A két fémlemez határesete, a két fématom rácstávolságon. Vagy akár két fématom síkrács egymástól rácsállandó távolságra..
Értelmezd csak a felemlített gondolataidat erre a határesetre!
"A lemezek közti tér folyamatos aktivitást produkál: részecske-antirészecske párok képződnek állandóan, illetve annihilálódnak. E részecskéken kívül több elektromágneses erőt közvetítő részecske: foton is jelen van a kvantumvákuumban"
Nyilván tudod, hogy a fémrácson belül abszolút vákuum létezik, ezzel minden egyes rács síkra érvényes lenne a fentebbi kijelentésed. Na jó, tudom, hogy csak a "Cazsimirkás" elmélkedés jelen állását idézted.
De ha már idézed, kérlek tedd korrekten, és alkalmazd a fentebb említett határesetekre, ahol minden esetben kísérleti tényként tapasztaljuk, hogy a Casimir effect-nek tulajdonított csoda nem történik meg a rácsállandó távolságán lévő fémfelszínek között.
Na jó, oké.. Távolítsuk el a felszíneket egymástól, hogy ne egy rácsállandónyi, hanem 2,3,4.. n azaz sokszoros rácsállandónyi távolságra emeljük szét a fémrács síkokat.. Érdekes módon a távolság növekedésének és az aktuális erő nagyságának összefüggése a Casimir effect függvényével azonos.
Pedig az említett módszerrel csupán a fémrács síkjai közötti kötési energiából adódó vonzó erő nagyságát számoltuk az eltávolítás közbeni különféle távolságok esetére.
Így talán nem olyan meglepő, hogy a fémrácsokban sem annihiláció sem egyéb hókusz-pókusz nem zajlik, annak ellenére sem, hogy Casimir úr ügyesen, csupán a szokásos fémek megmunkálásánál fellépő erőket nem a távolodás, hanem a közeledés oldaláról írta le.
Az más kérdés, hogy minden olyan fizikuspalánta, aki nem tanulta meg tisztességesen a metallurgiát, nem is ismerheti fel az ott megtanulandó függvény reciprok alkalmazását. Természetesen az egyszerű valóság ismeretének hiányában mindenféle kamu vákuum fluktuációt képzel a hétköznapi kötési energia helyére.
Casimir-effektus: Képzeljünk el két egymással párhuzamos fémlemezt egymáshoz igen közel, midőn a lemezek között nincsen semmi. De a "kvantumvákuum" NEM egyenlő a "semmivel". A lemezek közti tér folyamatos aktivitást produkál: részecske-antirészecske párok képződnek állandóan, illetve annihilálódnak. E részecskéken kívül több elektromágneses erőt közvetítő részecske: foton is jelen van a kvantumvákuumban. Igazándiból rendkívül egyszerűen lehet a vákuum számára virtuális fotonokat kelteni, lévén, hogy a foton antirészecskéje önmaga, illetve mert nyugalmi tömege nulla. Vagyis a Heisenberg-féle határozatlansági relációból következő valamennyi energia a foton elektromágneses hullámzási energiájává alakul át. Különböző energiájú fotonokhoz különböző hullámhosszúságú sugárzás tartozik: kis hullámhosszhoz nagy energia. Vagyis a kvantumvákuumot úgy kell elképzelni, mint egy különböző hulllámhosszúságú fotonokból álló "fotontenger". E vákuumaktivitás következménye az, hogy a vákuum "vákuumenergiával" rendelkezik, melynek nagysága mindenütt egyenlő, vagyis mérhetetlen. Értéke csak az energia változásakor, pl. munkavégzéskor mérhető. Casimir kimutatta, hogy két elektromos vezető fémlemez közt csupán meghatározott fajtájú elektromágneses hullámok vannak jelen. A két lemez közt cikázó hullámok úgy viselkednek, mint pl. egy hárfa megpendített húrjai által keletkezett hanghullámok. Ilyen hullámoknál csak a hullámhossz egész számú többszörösei "férnek rá" a hárfa húrjára, és a húr két végénél nincs hullámzás. A "megengedett" hullámzásokat egy bizonyos húrhossz esetén harmonikusoknak vagy felhangnak nevezzük. Analóg módon a sugárzás néhány "megengedett" hullámhossza "fér el" a lemezek között Casimir kísérletében. Tehát a résben csupán olyan fotonok lehetnek jelen, amelyek hullámhosszára igaz az alábbi összefüggés:
lambda=x/a,
ahol: lambda=hullámhossz x=a két lemez közötti távolság a=természetes szám (a=0,1,2,3,....)
