Къде е станал Големия взрив? Къде се намираме спрямо него?

[Кухулин]

Преди 3 минути, Сизиф said:

Защо да е безкрайна в бъдещето а в миналото не, откъде е това хрумване, не че го изключвам де.

Безкрайна е в бъдещето, защото вакуумът започва да се разпада точково чрез тунелиране. Не се разпада по цялото пространство едновременно. А околните точки "бягат" по-бързо от фронта на разпадането. Нещата са по-сложни, но грубо казано резултатът е множество "региони", навързани един с друг. Инфлацията ражда инфлация. Фрактално пространство.

А за миналото - ние не знаем какво е миналото извън нашето локално мехурче. Може да са много региони (заради Антропния принцип), а може да са още повече. Но дали са безкрайно много? Струва ми се, че някой някога е доказал принципното наличие на начало. Имаше някаква такава врътка.

 

Преди 3 минути, Сизиф said:

В колайдерите блъскат с все повече сили и какво откриват все по "дебели " и тежки частици. Логично  да е така според уравнението E=M.C^^2. Естествено че при голяма компресия енергийната плътност расте на единица обем , и ако има безкрайна инфлация в миналото то и енергията и масата ще са безкрайни. Само проблемите със сингуларността нещо не ги оправят.

В колайдерите получават все по-големи плътности, но това са реални частици. Това е принципно различна плътност от енергията на вакуума, т. е. на празното пространство. Там, където няма никакви реални частици. Тази енергия от своя страна е достатъчно сложна  - виртуални частици и други неща. Ние засега можем много слабо да експериментираме с нея - примерно чрез ефекта на Казимир. И то в нашите съвсем скромни мащаби, далеч от космологичните процеси (космологичен ефект на Казимир). Тепърва има да се действа в тази посока.

[Кухулин]

Преди 25 минути, Сизиф said:

Ми това е интересна хипотеза, вселената е безкрайна пяна, балончета се пукат 

Съгласен съм, интересна е.

[Сизиф]

Преди 56 минути, Кухулин said:

Безкрайна е в бъдещето, защото вакуумът започва да се разпада точково чрез тунелиране. Не се разпада по цялото пространство едновременно. А околните точки "бягат" по-бързо от фронта на разпадането

 това пък какво е, вакуума може ли да се распада. Сигурно се заблуждаваш с виртуални частици, те не са от вакума а остатъчна енергия от атомите, близо до ядрата им виртуалните частици са по много, но се разпръскват и равномерно в цялото пространство, може би формулата E=m.C^^2 не се спазва точно на микроскопичен уровен, тоест на малки растояния / планкови / пропорционалноста на квадрата на скоростта на светлината е друг, друга ще е и скоростта на светлината там. Примерно за образуване на електрон-позитрона двойка ще е необходима по малка енергия отколкото забелязаното на по големи мащаби. 

[Кухулин]

Преди 1 час, Сизиф said:

 това пък какво е, вакуума може ли да се распада. Сигурно се заблуждаваш с виртуални частици, те не са от вакума а остатъчна енергия от атомите, близо до ядрата им виртуалните частици са по много, но се разпръскват и равномерно в цялото пространство, може би формулата E=m.C^^2 не се спазва точно на микроскопичен уровен, тоест на малки растояния / планкови / пропорционалноста на квадрата на скоростта на светлината е друг, друга ще е и скоростта на светлината там. Примерно за образуване на електрон-позитрона двойка ще е необходима по малка енергия отколкото забелязаното на по големи мащаби. 

Виртуалните частици се явяват при взаимодействието между реални частици, например около атомните ядра. Но не се явяват само там. Явяват се дори при липса на реални частици, в пълен вакуум. Научният термин е "нулеви колебания на квантовите полета" или нещо подобно (zero-point quantum fluctuations). Самите полета също могат да имат "нулева енергия", при това значителна. Такова е полето на Хигс. Съответно има процеси, при които цялата тази галимация се разпада.

https://ru.wikipedia.org/wiki/Ложный_вакуум#Распад

 

Колкото до скоростта на светлината, тя е фундаментална константа. Но връзките между маса и енергия при виртуалните частици са други, не като при реалните.

