;o)

Kan ikke lade værre med at skævgrine lidt når jeg står nede i jollen og håndstarter min en cylindrede Sabb diesel fra -74. Der har sgu været gang i den de seneste år.
/Hygge og snart god week-end.

Hygge - hygge

Ja, jeg hygger mig med min Compaq 19" CRT-skærm med 3 stk. elektronkanoner, med accelerationspotentiale på 26.000 volt og 1,2 mA. katodestrøm.
Strålerne kan bevæge sig med 100 Km. pr. sek. hen over skærmen - det er squ imponerende !

Atomet

Det er altid spændende at se hvad der dukker op i partikelknuserne, ved forøgede energi-forsøg; for forskerne er det som juleaften, vi er ikke sikre på hvad vi får at se. Vel, tingene samler sig omkring standardteorien, men denne er ikke endelig, men må justeres nu og da.
Naive forskere går rundt og tror vi er tæt på en endelig for fysikken afrundet teori om atomet, og skænker det ikke en tanke at selv helt simple fundamentale og grundlæggende fysiske sammenhænge, står vi rystende usikre over for. Verdens bedste hjerner må give op, og nøjes med henvisninger til de matematisk/kvantitative sammenhænge, og når man bevæger sig ind på fysikkens domæne behandle spørgsmål postulatisk.

Re: Atomet

Verdens bedste hjerner må give op, og nøjes med henvisninger til de matematisk/kvantitative sammenhænge, og når man bevæger sig ind på fysikkens domæne behandle spørgsmål postulatisk.

Nej, så slemt er det ikke. Mennesket mangler at kortlægge nogle detaljer, som hidtil er smuttet fra os, fordi vore målemetoder hidtil har været for grove. Og på grund af disse detaljer som mangler, er der en skillevej for tiden imellem to teorier:

(1) »Vakuum er et rent og skært tomrum.«

(2) »Vakuum er en substans der ikke består af atomer.«

Teori nummer 1 er den anerkendte teori, og teori nummer to er den "forkerte" som man for tiden genovervejer. Den Store Hadronsammenstøder er bygget af præcis denne årsag.

Logikken er, har hidtil været, at hvis vakuum er en substans, og fordi atomer evner at bevæge sig igennem vakuum, da ligner det at vakuum i så fald må være en væske eller en gas eller noget tilsvarende, og, fordi det ligner at måtte være således, bør man kunne forvente at der er strømninger i denne substans, og hvis det er tilfældet, da vil lysets hastighed alene af den grund være varierende hist og her. Problemet er, at når man har udført måleforsøg, har man været ude af stand til at måle sådanne forskelle i lysets hastighed.

Dette fører til et spørgsmål: Kan vakuum være en stillestående substans? I så fald, hvordan skulle det kunne lade sig gøre, når hårdt komprimerede gasser af atomer (stjerner) bevæger sig omkring? Desuden: Hvis vakuum er en substans, hvordan kan det så være at halvhurtige fysiske bevægelser i vakuum slet ikke oplever nogen gnidningsmodstand? Og: Hvis vi tror på vore observationer, som ligner, at universet udvider sig, hvordan i alverden kan dette lade sig gøre, hvis vakuum er en substans?

Disse arter af spørgsmål er så gode, at mange mener at de er umulige, og derfor vil mange helst erklære vakuum for at være et totalt tomrum, og anse lys for at være partikler, og basere al fysisk tænkning på dette. Dette er understøttet af, at vakuum unægteligt ligner at være tomt.

Problemet er dog, at hvis vakuum er tomt, da kan bølger ikke bevæge sig igennem vakuum. Vi ved, at lys har bølgenatur. Derfor, stjernesikkert, er vakuum ikke tomt, det består af noget. Af hvad, ved vi ikke, kun at det ikke består af atomer. Lys er desuden ikke partikler, lys er bølger i den substans som vakuum består af, og som betyder at atomer (der ikke berører hinanden) kan udveksle energier imellem sig ved at udsende og blive ramt af bølger. Vi ved desuden meget præcist en datakombination om partiklerne som vakuum består af, fordi forholdet imellem disse partiklers (a) masse og (b) gennemsnitlige afstand og (c) fjedervirkning, er den faktor der danner lysets hastighed, bølgerne igennem vakuum. Dette er begrundet i en antagelse om, at naturloven om inertimomenters bevarelse, er fundamental.