Tehát hogy a lemezek külső oldalán több foton van jelen köbcentiméterenként, amelyek nyomást gyakorolnak a lemezekre, és így közelebb kerülnek egymáshoz. Több ilyen kísérletet hajtottak végre, a rés nagysága 1,4 nm-től 15 nm-ig terjedt.
de persze ezek sokszor nehéz előadások, matematikai ágyúkkal elmesélve.
A Fodor Gyuszi előadása történeti áttekintést ad és megmutatja, hogyan fedezték fel. A Mátyásé arra koncentrál, hogyan mozoghat egy test (űrhajó akár), ha Kerr-téridőbe kerül, és kitűnő, színes ábrákkal szemlélteti. A Szabados Laciéban pedig benne van az összes lényeges és furcsa tulajdonság, tehát azok a dolgok, amik miatt az érdeklődés középpontjában van az egész már negyven éve.
Ehez nem kell mégis a feketelyuknak is forognia? Vagy csak a téridőszerkezet "forog"?
Van impulzusmomentuma, az biztos. De hogy konkrétan mi "forog"? Ezek a metrikák olyan állapotot írnak le, amikor minden anyag belehúzódott már a szingularitásba (Schwarzschild esetben egy pont, Kerr esetben egy gyűrű). Azt nemigen mondhatjuk, hogy a szinguláris anyag "forog". Viszont rajtuk kívül (elvileg) üres a téridő, akkor ott sem "forog" a micsoda. Persze, reális esetben tele lehet mindenféle anyagdarabocskákkal az a régió, amik önmaguk nyilván forognak is.
Kerr-téridő ergoszférájában egy próbatest nem tud "nyugalomban maradni", vagyis pl. nem tud ott egy "geostacionárius műhold" létezni. Mindenképpen forgó mozgást kényszerít rá a fekete lyuk.
Nézd meg az előbb belinkelt forrást, és más anyagot is bőven találsz róla, még a Wikiben is, levezetésekkel. '948-ban fedezték fel (az ált reltől függetlenül), és az eredeti, 1948-as cikk is fent van a neten( de az 62 oldalas).
Köszönöm! Az a baj, hogy nem tanultam még általános relativitáselméletet, így ezeket a fogalmakat nem ismerem.:(
"A leghíresebb ezek közül a Casimir-effektus. A kutatás és a vita azon megy kb 88 óta, hogy egzotkus anyagot stabilan és nagy mennyiségben elő lehet-e állítani valamikor és hogyan (hogy kibélelhessük vele a féreglyukat); tehát nem csak kis időre és kis mennyiségben."
A Casimire effektusban az energiasűrűség negatív? Ez hogyan lehetséges?
Az alapokat jól elmagyarázza, de azért több tekintetben már túlhaladott. Erősen túlbecsli azt, hogy mennyi negatív energiát képviselő anyag kéne egy átjárható wormhole-hoz; ill. nem tud arról, hogy azóta olyan időgép-téridő modelleket fedeztek fel, amihez egyáltalán nem kellene egzotikus anyag.
"csak kipróbálom, mert mintha nem látszanának hszek"
Feloldottad az átkot... :-) Én is észrevettem hogy nem látszik amit írtam - pedig a nevem ott volt mint utolsó hozzászóló. Próbáltam még egyszer elküldeni, de erre azt mondta, már azonos szöveggel elküldtem, de duplázzak. OK, gondoltam majd csak előjön. És lőn...
