtől, csak a sebességtől.
> idődilatációjuk sincsen […], azaz mindenhol ott vannak egyszerre
Pont az idődilatációból és a hosszkontrakcióból jön ki az az értelmezés, hogy a foton egyszerre van ott az útja minden pontján. (Hogy ez aztán mennyire helyes értelmezés, azt nem tudom megítélni, nem vagyok fizikus, csak egy műkedvelő laikus.)
> Mert igazából nincsenek ott mindenhol, nemde?
Hát ha nagyon elmaszatoljuk a kérdést, akkor de. Sőt ez bármelyik részecskére igaz. A részecskéknek nincs klasszikus értelemben vett méretük, kiterjedésük, sem klasszikus értelemben vett pozíciójuk. Az, ami ennek megfelel az egy valószínűségi függvény. Egy részecske tulajdonképpen a világegyetem bármely pontján is ott van nullánál nagyobb valószínűséggel, csak nyilván ez bizonyos határokon túl olyan kicsi valószínűség, hogy annak is kicsi a valószínűsége, hogy az univerzum történetében előfordult-e akár csak egyetlen részecskével is, hogy ekkora távolságon túl omlott volna össze a hullámfüggvénye.
Kapcsolódó kérdések:
Minden jog fenntartva © 2024, www.gyakorikerdesek.hu
GYIK | Szabályzat | Jogi nyilatkozat | Adatvédelem | Cookie beállítások | WebMinute Kft. | Facebook | Kapcsolat: info(kukac)gyakorikerdesek.hu
Ha kifogással szeretne élni valamely tartalommal kapcsolatban, kérjük jelezze e-mailes elérhetőségünkön!