Miért keletkezik energia az anyag és antianyag találkozásakor, amikor az E=mc2 képlet szerint nem szabadna?

"a világegyetem keletkezésekor az antianyag energiává alakult, az anyag meg nem?"

MERT NEM ÍGY VOLT!

Az anyag ÉS az antianyag IS energiává alakult!

Csakhogy egymillió antianyag részecskére jutott egymillió PLUSZ EGY anyagi részecske, és EZ AZ EGY megmaradt!

"Ha anyag és antianyag részecskepár csak úgy létre tud jönni a semmiből a kvantumfluktuáció lévén, akkor ez energiát von el a környezetéből?"

NEM!

Nem "anyag és antianyag" részecskepár jön létre, hanem egy pozitív és egy negatív energiával rendelkező részecske. Ebből a negatív energiájú az virtuális részecske, mert nagyon gyorsan ismét egyesülnie kell a párjával.

TEHÁT nem láthatóak, mert nagyon gyorsan eltűnik mind a kettő, és ott ismét nulla lesz az energia.

Természetesen anyag és antianyag "részecskepár" jön létre a semmiből.

Virtuális részecskékre nem teljesülnek a részecskékre teljesülő összefüggések és képletek.

NEM anyag és antianyag részecske jön létre!

Amúgy pedig nem a "semmiből", hanem a térből jönnek létre.

Ha antianyag jönne létre, akkor nem lehetne belőle valódi részecskét csinálni. Márpedig lehet.

[link]

„Virtual particles are often popularly described as coming in pairs, a particle and antiparticle which can be of any kind.”

Nem a legjobb forrás :/

De ha tudsz jobbat, elő vele.

A folyamat a Feynman-diagramon egy adott részecske zárt görbéjének felel meg. Ami pedig egy részecskének, és az ő antirészecskéjének.

Megpróbálom egy analógián keresztül megmagyarázni.

Van egy szoba, vannak benne szingli fiúk és lányok (ők jelentik a tömeggel, töltéssel rendelkező részecskéket és az antirészecskéket). Egy lány kikerülhet a szobából, de csak úgy, ha elkezd járni a szobában az egyik fiúval, és akkor már nem lesznek szinglik. De minden lány pontosan egy fiút, minden fiú pontosan egy lányt ki fog venni a „szinglik” szobából. Fordítva is igaz, be lehet kerüli a szobába, de nyilván csak úgy, hogy ha egy pár szakít. Ilyen esetben a lány visszakerül a szinglik szobájába, viszont a fiú is! A szobában tehát a fiúk és lányok különbségének azonos kell, hogy maradjon.

Csakhogy – a biológiával ellentétben – itt a fiúk és lányok a nemükön kívül semmilyen más tulajdonságukban nem különböznek. Mi meg azt látjuk, hogy van egy szoba, ami tömve van fiúkkal, lány meg egy sem, maximum akkor, ha nagyon szétszakítunk egy párt, és akkor lesz lány is a szobában, de bekerül egy fiú is, csak a lány meg azonnal párt talál, és kimegy a szobából a fiú párjával együtt.

Akkor mégis mi magyarázza, hogy a szoba tele van fiúkkal, lány meg elvétve és csak röpke pillanatokra található a szobában? Több hipotézist is tudunk erre adni…

1. Eleve több fiú volt kezdetben, mint ahány lány. Csakhogy ezzel van egy kis gond. A fiúk és a lányok minden tulajdonságukban megegyeznek, egyetlen eltérés van közöttük, a nemük, a nemük viszont teljesen szimmetrikusan viselkedik. Akkor mi az a történés, ami azt okozta, hogy több fiú keletkezett, mint lány? Nem tudunk ilyenről. Nem ismerünk a világban olyan aszimmetriát, amiben az egyik töltés valamiért máshogy viselkedik, mint a vele ellentétes töltés.