Ret meget mere, ved man ikke for tiden. Problemet er, at vi kun har atomer at teste med, eller elementarpartikler fra atomer, fx en proton eller en elektron. Man kan fx smadre to protoner imod hinanden med en hastighed meget nær lysets bølgehastighed igennem vakuum, og forsøge at måle på, hvad et sådant voldsomt sammestød fører til. I Den Store Hadronsammestøder, måler man på splinternes opførsel, om der ligner at være hvirveldannelser omkring dem, fordi, hvis der er konsekvente tegn på hvirveldannelser, da er det selveste vakuum som man således ser. Fysikere har udtalt, at hvis disse hvirvelfænomener er at opdage, da kan man kun opdage dem ved hjælp af statistiske beregninger på milliarder af måleforsøg, så småt er vakuum fra de menneskelige sanser at kunne opfatte. Hvis man kender en smule til databehandling i computere, vil man indse, at disse beregninger vil være noget af det voldsomste som mennesket hidtil har forsøgt sig med i computere.

Jeg glæder mig til, og mange andre gør også, til at høre om forsøgenes resultater, om vi i de næste ti år måske vil skrotte al nuværende fysisk anerkendt tænkning, eller om der opdukker mysterier som er endnu mere vanskelige at fatte end hidtil. Mit personlige gæt er, at vi vil få bevist at vakuum er en substans af partikler, og dette gæt er årsagen til at jeg ofte fabler om diverse teorier, afledt ud fra dette gæt.

Re: Re: Atomet

Mit personlige gæt er, at vi vil få bevist at vakuum er en substans af partikler

En substans uden masse eller andre egenskaber undtagen de egenskaber man ville forvente af noget der ikke eksisterer.

Kald den bare substans. Nu vil jeg gå en tur med mit tigerdyr. Det er usynligt og kan ikke på nogen måde observeres, men bortset fra det er den en rigtig tiger.

mvh Søren

Detaljer

Hej Søren
Det har vi til forvekslning set før i fysikkens historie, forskerne tror den er lige ved at være der, de sidste brikker er ved at være på plads, og den store fysikkes bog kan færdigskrives - nå ja, der var lige nogle detaljer. Jeg snakkede med en fysiker der sagde "Om 10 år er alt forstået" - det var i 1996. En anden fysiker skrev, "Alt er i den skønneste orden".
Når jeg skriver at fundamentale fysiske spørgsmål, står man rystende usikre overfor, menes f.eks. Trewor: "Forskerne ved ikke hvad tid er", eller "De mange gåder, tilknyttet fysikken, vil først blive løst i løbet af de næste mange generationer". Udmeldinger i strid med ovenstående søde drømmerier. Desværre - det er de barske realiteter, men disse kan i sidste ende vise sig mere spændende end de naive dagdrømmerier.

Cern

Cern-forsøg (og andre) har gennem årene været sammenholdt med standardteorien, ved stadig at forøge energien og koncentrationen af denne, har udfaldene jævnt hen af vejen været i nogenlunde overensstemmelse inden for teori-rammen, af og til ikke - så må teorien modificeres. Det kan også hænde at forsøgene blotlægger store overraskelser -så teoretikerne må på overarbejde. Dette samlede billede vil, tro mig, fortsætte i nuværende forsøg. Der bliver under ingen omstændigheder tale om at færdig-afrunde fysikken, hertil har man en alt for begrænset indsigt både i atomteori og ikke mindst i fysikkens grundlæggende fænomener.