A negatív energiasűrűség azért alakul ki, mert a feketelyuk forog? Lehet úgy tekinteni, hogy a Penrose folyamat során az energiakinyerés a feketelyuk forgási energiájából fedeződik, vagyis hogy a fekete lyuk a folyamat során valamennyire csökkeni fog?(Ahogy az árapályerőművek a Föld forgását fékezik.)
Amennyire a számítások mutatják, a fekete lyuk tömege csökken ilyen folyamat során, nem az impulzusmomentuma. De mivel még nem üzemeltetünk ilyen erőművet ))), az, hogy a kinyert energia pontosan honnan származik, maradjon inkább nyílt kérdés.
A "forgó fekete lyuk" nem azt jelenti, hogy ténylegesen forog ott valami csúnya nagy izé. Hanem azt, hogy a kialakulása során maradt jelentős impulzusmomentum, és ez részt vesz a téridőszerkezet kialakításában. A Kerr-téridő tengelyszimmetrikus, stacionárius és "J" impulzusmomentum jellemzi az M tömeg mellett. Ha J tart a 0-hoz, visszakapjuk a Schwarzschild-téridőt.
A specrelben akkor ezek szerinted minden körülmények között pozitív az energia?
Jó kérdés, de nem.
Ugyanis egy laborban, ahol Casimir-effektussal dolgoznak mondjuk Eindhovenben vagy Lágymányoson, valószínűleg Minkowski-téridő van igen jó közelítéssel, és elég a jelenség kezeléséhez a spec rel.
A spec relben (Minkowski-téridőben) is lehet negatív energiájú állapot, de extrém körülmények és hatások kellenek hozzá.
Az ált relben viszont közönséges objektumok is viselkedhetnek úgy, hogy negatív összenergiájuk legyen, maga a görbült téridő "kényszeríti rájuk" ezt, ha a megfelelő tartományba kerülnek.
Először is, miféle féreglyukról beszélünk? Én a Morris-Thorne-típusút említettem (MTW). Ez elméletileg szabályos megoldása az Einstein-egyenleteknek, és rövid utat tesz lehetővé két távoli pont között. Nincs benne szingularitás és eseményhorizont, tehát extrém vöröseltolódás sem. '985-ben fedezték fel, és azóta ez a típus a leginkább kutatott féreglyuk-modell.
Mi negatív benne?
Nem a görbület, az inkább olyan gömbszimmetrikus, és persze helyfüggő, a megfelelő topológiai elrendezéssel. Hanem annak az anyagnak, ami ki tudja alakítani és fenntartani, egy részének egzotikus anyagnak kell lenni. Az egzotikus anyag olyan, hogy az energiasűrűsége negatív, tehát WEC-sértő. Ez furcsa (főleg klasszikus szempontból), de mint már volt szó róla, az ált relben nem kizárt, sőt, fontos megoldásoknak törvényszerű része. Ilyen egzotikus anyaggal kéne "kitámasztani" a féreglyuk folyosóját, hogy ne omoljon össze.
Ráadásul minden féreglyuktól függetlenül, kvantumos jelenségekkel már előállítottak egzotikus anyagot laborokban és dolgoznak velük. A leghíresebb ezek közül a Casimir-effektus. A kutatás és a vita azon megy kb 88 óta, hogy egzotkus anyagot stabilan és nagy mennyiségben elő lehet-e állítani valamikor és hogyan (hogy kibélelhessük vele a féreglyukat); tehát nem csak kis időre és kis mennyiségben.
A specrelben akkor ezek szerinted minden körülmények között pozitív az energia?
"Tehát itt lehet egy közönséges test energiasűrűsége negatív is. Egy űrhajóé is pl. Az ergoszférát nem takarja eseményhorizont, oda lehet menni és visszajönni normális módon. Az ergoszférában lehetséges WEC-sértést használja ki pl. a Penrose-folyamat arra, hogy energiát nyerjünk a fekete lyukból."