2. A másik lehetőség az, amit kvázi te mondtál. A lányok kikerültek valamilyen oknál fogva a szingli szobából úgy, hogy fiúk meg nem. Jó, de hogy? Oké, el tudjuk képzelni, hogy pl. lányok úgy is kikerülhettek a szingli szobából, hogy leszbikusok lettek. Ez megmagyarázná azt, hogy miért van több fiú. Igen ám, de mint említettük a fiúk és a lányok a nemükön kívül minden más tulajdonságban is megegyeznek, így pl. a homoszexualitásra való hajlandóságukban is. Ergo ha adott arányú lány homoszexuális kapcsolat miatt került ki a szingli szobából, akkor arányaiban ugyanennyi fiúnak is ki kellene kerülnie homoszexuális kapcsolatból kifolyólag a szobából, tehát ennek a jelenségnek nem szabadna jelentősen felborítania a szingli szobában a nemek arányát. Tehát itt is csak akkor magyarázná a dolgot ez a jelenség, ha valamiért a lányok hajlamosabbak lennének a homoszexualitásra, értsd az antirészecskék nagyobb valószínűséggel vennének részt valamilyen reakcióban, mint a normál párjuk vagy fordítva. Vagy lenne olyan fizikai folyamat, ami egy adott töltésű részecskével lezajlódik, az ellentétes töltési részecskepárjával meg nem. Ilyen jelenséget sem ismerünk, pedig azért ismerünk nem kevés különböző reakciót részecskék között, eléggé szanaszét van kutatva a téma. A jelenlegi ismereteink szerint nemhogy aszimmetria nem áll fenn az ilyen „homoszexuális” jelenségekre, de még csak ilyen „homoszexuális” jelenség sem létezik, a folyamatok során az össztöltés mindig megmarad. Egy pozitív töltésű részecske nem válhat semleges fotonná, mert hova tűnne a töltése?

3. Az is elképzelhető lenne, hogy az univerzum olyan, mint egy sakktábla, van, ahol kizárólag anyag van, van, ahol meg kizárólag antianyag. Kicsit olyan, mintha a szingli szobában lennének kis csoportosulások, az egyik helyen fiúk gyűlnek össze, a másik helyen lányok, és mi pont egy olyan részen vagyunk, hogy fiúkat látunk magunk körül, és ezért gondoljuk, hogy a szobában csak fiúk vannak. Csakhogy az univerzumban nincsenek hermetikusan zárt területek. Pl. a galaxisok közötti tér jórészt üres, de azért vannak kósza porszemek, kődarabok, akár magányos bolygók, amik el-elhagynak egy-egy galaxist és egy másik galaxisból érkező anyaggal találkoznak. Tehát olyan, mintha a szobában ezekből a fiú és lány csoportokból azért csak-csak elkóborolna egy-egy fiú és lány, így mégis egymásra tudnának találni, így kikerülnének a szingli szobából. De ha ez a sakktáblaszerű elrendezés lenne, akkor lennének homályos határvonalak ezen területek között, ahol viszont folyamatosan történne annihiláció, ami rengeteg energiát szabadítana fel, így látnánk, hogy hol vannak ezek a határvonalak. De nem látunk ilyet. A kialakulásukat meg még nehezebb lenne megmagyarázni.