 

[Сизиф]

Преди 14 часа, Кухулин said:

Виртуалните частици се явяват при взаимодействието между реални частици, например около атомните ядра. Но не се явяват само там. Явяват се дори при липса на реални частици, в пълен вакуум

Да има ги и във вакуума далеч от атомните ядра, но не се знае дали са продукт от самият вакуум или са емисия на ядрата, ако няма никакви ядра дали ще ги има във вакуума.

 

Преди 14 часа, Кухулин said:

Колкото до скоростта на светлината, тя е фундаментална константа. Но връзките между маса и енергия при виртуалните частици са други, не като при реалните.

 

Дали е всъщност константа, как си обясняваш това например.https://offnews.bg/nauka/ucheni-zabaviha-skorostta-na-svetlinata-za-postoianno-452602.html

[Кухулин]

Преди 1 час, Сизиф said:

Дали е всъщност константа, как си обясняваш това например.https://offnews.bg/nauka/ucheni-zabaviha-skorostta-na-svetlinata-za-postoianno-452602.html

Не знам какво са мерили, но надали са променили една от фундаменталните константи.

[Сизиф]

Преди 1 час, Кухулин said:

Не знам какво са мерили, но надали са променили една от фундаменталните константи.

Зададох въпрос на AI   и ето какво ми отговори по въпроса. "Константна ли е скоростта на светлината след като "Учени от два университета в Шотландия - от Глазгоу и университета Хериот-Уат в Единбург са успели да забавят преминаваща през вакуум светлина. Новото изследване показва, че забавените фотони могат да запазят своята по-ниска скорост, пише Би Би Си."

Отговор от AI : 

Да, скоростта на светлината във вакуум (\(c\)) си остава фундаментална и непроменена физична константа. Экспериментът на учените от University of Glasgow и Heriot-Watt University, публикуван в списание Science, не опровергава Айнщайн и не променя фундаменталните закони на физиката. [1, 2]

Ето кратко и достъпно обяснение какво всъщност се случи в този експеримент:

Какво точно направиха учените?

• Промяна на формата, а не на константата: Учените прекараха единични фотони през специален филтър (наречен "маска"), който промени тяхната пространствена структура (форма). [1, 2]
• Групова срещу фазова скорост: Константата \(c\) (\(299\ 792\ 458\) м/с) се отнася за плоска вълна във вакуум. Когато светлината се "структурира" (например се фокусира или се превърне в конусовиден лъч), отделните съставни части на вълната започват да се движат под лек ъгъл спрямо общата посока на движение. [1, 2, 3]
• Ефектът на велосипедистите: Самата BBC използва чудесна аналогия. Представете си отбор колоездачи. Цялата група се движи напред заедно (групова скорост), но вътре в групата колоездачите въртят на зигзаг или сменят местата си. Тъй като изминават по-дълъг, "криволичещ" маршрут, общата скорост на групата напред леко намалява. [1, 2, 3]

Защо фотоните "запазват" по-ниската скорост?

Когато светлината премине през стъкло или вода, тя се забавя поради взаимодействието с атомите на материята, а на излизане веднага възстановява максималната си скорост \(c\). [1, 2]

В шотландския експеримент обаче формата на самия фотон беше променена перманентно. Тъй като фотонът остава структуриран дори след като излезе от маската и продължи да лети в чист вакуум, неговата групова скорост остава трайно по-ниска от \(c\) (със съвсем малко – частици от процента). [1, 2]

Извод

Физичната константа \(c\) остава абсолютната максимална ограничена скорост във Вселената. Учените просто доказаха, че чрез промяна на геометричната форма на светлинния лъч, можем да накараме светлината във вакуум да се движи по-бавно от своя собствен теоретичен лимит. [1, 2, 3, 4]

Ако темата за квантовите свойства на светлината Ви е интересна, мога да Ви разкажа повече за това как се използва структурираната светлина в съвременните технологии или как учени са успявали да спрат светлината напълно в други среди. Какво бихте искали да научите? [1, 2].

 

Значи се отнася само до фазовата скорост на фотонът ( тази в която максимумите и минимумите се движат в пакет  ) а не на груповата скорост която си остава константа.