A negatív energiasűrűség azért alakul ki, mert a feketelyuk forog? Lehet úgy tekinteni, hogy a Penrose folyamat során az energiakinyerés a feketelyuk forgási energiájából fedeződik, vagyis hogy a fekete lyuk a folyamat során valamennyire csökkeni fog?(Ahogy az árapályerőművek a Föld forgását fékezik.)
Weak Energy Condition (Gyenge energiafeltétel). Az ált relben léteznek általános megkötések, feltételek az előforduló anyagi állapotokra nézve, ezek az energiafeltételek. Szerepük elsősorban az Energia-Impulzus tenzorok kialakításában van, tehát az Einstein-egyenletek megoldásában is fontosak.
A WEC az mondja ki, hogy az energiasűrűségnek nemnegatívnak kell lenni minden időszerű, jövőirányított vektor mentén. Aprópénzre váltva ez azt is jelenti, hogy minden reális megfigyelő nem negatív energiasűsűréget mérhet.
De nem minden téridőben teljesül a WEC. Pl. a Kerr-téridő ergoszférájában (a két horizont közötti részben) sem. Tehát itt lehet egy közönséges test energiasűrűsége negatív is. Egy űrhajóé is pl. Az ergoszférát nem takarja eseményhorizont, oda lehet menni és visszajönni normális módon. Az ergoszférában lehetséges WEC-sértést használja ki pl. a Penrose-folyamat arra, hogy energiát nyerjünk a fekete lyukból.
Az a legnagyobb vele, hogy a tömegnövekedés sérti az inerciarendszerek relaitivitásának elvét. Igazából a sajátidő növekedése valóban úgy viselkedik, mintha a tömeg nőne, de mégsem lehet helyes a tömegnövekedés, mert ez az IR-ek ekvivalenciáját elrontja. A sajátidő növekedés viszont nem rontja el az IR-ek ekvivalenciáját, mert a sajátidő megváltozása a Lorentz-transzformáció által változik.
"A Casimir-effektus során az atomban keletkező virtuális ellentétes töltésű részecskepárok a keletkezésükhöz szükséges energiát a vákuumból vonják el, keletkezésük pillanatában annihilálódnak is."
Ez még mindig nehézséget jelent nekem. Mert számoltam már virtuális részecskékkel, de sohasem tapasztaltam, hogy a vákuumból energiát vont volna el. Például a virtuális részecskéknél ugyanúgy teljesül az energia és impulzus megmaradás, mint a valós részecskéknél. Egyedül a tömegük nem annyi, mint a valós részecskéké, mert a kölcsönhatás megváltoztatja a tömegét(ahogy a magban kötött nukleonoknak is más a tömege, mint a szabadnuklonoknak).
"A kvantum-féreglyukak keletkezéséhez szükséges negatív energia, ezért energia szabadul fel. Ha sikerülne ilyen vákuumfluktuációk időtartamát meghosszabbítanunk, létrehozhatnánk negatív energiákat, így féreglyukakat is......"
"Mint említettem, én helyesebbnek, az energia folyamatokra találóbbnak és jellemzőbbnek tartom a fizikai jellemzők megváltozását, azaz differenciálját használni az "Energia" általános fogalmának definiálására."
Úgy tudom a termodinamikában a Q hőenergia van úgy definiálva, hogy mint energiaváltozást lehet érteni. Energia, ami differenciál az akkor tulajdonképpen nem a munka?
"Ezzel nyilvánvalóan a negatív és a pozitív differenciálok, azaz energiák egyaránt felvehetnek negatív vagy pozitív értéket."
Szerinted lehet olyan, hogy egy test összenergiája negatív lenne? Oké, a potenciális energia lehet negatív kötött állapotban, de negatív összenergiával még nem találkoztam. Szerinted mikor fordulhatna elő negatív összenergia?