4. A negyedik lehetőség az, amit spontán szimmetriasértésnek nevezünk. Tételezzük fel, hogy régebben olyan viszonyok uralkodtak a szobában, hogy voltak orvosok, akik erőszakkal nemátalakító műtéteket végeztek. Nem válogattak, fiúkon ugyanolyan eséllyel csinálták ezt, mint lányokon, éppen azon, aki éppen arra járt. De a fiúk és a lányok fel-alá sétálgattak, és teljesen esetleges volt, hogy egy-egy orvos éppen egy fiút, vagy egy lányt kapott el, és változtatta meg a nemét. Hosszútávon ez sem változtatna a nemek arányán, de volt a dologban egy erős fluktuáció. Az egyik nap a nemek aránya 50-50% volt, a másikban 51-49%, a harmadikban 48-52%, a negyedikben 49-51%, az ötödikben 52-48%, a hatodikban újra 50-50%. De valami megváltozott. Vagy meghalt az utolsó orvos is, vagy elfogyott a géz, vagy ellopták a szikét, mindenesetre történt valami, ami után tovább már nem történtek nemátalakító műtétek. Csakhogy éppen úgy alakult, hogy ez pont egy olyan pillanatban történt, mikor a fiú-lány arány 51-49% volt. Aztán szép lassan mindenki párt talált, a 49%-nyi lány elvitt 49%-nyi fiút, összeházasodtak, boldogan éltek, míg meg nem haltak. Ez megmagyarázná, hogy miért maradt a szobában az eredeti létszámhoz képest 0% lány, viszont 2%-nyi fiú, akinek nincs párja, nem tud kikerülni a szingli szobából, és a mai létszámhoz képest miért 100% fiú van a szobában és 0% lány. Na ez már egy elfogadottabb hipotézis, vannak olyan elméleti fizikai eredmények, amik alapján lehettek olyan folyamatok, amik alkalmat adtak volna ilyen jellegű spontán szimmetriasértésre. Ez ma az egyik leginkább elfogadott álláspont annak a kérdésében, hogy miért áll az univerzum kvázi kizárólag anyagból. A szépsége a dolognak, hogy egy ilyen állapothoz nem kell az, hogy a fiúk és a lányok a nemükön kívül más tulajdonságban különbözzenek, és teljesen szimmetrikusan viselkedhetnek a nemük alapján, és mégis fel tud borulni az egyensúly, mégis létre tud jönni egy aszimmetrikus állapot.

#11: „Nem "anyag és antianyag" részecskepár jön létre, hanem egy pozitív és egy negatív energiával rendelkező részecske. Ebből a negatív energiájú az virtuális részecske, mert nagyon gyorsan ismét egyesülnie kell a párjával.”

Sőt, általában a pozitív energiájú is virtuális. Elég nagy szerencse kell ahhoz, hogy rögtön on-shell legyen, nem?

#13: „Amúgy pedig nem a "semmiből", hanem a térből jönnek létre.”

A „semmiből jön elő” egy létező magyar kifejezés. A „térből jön létre” nem az, de legalább fizikailag sem értelmesebb.

Nem kaptál ellentmondásos válaszokat.

De leírom összefoglalva.

Részecskének (és antirészecskének, amelyek igazából részecskék csak ritkák) nem lehet negatív a mozgási energiája.

Virtuális részecskéknek (amik nem részecskék) lehet negatív energiája, de ezekre nem vonatkoznak azok a kinematikai és dinamikai törvények, amelyek szabad részecskékre igazak.

> Ez a 4-es magyarázat nagyjából az, amit én is mondtam, hogy az összes antianyag energiává alakult, míg az anyagból nem az összes. Ez adódhatott abból is, hogy ahol az ősrobbanáskor keletkezett, ott a keletkezéskor valamilyen erőhatás miatt az anyag például kívülre került, az antianyag meg belülre

Ha ez valamilyen fizikai tulajdonságban való különbségből fakad, az anyag és az antianyag a töltésen kívül más tulajdonságában – pl. a gravitációs kölcsönhatásban való részvétel paramétereiben – különbözik, akkor nem a 4-es, hanem a 2-es eset áll fenn. Ha véletlenszerűen alakult így, akkor felel meg a 4-es esetnek, de az, hogy az „anyag kívülre került” így ebben a formában nagyon valószínűtlen. Kicsit olyan lenne, mintha a világon minden külföldön nyaralni szokó embernek a 20%-a döntene úgy, hogy idén nyáron Párizsba fog ellátogatni… Párizs ideiglenes létszáma igencsak megugrana, már ha lenne a világon annyi repülő, ami oda tudná vinni az embereket. Ez ugyan nem lehetetlen, de roppant valószínűtlen. Pedig emberből nyilván nincs annyi, mint ahány részecske van a világon. Tehát azért ennél kicsivel cizelláltabb hipotézissel kellene előállni, nem ilyen Móricka szintű ötleteléssel. Meg az ötlet egy dolog, a kérdés, hogy egy ilyen ötletnél ha megnézed minek kellett történnie, pontosan milyen fizikai folyamatok zajlottak le, és annak következményeként hogyan kellene kinéznie az univerzumnak, annak azért stimmelnie kellene azzal, amit látunk.