Problemet c

Som altid er problemet med konstansen c, at når vi sætter den ind i en fysisk sammenhæng, forsvinder det konstante præg, i direkte modstrid med teori og forsøg. Det bedste bud, er Einsteins postulat om at c er konstant i forhold til iagttager. Imidlertid er det (siden 1905), blevet modereret i hans bog "Det moderne verdensbillede", hvor nu c er blevet konstant både i forhold til iagttager OG lyskilde. Dette er i modstrid med forsøg hvor lyskilden er delt i to symmetri-kilder. Men dette forsøg er stadig i overensstemmelse med at c er konstant, i forhold til iagttager. At forklare dette forhold, er endnu et eks. på den røstende usikkerhed, når vi står overfor fysikkens grundlæggende fænomener.
I Sørens indlæg har jeg bemærket, at netop kombinationen masse/afstand/fjedervirkning er interessant, enig.

Re: Problemet c

"c" er bølgeudbredelseshastigheden igennem vakuum, en slags lydbølge. Et tilsvarende eksempel er bølgeudbredelseshastigheden igennem vand, og igennem luft. I alle tre tilfælde sker der en midlertidig komprimering af den gennemsnitlige afstand imellem partikler i et lokalt område, en spændstighed, en sammenpresning skabt af et eller flere atomers bevægelse, og denne "inerti energi" formidles videre, og videre, igennem partiklerne. Dette er bølger.

Bølger opstår alle vegne hvor der er partikler, fx kan partikler være en tæt mængde af mennesker på et dansegulv. Der kan da ske det, at et menneske (A) bliver ramt af et hårdt skub nær randen af dansegulvet. Et sådant skub, et inertimoment, kan bølge igennem dansegulvets mennesker og ende med at et andet menneske (B) vælter bort fra dansegulvet ved gulvets modsatte rand. Hvis vi forestiller os, at det oprindelige skub stammer fra et slagsmål omkring et bord, da ender det måske med et slagsmål også på den anden side af dansegulvet, omkring et bord, hvis B vælter imod bordet. Dette er meget tæt på at være en beskrivelse af lysbølger imellem to atomer (~ to borde).

"Afstand" er relativt i forhold til tilfældige andre målestokke i nærheden. Det interessante er ikke at definere fx 1 meter, men at spørge os selv om, om hvor mange atomer der fx er på en række i løbet af denne meter, dvs. atomernes tæthedsgrad. "1 meter" er således et mål med elastik, fordi fx krystaller og væsker og gasser kan være mere eller mindre komprimerede, afhængig af et ydre tryk eller af fx et tyngdefelts styrke. En ubåd, blot et eksempel, kan man bygge til at være præcis 100 meter lang i et værft ved et givent ydre tryk og ved en given styrke i et tyngdefelt. Hvis man monterer en kraftig motor i bagenden, og presser ubåden til at sejle meget stærkt igennem et ocean, da vil ubådens længde blive kortere på grund af sammenpresningen imellem motorens kraft bagfra og vandmolekylernes modstand forfra. En rumraket der forsøger at flyve hastigt igennem vakuum vil blive tilsvarende kortere i sin længde.

"Tid" bliver dermed et variabelt begreb, fordi tidsmålingers resultat pr. meter afhænger af hvor hurtigt ubåden sejler og hvordan man måler. Det er i i den forbindelse ikke kun ubåden der ændrer længde, også selve oceanet omkring ubåden bliver midlertidigt komprimeret, i form af hvirvler. Disse fænomener kender vi meget til omkring skibe og flyvemaskiner. En alpin skiløber kender det også, fordi et liftkort ofte hænger løst i en elastik fra halsen, som ved høje hastigheder opfører sig turbulent på grund af vindhastigheden forbi, og imens skifter elastikken længde. Man kan således ikke stole på nogen som helst rumligheders størrelser og massefylder, sådant afhænger af hastigheder og af dynamik, og som er umuligt at beregne med sædvanlige matematiske formler, der kræves simulation i såkaldte "fysikker", modeller der beregner fx milliarder af partiklers indbyrdes påvirkninger.

