Hasonló téma keresése a Google-n: (csak rövid maganhangzó)
GRAVITÁCIÓ
A gravitációt felhasználjuk akkor, amikor lerázzuk az érett diót a fáról, és küzdünk ellene, amikor felgyalogolunk a negyedik emeletre. De mit jelentene a számunkra az, ha teljes mértékben tudnánk uralni ? Minimum annyit, hogy örökre megoldanánk az energiaproblémánkat. (Képzeljünk el egy olyan kockát, amelynek falán nem hatol át a gravitáció. Ha a kocka alja zárva van és a teteje nyitva, a kocka a felfelé látszó égitestek hatására felemelkedik. Ha a tetejét zárjuk és az alját nyitjuk, lefelé zuhan. Jobb, mint az örökmozgó !)
Newton a bolygómozgások alapján dolgozta ki a tömegvonzásra vonatkozó elképzelését, ami az általános relativitáselmélet megjelenéséig kitűnően használható volt. Szerinte bármely test vonzza az összes többit, és a vonzóerő annál nagyobb, minél nagyobb tömegűek a testek, és minél közelebb vannak egymáshoz. Tehát egy kis tömegű test ugyanolyan erővel vonzza a nagy tömegű testet, mint az a kicsit. Ez az erő nem csak az égitestek mozgását magyarázza, hanem azt is, hogy a leejtett tárgy miért esik a föld felé. Azt viszont nem lehetett vele megmagyarázni, hogy a végtelen nagy, statikus, mozdulatlan világegyetemben a gravitáció hatására miért nem esnek egymás felé az égitestek. Azt pedig, hogy mi okozza a vonzóerő létrejöttét, senki nem tudta megmagyarázni.
Einstein az általános relativitáselméletben új leírást adott a gravitációra. Úgy gondolta ugyanis, hogy a gravitációs hatás sem terjedhet gyorsabban a fénysebességnél, tehát nem lehet az, hogy ha a Hold helyzetén változtatunk, a vonzóerő változását abban a pillanatban érezni lehet a Földnél. Olyan elképzelést tett közzé, hogy a gravitáció nem azt jelenti, hogy az egyik test vonzza a másikat, hanem azt, hogy minden tömeggel rendelkező test meggörbíti a teret, a többi test vagy foton pedig ezt a görbületet követi. Ezért jön létre az a jelenség, hogy a Nap mellett elhaladó fénysugár pályája elhajlik. Arra azonban, hogy milyen mechanizmus okozza a tömeg körüli tér görbültségét, ugyanúgy nincs magyarázat, mint a Newton-féle vonzóerőnél a hatás mechanizmusára vonatkozóan. A relativitáselmélet szerint a tömeg tulajdonsága az, hogy meggörbíti a teret, ezt tudomásul kell venni.
A kvantummechanika úgy próbálja magyarázni, hogy a vonzóerőt a testek között egy részecske, a graviton közvetíti. Ha az egyik test gravitont bocsát ki, és azt a másik test befogadja, létrejön közöttük a vonzóerő. Feltételezhetünk a graviton helyett gravitációs hullámot is, a helyzet ugyanaz: senki nem tudja kimutatni, és bár a hatását ki tudjuk számolni, a tényleges fizikai mechanizmusról fogalmunk sincs.
Einstein az általános relativitáselméletben új leírást adott a gravitációra. Úgy gondolta ugyanis, hogy a gravitációs hatás sem terjedhet gyorsabban a fénysebességnél, tehát nem lehet az, hogy ha a Hold helyzetén változtatunk, a vonzóerő változását abban a pillanatban érezni lehet a Földnél. Olyan elképzelést tett közzé, hogy a gravitáció nem azt jelenti, hogy az egyik test vonzza a másikat, hanem azt, hogy minden tömeggel rendelkező test meggörbíti a teret, a többi test vagy foton pedig ezt a görbületet követi. Ezért jön létre az a jelenség, hogy a Nap mellett elhaladó fénysugár pályája elhajlik. Arra azonban, hogy milyen mechanizmus okozza a tömeg körüli tér görbültségét, ugyanúgy nincs magyarázat, mint a Newton-féle vonzóerőnél a hatás mechanizmusára vonatkozóan. A relativitáselmélet szerint a tömeg tulajdonsága az, hogy meggörbíti a teret, ezt tudomásul kell venni.
A kvantummechanika úgy próbálja magyarázni, hogy a vonzóerőt a testek között egy részecske, a graviton közvetíti. Ha az egyik test gravitont bocsát ki, és azt a másik test befogadja, létrejön közöttük a vonzóerő. Feltételezhetünk a graviton helyett gravitációs hullámot is, a helyzet ugyanaz: senki nem tudja kimutatni, és bár a hatását ki tudjuk számolni, a tényleges fizikai mechanizmusról fogalmunk sincs.
Bár a gravitáció a leggyakrabban észlelt és a legegyszerűbbnek tűnő jelenség, a fenti elméletek közül egyik sem tűnik logikusnak és természetesnek. Még abban sem vagyok biztos, hogy a tudományban vonzóerőnek mondott jelenség valóban az, aminek tartjuk: egyik test vonzza a másikat, függetlenül a közöttük lévő anyagtól, tértől, időtől. Honnan tudja azt az egyik test, hogy milyen tömegű a távol lévő másik test (a vonzóerő ettől is függ) ? Teljesen logikátlan az, hogy a Föld azonnal kétszeres erővel vonzaná a Holdat, ha a Hold tömegét egyik pillanatról a másikra kétszeresére növelnénk.
Az a tény, hogy a vonzóerő nem a távolságtól, hanem a távolság négyzetétől függ, azt jelenti, hogy a gravitációs hatás gömbszimmetrikus jelenség. Ez egyértelművé teszi a számomra, hogy a vonzóerő nem két test „ügye”, hanem szerepet játszik benne a körülöttük lévő teljes tér valamilyen „hatása”.