Szóval sorry, de az ilyen „az anyag például kívülre került, az antianyag meg belülre […] valamiért mégsem fogadják el a fizikusok” erősen laikus gondolkodás, vajmi köze sincs a tudományhoz. Vagy igen? Akkor pontosan hogy is néz ki a te hipotézisedben az anyag és antianyag eloszlása a tér függvényében? Milyen kölcsönhatások révén jött létre ez az eloszlás, és mik ennek a kölcsönhatásnak a képletben megfogalmazott összefüggésében az egyes paraméterek? Pontosan mennyi anyag és antianyag volt a egy adott időpillanatban, milyen az antianyag annihilálódásának a mértéke az idő függvényében? Mennyi a felszabadult energia nagysága az idő függvényében? Miben, illetve milyen eloszlásban reprezentálódik a mai univerzumban ez az energiamennyiség, és milyen fizikai törvények miatt pont úgy, ahogy? Vannak konkrét számításaid? (Pedig ezek még csak a műértő laikus kérdései voltak, egy fizikus ennél sokkal konkrétabb részletkérdésekre is rákérdezne.)

Félre ne érts, tök jó, hogy érdekel a téma. Az is teljesen rendben van, hogy vannak ötleteid. Azzal sincs semmi baj, ha kérdés formájában megosztod, eldiskurálunk róla, és tanulsz belőle talán valamit (meg talán mi is). De ezzel a „miért nem fogadják el a tudósok azt a nézetet, hogy…” kijelentéssel azért óvatosan, főleg ha a kérdésből kitűnik, hogy az annihiláció folyamatáról, vagy az antianyag mibenlétéről is csak homályos és sok tekintetben téves képed van. Nyilván azért nem fogadják el az „ötletedet”, mert kicsit részletesebben értik a folyamatokat, ki tudják számolni egy ilyen ötlet (hipotézis) következményeit, és ha az nem vág össze a valós megfigyelésekkel, akkor persze, hogy nem fogadják el. Esetleg ha kened-vágod a kvantumfizikát képletek, konkrét számolások szintjén, mondjuk gond nélkül megérted a Hamilton-operátor – [link] – mibenlétét, és szerepét a kvantummechanikai számításokban, alkalmazni is tudod, akkor már valamennyire lenne alapod arra, hogy jogos kritikát fogalmazz meg a fizikusokkal szemben.

(Nota bene ennyire mély szinten én sem értem a kvantumfizikát, csak interpretáció szintjén, de a legjobb tudásom alapján igyekszem visszaadni az a képet, ami hitelesnek tartott forrásokból, illetve bizonyos szintű ismeretek mentén bennem összeállt. Lehet valamit nem jól írok, de ha lesz nálam hozzáértőbb válaszoló, majd kijavít, kiegészít.)

Addig viszont kicsit olyan ez, mint mikor Pistike kitalálja, hogy hegesszünk szárnyakat az autóra, és akkor tudnánk repülni. Az ötlet dicséretes, de az kevésbé, ha Pistike kvázi burkoltan lehülyéz egyetemet végzett mérnököket, mert nem csinálnak ilyen repülő autót. Nem csinálnak, mert nem működik. Vagy kicsit olyan ez, mint az anekdotában, mikor Párizsban a kenyér árának emelkedése miatt zavargások robbantak ki, mire XVI. Lajos felesége, Marie-Antoinette megkérdezte: „Ha nincs kenyerük, miért nem esznek kalácsot?”.