En forvirring opstår altid i skoleelever, når en lærer fortæller om, at hvis man lader Raket A flyve med 0,7 gange lysets hastighed, og hvis man fra Raket A affyrer en Raket B fremad der også har kræfter til at flyve med 0,7 gange lysets hastighed, at da bliver Raket B's hastighed ikke lig med 1,4 gange lystets hastighed. Forvirringen opstår fordi en lærer samtidig kan finde på at sige til eleverne at rummet (vakuum) er et tomrum, underforstået at de to raketter oplever en gnidningsmodstand lig med nul. Hvis man derimod forklarer for eleverne, at Raket A allerede er i voldsomme vanskeligheder med at skulle mase sig fremad imod en væg af modstand, da forstår eleverne bedre at det ikke nytter ret meget i den situation at affyre endnu en raket fremad fra raketten.

En anden forvirring i elever opstår typisk, når man taler om fysiske bevægelser i forhold til bølger. Hvis fx at der er bølger i et hav der bevæger sig indad imod en strand, og hvis man løber udad fra stranden i bølgerne, da oplever man at bølgetoppenes afstande er kortere mens man løber. Når man standser op, opdager man bølgetoppenes reelle afstande. Uanset om man løber eller ej, er afstanden imellem bølgetoppene den samme, og dog. Hvis man løber hurtigt igennem bølgerne, meget hurtigt, da kan bølgernes partikler (vandmolekyler) ikke nå at komme af banen for kroppen, og så vil man begynde at komprimere afstanden imellem bølgetoppene forude for sin krop, mere og mere, jo hurtigere som man løber. Hvis man forsøger sig med det i et hav nær en strand, vil man opdage at gnidningsmodstanden er enorm, helt umuligt, medmindre, muligvis, at man ligefrem bygger en lang og slank ubåd med en raketmotor bagi. Uanset: Når man måler på tider og afstande og frekvenser og så videre, skal man nøje beslutte sig om, ud fra hvilke målestokke som man vil måle, om disse befinder sig nært eller om de bliver komprimerede på grund af de fysiske bevægelser der foregår.

Fiasko

Hej Carsten
Den gode gamle klassiske fysik, mekanik, fornægter sig ikke; i udforskningen af elektromagnetismen blev det dog helt klart at mekanikken kom for en stor del til kort, ved fænomenerne el og magnetisme. Centralkræfter måtte ombyttes, med de i stedet for vinkelret virkende kræfter - ved (og indførelse af) det elektromagnetiske felt. I ligningerne popper der en konstant c op; men hvordan skulle c indpasses fysik i naturen? Man prøvede i mange år at sætte c ind i en mekanisk sammenhæng - altid med fiasko til følge. Nu er billedet genoplivet, mekanikken dog tilføjet kvantefysik - jeg kan garantere for at fiaskoen luer, når c skal være konstant. En løsning strander på manglende indsigt i de grundlæggende fænomener for naturens fysik.

Re: Fiasko

i udforskningen af elektromagnetismen blev det dog helt klart at mekanikken kom for en stor del til kort, ved fænomenerne el og magnetisme.

"Partikler", fx et menneske på et dansegulv, kan have andre egenskaber end kun vægt og temperatur og fjedervirkning. Måske har et menneske også et ølkrus i den ene hånd, og et særligt greb i et andet menneske allernærmest. "Partikler" er noget som man behøver at simulere i store mængder i en computer, og forsøgsvis tildele nogle af partiklerne nogle særlige egenskaber, indtil en model evner at forklare alle observerede fysiske fænomener. "Partikler" er fx ikke nødvendigvis runde som bolde, og nogle (måske alle) partikler har sandsynligvis et spin, igen jævnfør eksemplet fra dansegulvet. En bølge igennem et dansegulv kan således være af vidt forskellige arter, måske en formidling af "sprælhumør" (~ temperatur) eller en formidling af "koblingsdannelser" (~ partikler der kombinerer sig, måske en slags krystaldannelse).