Nézzük meg, hogy van-e olyan jelenség a világegyetemben, ami okozhat gravitációs hatást úgy, hogy érvényes marad minden olyan ismeretünk, ami ma a gravitációt jellemzi. (Egyszerűbben: tudunk-e olyan logikus, kézzelfogható jelenséget találni, ami megmagyarázza a szabadesést, vagy az ár-apály hatást ?)
Most tételezzük fel a következőt:
- Zárjuk ki a vonzóerő létezését.
- A világegyetemet homogénen kitölti egy nagy mennyiségben jelenlévő, nagyon kis vagy nulla tömegű, de nagyon nagy energiájú részecske (nevezzük gravitkának). Ezek egy pontszerű tömeghez folyamatosan érkeznek minden irányból azonos számban. Keletkezésük összeköthető az ősrobbanással is, de az is feltételezhető, hogy ma is folyamatosan keletkeznek.
- Ez a részecske nagyon kis valószínűséggel minden részecskén szóródik, vagy abban elnyelődik (hasonlóan a neutrínóhoz). A kölcsönhatás valószínűsége egyenesen arányos a részecske tömegével vagy energiájával.
Klasszikus feltételként vegyünk két pontszerű, x és y tömegű testet, amelyek egymástól való távolsága z :
Az x test felé minden irányból azonos mennyiségű gravitka érkezik, amelynek bizonyos része kölcsönhatásba lép a testtel, így a testtől távolodó gravitkák mennyisége kevesebb lesz. Az elnyelődés mértéke arányos az x tömeggel. Az elnyelődésből származó különbség gömbfelületen terül szét, így az x testhez közelítő és attól távolodó gravitka különbsége a távolság négyzetével fordított arányban csökken. A z távolságban lévő y testet tehát nem minden irányból azonos gravitka éri, hanem az x test felől kevesebb. Az y test is a tömegével arányosan nyeli el a hozzá érkező gravitkákat, és mivel az x test felől kevesebb érkezik, itt az elnyelődés is kisebb lesz. Az y test és a minden irányból nem egyenlő mennyiségben érkező gravitkák kölcsönhatásának az lesz a következménye, hogy a gravitkák a második testet az első felé lökik. Belátható, hogy ez az erő fordítva is létrejön, és mindkét testre ható nyomóerő azonos nagyságú lesz, egyenes arányú a két test tömegével és fordított arányú a közöttük lévő távolsággal.
Most tételezzük fel a következőt:
- Zárjuk ki a vonzóerő létezését.
- A világegyetemet homogénen kitölti egy nagy mennyiségben jelenlévő, nagyon kis vagy nulla tömegű, de nagyon nagy energiájú részecske (nevezzük gravitkának). Ezek egy pontszerű tömeghez folyamatosan érkeznek minden irányból azonos számban. Keletkezésük összeköthető az ősrobbanással is, de az is feltételezhető, hogy ma is folyamatosan keletkeznek.
- Ez a részecske nagyon kis valószínűséggel minden részecskén szóródik, vagy abban elnyelődik (hasonlóan a neutrínóhoz). A kölcsönhatás valószínűsége egyenesen arányos a részecske tömegével vagy energiájával.
Klasszikus feltételként vegyünk két pontszerű, x és y tömegű testet, amelyek egymástól való távolsága z :
Az x test felé minden irányból azonos mennyiségű gravitka érkezik, amelynek bizonyos része kölcsönhatásba lép a testtel, így a testtől távolodó gravitkák mennyisége kevesebb lesz. Az elnyelődés mértéke arányos az x tömeggel. Az elnyelődésből származó különbség gömbfelületen terül szét, így az x testhez közelítő és attól távolodó gravitka különbsége a távolság négyzetével fordított arányban csökken. A z távolságban lévő y testet tehát nem minden irányból azonos gravitka éri, hanem az x test felől kevesebb. Az y test is a tömegével arányosan nyeli el a hozzá érkező gravitkákat, és mivel az x test felől kevesebb érkezik, itt az elnyelődés is kisebb lesz. Az y test és a minden irányból nem egyenlő mennyiségben érkező gravitkák kölcsönhatásának az lesz a következménye, hogy a gravitkák a második testet az első felé lökik. Belátható, hogy ez az erő fordítva is létrejön, és mindkét testre ható nyomóerő azonos nagyságú lesz, egyenes arányú a két test tömegével és fordított arányú a közöttük lévő távolsággal.
Ha ezt a lökőerőt kiszámítjuk, megkapjuk Newton gravitációs törvényét. Mivel a gyakorlati mérésekből ismerjük a gravitációs állandót, ennek segítségével kiszámíthatjuk a gravitkák energiáját és sűrűségét, valamint az egységnyi tömegben való elnyelődésük valószínűségét.
Ha pedig feltételezzük azt, hogy a gravitkák sebessége - amely természetesen nem végtelen - megszabja a gravitációs hatás terjedési sebességét, kielégítjük az általános relativitáselmélet elvét is.
Lehet, hogy a gravitkák adják a világegyetem nem észlelhető, de a számítások szerint meglévő, láthatatlan „sötét” tömegét ?
Az elméletből adódik, hogy az idő múlásával a gravitkák száma a folyamatos elnyelődés miatt csökken, ami a gravitációs állandó csökkenését is jelenti. Ugyanakkor a tömeg ezzel arányban nő, tehát összességben a gravitációs hatás állandó marad. (Túl messze vezet az a feltételezés, hogy ez a tömegnövekedés azonos a világegyetem állandó tágulását okozó anyagteremtődéssel.)
Utolsó kommentek