Csak annyi a különbség, hogy egyik álláspont szerint csak a nyugalmi tömeg a tömeg és nem baj hogy az F=ma nem jó, kell bele sebességfüggő korrekció.
Amit Auróra feszeget, az azért nem teljesen mindegy. A nyugalmi tömeg az, ami minden inerciarenszerből vizsgálva ugyan annyi, míg ha a kinetikus energiát is hozzászámoljuk a tömeghez, akkor ahány inerciarendszerből vizsgálódunk, annyiféle tömeget tapasztalunk.
Kicsit furcsa helyzetek is előállhatnak, mert például egy űrhajós szerint az űrhajó gyorsítása után az univerzum tömegének növekedésére is asszociálhat. Azt meg ilyenkor rendre elhanyagolják, hogy a mozgási tömeg elfedi azt, hogy ilyenkor meg kellene különböztetni a transzverzális és a longitudinális tömeget.
A Kerr-téridő az Einstein-egyenleteknek az a megoldása, ami a forgó fekete lyuk téridejét írja le. A Schwarzschild-téridő mellett erre épül a fekete lyukak fizikája; a neten is sok ismertetés van róla, de igyekszem betenni linkeket azért. A 60-as évek elején fedezte fel Roy Kerr újzélandi fizikus (aki egyébként jó kapcsolatban van magyar kutatókkal, sokszor járt Magyarországon).
Igen, a "közönséges" anyag pozitív energiájú, ezért a téridő is pozitív görbületű. A féreglyukak létrejöttéhez viszont negatív energia szükségeltetik. A gravitáció, azaz, a pozitív téridő-görbület vonzza a negatív energiát. A kvantummechanika határozatlansági relációja értelmében minden energia ingadozik, a negatív energia is. A Casimir-effektus során az atomban keletkező virtuális ellentétes töltésű részecskepárok a keletkezésükhöz szükséges energiát a vákuumból vonják el, keletkezésük pillanatában annihilálódnak is. A kvantum-féreglyukak keletkezéséhez szükséges negatív energia, ezért energia szabadul fel. Ha sikerülne ilyen vákuumfluktuációk időtartamát meghosszabbítanunk, létrehozhatnánk negatív energiákat, így féreglyukakat is......
A Kerr-téridő a Kerr-féle fekete lyukakkal kapcsolatos, amely figyelembe veszi a tömegek forgását is, és amelyet az ún. Penrose-diagrammal ábrázolhatunk, amelyen nyomon követhető pl. egy fekete lyuk eseményhorizontján belülre került űrhajó további sorsa is......
Mint említettem, én helyesebbnek, az energia folyamatokra találóbbnak és jellemzőbbnek tartom a fizikai jellemzők megváltozását, azaz differenciálját használni az "Energia" általános fogalmának definiálására. Ezzel nyilvánvalóan a negatív és a pozitív differenciálok, azaz energiák egyaránt felvehetnek negatív vagy pozitív értéket.
(Elnézést a pongyola megfogalmazásért, javítom: Az Energiát a fizikai jellemzők idő szerinti differencia hányadosának határértékeiként, azaz differenciahányadosaiként kellene definiálnunk. )
"Én úgy tudom, hogy negatív (teljes) energiájó állapotok léteznek, földi laborokban is dolgoznak ilyenekkel. Elméletileg az ált rel talaján pedig sok helyen előfordulnak görbült téridőkben. A legnevezetesebb példa a Kerr-téridő ergoszférája, de bőven máshol is. A WEC sérülése bizonyos téridőkben közismert elméleti tény."
Ezeket a jelenségeket nem ismerem. Mi a Kerr-téridő és mi a WEC?
Amúgy sok helyen hallottam azt, hogy a negatív energiákat igyekeznek az elméletből kiküszöbölni. Azt, hogy az energia csak pozitív lehet azt spektrálfeltételnek hívják. Könnyen lehet, hogy ez az áltrelben másképp van, de azt nem ismerem. De nagyon izgat hogy az áltrel mit monde erről.