Et praktisk eksempel på en lille gåde, er en legetøjsbåd på en sø. Hvis man laver bølger i nærheden af båden, kan man skabe en bevægelseshastighed i båden. Men, hvad er det reelt, der bevæger båden? Det er tyngdekraften i dette tilfælde, at når en bølge hæver sig i bådens nærhed, da danner tyngdekraften en vektor i sidelæns retning fordi vandet i bølgen hælder imod skibet. Dette kan man sige om, at det er en uventet "elektromagnetisk" kraft der flytter på båden, og som ligner at stamme fra bølgerne, som delvist er sandt, men også kun delvist. Samtidig formidles bølgerne af partikler: der kan ikke eksistere bølger uden at der er partikler til stede der evner at blive midlertidigt sammenpresset i deres gennemsnitlige indbyrdes afstand.

Vakuum er i alt dette vanskeligt for os at få greb om, fordi vakuum ligner at have en massefylde på nul, og ligner at være usynligt, og ligner at yde en gnidningsmodstand på nul imod atomers langsomme bevægelser igennem det, blot nogle få af de gåder der er forbundet med vakuum. Bølgerne igennem vakuum afslører at vakuum uundgåeligt behøver at bestå af noget. Fordi, man kan ganske vist erklære et dansegulv for at være tomt, i så fald kan man kaste med ølflasker på tværs over dansegulvet, kalde disse flyvende objekter for "lys" og på denne måde forklare en sammenhæng imellem borde på hver side af dansegulvet (~ atomer), men en sådan modelbeskrivelse fører til nonsens, fordi bølgerne mangler at blive forklaret.

Hastighed/udbredelse

En radiobølge der bliver udsendt i atmosfæren bliver påvirket af molekylerne og "løber" langsommere, men forlader den samme transmission jordens atmosfære, så kommer hastigheden op på ca. de 300.000 km. pr. sek.
Man skulle umiddelbart ikke kunne sige, at vakuum består af noget "stof" og at rummet kan "bære" bølger uden hindring (det behøver ikke en "æter").

Re: Hastighed/udbredelse

Man skulle umiddelbart ikke kunne sige, at vakuum består af noget "stof" og at rummet kan "bære" bølger uden hindring (det behøver ikke en "æter").

Lad os fortsætte eksemplet med dansegulvet, nuancere det:

Omkring gulvet er der nogle borde, og omkring hvert bord er der slagsmål imellem elefanter. Nu og da, rammer en slagsbror elefant med sin snabel en lille og let danser nær gulvets rand. Danseren skifter midlertidig adfærd, vælter måske omkuld, eller skriger hidsigt op, og den ændring udbreder sig som en bølge via en nærmeste danser, og så videre til andre dansere, indtil en fjern danser rammer et bord ovre ved dansegulvets anden side, og som påvirker et bord, hvor omkring at der er en flok af elefanter i slagsmål, og måske bliver én af disse elefanter en smule ekstra ophidset. Så vidt om bølger igennem vakuum (danserne på dansegulvet).

Nu trykker koncertmesteren på sit anlæg, så der falder tusinder af gigantiske elefant-balloner ned fra loftet, hver ballon består endda af borde med elefanter omkring, i gang med at slås. I al denne ekstra forvirring på dansegulvet, fortsætter festen. Elefanter fortsætter med at slås omkring borde, omkring dansegulvet, og nu og da kommer en elefant til at ramme en danser på dansegulvet. Der opstår som hidtil en bølge igennem danserne, bølgen er blot en anelse langsommere, på grund af al forvirringen med balloner. Dette er et eksempel på bølger igennem vauum og hvor der samtidig er fx luft til stede.