 

 

 

[scaner]

Преди 3 часа, Сизиф said:

Дали е всъщност константа, как си обясняваш това например.https://offnews.bg/nauka/ucheni-zabaviha-skorostta-na-svetlinata-za-postoianno-452602.html

Рибар, тези неща сме ги дискутирали много пъти.

При нормалната светлина, фотоните вървят по права линия, и формата на вълновият фронт на такава светлина е сферичен (и се фокусират в гаусово петно), защото вълновата им функция има подходяща за това форма.

Това което се описва в статията, може да намериш като информация за Беселови лъчи. При тях фотонът се движи по спирала около основното направление, съответно изминава по-дълъг път, и скоростта му по проекция на основното движение е съответно по-малка. Ако питаш защо, как - квантова механика, чети за Беселовите лъчи.

Така че светлината е поток от фотони, но не всякакъв поток от фотони е светлина  

Преди 3 часа, Сизиф said:

Да има ги и във вакуума далеч от атомните ядра, но не се знае дали са продукт от самият вакуум или са емисия на ядрата, ако няма никакви ядра дали ще ги има във вакуума.

И това сме го дискутирали многократно.

Виртуалните частици са артефакт от "вълнуването" на полето. Така както според теорията на полето "частиците" (демек квантите) са проява (състояние) на полето, така се оказва, че уравненията на квантовата механика дават при силни полета (когато взаимодействат поне два източника) вълни, много подобни на квантите (демек се държат почти като "частици"), но с кратък живот, и недостатъчна енергия/импулс, за да бъдат истински кванти. И тези смущения са наречени "виртуални частици".

Редактирано Преди 19 часа от scaner

[Кухулин]

Преди 16 часа, scaner said:

Виртуалните частици са артефакт от "вълнуването" на полето. Така както според теорията на полето "частиците" (демек квантите) са проява (състояние) на полето, така се оказва, че уравненията на квантовата механика дават при силни полета (когато взаимодействат поне два източника) вълни, много подобни на квантите (демек се държат почти като "частици"), но с кратък живот, и недостатъчна енергия/импулс, за да бъдат истински кванти. И тези смущения са наречени "виртуални частици".

А какво се случва с тези смущения, ако постепенно свалим силата на полето до нула?

[scaner]

Преди 1 час, Кухулин said:

А какво се случва с тези смущения, ако постепенно свалим силата на полето до нула?

Не можем.

Всяко поле има така наречените нулеви колебания (zero-point fluctuations), т.е. енергията му във всяка точка от пространството е ненулева, и това е най-ниското енергийно състояние на полето, по-надолу не може (това следва и от принципът за неопределеност). Тези флуктуации също имат поведение на виртуални частици. Просто при по-силни полета те са по-ясно изявени, и с по-голяма концентрация.

Например около електрон се получава поляризация на вакуума, облак от виртуални позитрони, които частично екранират заряда му (наблюдаваният на далечно разстояние заряд, който мерим в лабораториите, е по-малък от истинският на електрона), и който се сгъстява в близост до електрона. При кварките пък имаме обратен ефект - антиекраниране. Там виртуалните частици около кварка са виртуални глуони със същият цвят, което води не до отслабване, а до усилване на цветовият заряд на кварка (това обяснява и конфайнмънта). От там и свойството ядрените сили да намаляват на близки разстояния, за разлика от електромагнитните.

За по-лесно осмисляне на нещата може да се мислят виртуалните частици така: те са колебания на полето, които при анализ на квантовите уравнения в някакво приближение имат поведение на частици, но с недостатъчна енергия/импулс, за да удовлетворяват изискването наложено от релативистското съотношение маса, енергия, импулс: 

Редактирано Преди 1 час от scaner

[Кухулин]

Преди 10 минути, scaner said:

За по-лесно осмисляне на нещата може да се мислят виртуалните частици така: те са колебания на полето, които при анализ на квантовите уравнения в някакво приближение имат поведение на частици, но с недостатъчна енергия/импулс, за да удовлетворяват изискването наложено от релативистското съотношение маса, енергия, импулс: 

А с прекалено големи енергии за релативисткото съотношение?