Og nu, Mine Damer og Herrer, dukker cirkusmesteren frem og hun forlanger at føre et bord og fem elefanter tværs over dansegulvet. Det viser sig da, at hvis hun tillader bordet og elefanterne at bevæge sig kun langsomt, da når danserne at komme frivilligt af banen i tide, danserne kan endda fortsætte med at danse ved at danse midlertidigt på bordet, under bordet, mellem elefanternes ben, på elefanterne, således at elefanterne og bordet ingen gnidningsmodstand mærker. Derimod, hvis cirkusmesteren forlanger fuld dansefart over dansegulvet, da kan danserne på ingen måde nå at springe til siden, og da behøver elefanterne og deres bord at pande og mase sig igennem, med voldsomt forbrug af kræfter, og imens bliver dansere komprimeret forude, og hvirvlet omkring til siderne og især bagude. Dette er billedet på, når man tvinger atomer igennem vakuum ved høj hastighed.

Lad os nu forestille os, at vi udtænker en anden verden, at dansegulvet er tomt, mens alt andet er uforandret. I så fald kan et bord og elefanter også bevæge sig over gulvet, men nu uden nogen som helst overgrænse for hastighed, fordi der ingen bølgehastigheder er, fordi der slet intet er som bølger kan eksistere i. Disse borde og elefanter, midt ude på dansegulvet, vil samtidig intet ane om hvor de er, eller hvorhen at de er på vej, fordi de er blinde. Der er intet at "se", fordi der ingen dansere er til stede og dermed intet for elefanterne at udveksle påvirkninger med. Dette verdensbillede giver ingen mening. Hvis vakuum var tomt, ville vi ikke kunne se stjerner (~ store forsamlinger af elefanter omkring borde). Bølger er altid et bevis på, at der er "partikler" til stede (~ danserne), som formidler bølgerne.

Paradoks

Hej Carsten
Du har helt ret, for lysudbredelse i tomt rum, er vi tæt på nonsens. Jeg har set lysbølger omtalt som "rene" bølger - ganske ubesmittet af en bølge-bærer. Andre bølger må pænt indstille sin udbreden uden en sådan, mens lysets bare danser videre derud.
Men at forsøge at gå historisk tilbage til en mekanisk lysbærer via mystisk ukendt "materie" (evt. tilføjet lidt ekstra mystik med lidt kvantefysik), fører ingen steder hen, da kerneproblemet med konstansen c stadig består, c kan og vil ikke optræde konstant i forbindelse med en materie-æter, uanset udformning. Sorry. Andre kan mene noget andet, men de største hjernevridere har ikke gennem tiderne leveret andet en fiasko på området, intet - simpelt hen intet - har på nogen måde været holdbart.
Har vi at gøre med "rene" bølger, er det nonsens - har vi en lysbærer, fører det til fiasko. Arrrg...
Kvantefysikeren siger, hov, husk lige på lysets partikelegenskaber, men meldingen øger kun problemet voldsomt, så voldsomt at Michelson for 80 år siden opgav spørgsmålet og, som en Galilei, mumlede at lyset nu alligevel behøver en bærer for at udbrede elektromagnetiske forstyrrelser, dette efter et langt liv med lys-eksperimenteren.
Som en fysiker skrev "Lyset har altid drillet forskerne".

Bølger

Bølger er ikke bevis for tilstedeværelse af materie; vandbølger er bevis for tilstedeværelse af vand, luftbølger er bevis for tilstedeværelse af luft.
Lysbølger er bevis for ..........

Overraskelser.

En af de mulige overraskelser der vil komme ved LHC, er nok, at der bliver dannet "mørkt stof", men at det består af ganske almindelige elementarpartikler, der vekselvirker med elektromagnetisk stråling ved lavt energiniveau og som får elementarpartiklerne til at danne en slags energiskjold omkring sig. Energiskjoldet vil virke på en sådan måde, at partiklerne nærmest vil kunne blive en slags stealth-partikler.

Den største overraskelse vil givet blive, at man for første gang vil opdage, at gravitationsfeltet er dobbeltladet og derfor kan sammenlignes med de kendte elektromagnetiske kraftfelter.

Med venlig hilsen
Lars Kristensen