[Шпага]

На въпроса "Къде е станал Големия взрив" не е ли най-правилен отговорът "НИКЪДЕ" След като преди ГВ не е имало нито време, нито пространство...

[scaner]

Преди 2 минути, Кухулин said:

А с прекалено големи енергии за релативисткото съотношение?

Съотношението е валидно само за реални частици/кванти. При прекомерно големи енергии се пораждат една или повече нови частици, които удовлетворяват съотношението. Колко и с каква маса, божа работа, зависи от квантовата специфика. Излишната енергия се отнася като кинетична. Важното е да има достатъчно енергия, за да имаме масата по уравнението да е достатъчна за реален квант.

 

[Кухулин]

Преди 1 минута, scaner said:

Съотношението е валидно само за реални частици/кванти. При прекомерно големи енергии се пораждат една или повече нови частици, които удовлетворяват съотношението. Колко и с каква маса, божа работа, зависи от квантовата специфика. Излишната енергия се отнася като кинетична. Важното е да има достатъчно енергия, за да имаме масата по уравнението да е достатъчна за реален квант.

 

Нулевите флуктуации по принцип може да са доста енергийни, някои ги смятат чак до планков мащаб. Но животът им е кратък. Имаше там някаква врътка - тахионни фотони, други неща. Трябва да се разучи  

[scaner]

Преди 9 минути, Кухулин said:

Нулевите флуктуации по принцип може да са доста енергийни, някои ги смятат чак до планков мащаб.

Теоретически не са. При модел на осцилатор (фотон), нормалните енергетични състояния на полето са , тоест 1 квант, 2 кванта, 3 кванта и т.н.

Енергията на нулевите колебания (минималната възможна) е , "половин квант" примерно. И когато по някакъв начин (при някакво вазаимодействие) му се даде още поне толкова, се поражда нов квант, частица от вакуума. Вакуумът сам по себе си не може да я даде, трябва още някой да се намеси, за да развълнува полето по-силно, и да си даде част от енергията (защото ЗЗЕ не се нарушава). Затова и двойки електрон/позитрон от фотон се пораждат не в празно пространство, а в полето на тежки частици.

[Кухулин]

Преди 3 минути, scaner said:

Теоретически не са. При модел на осцилатор (фотон), нормалните енергетични състояния на полето са , тоест 1 квант, 2 кванта, 3 кванта и т.н.

Енергията на нулевите колебания (минималната възможна) е , "половин квант" примерно.

Е, да, но в тази формула честотата на осцилатора може да е много висока.

[scaner]

Преди 4 минути, Кухулин said:

Е, да, но в тази формула честотата на осцилатора може да е много висока.

Примерът е само за електромагнитно поле, тоест за фотони. За кванти с дадена честота полето има описаните състояния, 1, 2, 3 и т.н. фотона, а нулевата енергия е половин фотон, тя описва пространство без фотони. И за да се роди цял, трябва от някъде да се вземе още половинка. Примерът е само с образователна цел, най-просто решение на квантовите уравнения, в университета го смятахме.

При електронно поле, квантите са електрони, състоянието съответно е 1, 2, 3 и т.н. цели електрона, а минималното състояние (поле без електрони) е енергия за "половин" електрон. И по същата логика, от някъде трябва да дойде още половинка (че и позитрон в добавка, за съхранение на заряда), а полето само по себе си няма тази енергия. Трябва още някой да се намеси, затова такива раждания са в поле на друга частица, способна да отдаде нужната енергия и да отнесе излишният импулс, за да се спазят всички закони.

"Половин" електрон е средната (нулева) енергия на полето. Флуктуациите се клатят около нея, но не надвишават енергията за цял електрон. Ако има флуктуации с по-голяма енергия, от тях се пораждат цели електрони, но за тази цел полето е разклатено от външно въздействие, други частици, и трябва да е в нестабилно състояние. Затова и вакуумът не поражда спонтанно частици, каквото е могло да се роди, си е отнесло енергията от вакуума отдавна, още в началото. Трябва някой да помага за да се превърнат виртуалните частици в реални.