|
|
  |
  |
  |
  |
  |
  |
  |
  |
  |
  |
  |
  |
  |
|
BÍRÓ VONZÁS: AVAGY A FOTON ÉS A TÖMEG VONZZÁK-E EGYMÁST? A cikket a feleségemnek, Bíróné Dr. Kircsi Andreának, illetve a Wikipédia szabad enciklopédia készítőinek ajánlom. Vonzza-e egymást a tömeg és a foton? Bevezető: Vonzza-e egymást a tömeg és a foton? Erre a kérdésre kísérleti bizonyíték, vagy cáfolat hiányában jelenleg nem lehet tudományosan korrekt választ adni. Szükség van kísérleti bizonyítékra. Ahhoz, hogy ez a kísérleti bizonyíték, vagy a kísérleti cáfolat megszülessen szükséges az, hogy az a kérdés, hogy vonzza-e egymást a tömeg és a foton, felkeltse a világ kísérleti fizikusainak érdeklődését. Kérem a világ fizikusait, hogy gondolkozzanak el azon a tényen, hogy kísérletileg nem bizonyított az a feltevés, hogy a tömeg nélküli foton, és a tömeggel rendelkező objektumok nem vonzzák egymást. 1./1. Véleményem szerint a gravitációs vonzás egy nagyobb vonzóerő speciális esete. Szerintem nemcsak tömeg-tömeg, hanem a tömeg nélküli fotonok és tömeg között is létezik vonzóerő. 1./2. Már többen is felvetették annak a lehetőségét, hogy a foton és a tömeg vonzza egymást. Rendelkezésemre álló információk szerint földi körülmények között ezt a feltételezést kísérletileg még nem sikerült bizonyítani. A cikkben azt a kísérletet írom le, amellyel be lehet bizonyítani, vagy meg lehet cáfolni azt az állításomat, hogy foton és tömeg vonzza egymást. Kérem a világ Fizikusait, hogy valósítsák meg a kísérletet! 1./3. A cikkben azt is leírom, hogyha igaz az, hogy a foton és a tömeg vonzza egymást, illetve igaz az a kísérletileg bizonyított tény is, hogy az anyag és antianyag keletkezés során a szimmetriasértés minimális, akkor meg lehet magyarázni a világegyetem gyorsuló tágulását a foton és a tömeg közötti vonzással.
2./1. Newton univerzális gravitációs törvénye (az általános tömegvonzás törvénye) a következőket mondja ki: A világegyetem minden objektuma kölcsönhatásban van egymással egy erővel, amely a két objektum tömegközéppontját összekötő egyenesen helyezkedik el. Ez az erő arányos a két objektum tömegének szorzatával és fordítottan arányos a két objektum tömegközéppontjának távolságának négyzetével. Az erő irányától eltekintve és csak az erő nagyságát vizsgálva a törvény a következő képlettel fejezhető ki:
2./2. Gravitációs vörös eltolódás: A mellékelt ábrán: (1. ábra) egy csillagot elhagyó foton hullámhosszának változása látható. Az általános relativitáselmélet szerint a gravitációs téren keresztülhaladó fény vörös, vagy kék eltolódást szenvedhet. Ez a hatás a Földön nagyon kicsi, de kimutatható: A gravitációs vörös eltolódást földi körülmények között Pound, Rebka és Snider 1959-es és 1965-ös kísérletei bizonyították. Egy torony aljában elhelyezett radioaktív izotópból származó fotonok frekvenciaváltozását mérték, mialatt azok a torony tetején elhelyezett detektort elérték. A vizsgálat eredményeképpen kiderült, hogy a Földtől távolodó a fotonok hullámhossza növekedett, azaz az energiájuk és impulzusuk csökkent.
1.ábra 2./3. Az általános relativitás elmélet nem értelmezi az impulzus- megmaradás törvényét, de szerintem az impulzus megmaradás törvénye igaz. Azt feltételezem, hogy a gravitációs térben bekövetkező vörös, vagy kék eltolódás során nem csak a foton impulzusa változik, hanem annak a tömegnek az impulzusa is, amelyhez képest a foton mozog. Azt feltételezem, hogy a foton, illetve a tömeg impulzus változása az impulzus megmaradás törvényének megfelelően változik. Lehet-e kísérletileg bebizonyítani ezt a feltételezésemet? Azaz például azt, hogy a gravitációs vörös eltolódás során egy tömegtől távolodó foton impulzust ad át annak a tömegnek, amelytől távolodik? Pound, Rebka és Snider által végrehajtott kísérlet csak azt bizonyította be, hogy a foton impulzusa változott, de azt nem, hogy eközben a Föld impulzusa is változik, ezért szükséges egy olyan kísérlet, amely ezt az állításomat bizonyítja. 2./4. Szerintem a gravitációs állandó értékét meghatározó kísérlet módosításával lehet bebizonyítani, avagy megcáfolni a fenti feltételezésemet: "A gravitációs állandót először Henry Cavendish mérte meg (Philosophical Transactions 1798). Cavendish torziós ingát használt, ami egy hat láb (1,8 m) hosszú farúdból állt fém gömbökkel a két végén, melyeket egy huzalra függesztett fel. Két 350 font (159 kg) súlyú ólomgömböt helyezett el a közelében, mely elegendő tömegvonzást jelentett ahhoz, hogy a fémgömböket magához vonzza és így a huzalt elcsavarodásra kényszerítse. Azért, hogy elkerülje a levegő esetleges zavaró hatását, Cavendish a berendezést huzatmentes helyiségben állította fel és a huzal elcsavarodását távcsővel figyelte meg. A huzalban ébredő csavaró nyomatékból és a gömbök ismert tömegéből ki lehetett számolni a gravitációs állandót. Lásd: 2.ábra A gravitációs állandó korszerű mérésére még mindig ennek a módszernek a változatait használják."
2.ábra 2./5./1.Szerintem hasonló kísérletet kell elvégezni az elméletem bizonyításához. A kísérletnek egy sematikus ábráját mutatja be a 3.ábra. A torziós inga által tartott két gömb két oldalára azonos tömegű testeket kell elhelyezni. Az ábrán szürke, illetve sárga hengerekkel jelölöm ezeket a testeket. Egy-egy gömb mellett található szürke, illetve sárga test azonos távolságra van a gömbtől. A sárga és szürke hengerek azonos tömege és a gömbtől való azonos távolsága miatt azonos gravitációval vonzzák a gömböket. Ezért a torziós inga nem fog elcsavarodni.
3.ábra A sárga hengerek foton kibocsátó szerkezetet is tartalmaznak, melyek az ábrán piros színű nyíllal jelölt irányokba fotonokat bocsátanak ki. (Megjegyzem, hogy a bemutatott példa csak egyfajta megoldás, lehetséges más elrendezést is alkalmazni.) A mérés pontosságának érdekében célszerű a kísérletet légüres térben elvégezni. A fény sugárnyomásának kiküszöbölése érdekében fontos, hogy a fény ne érje el a torziós inga által tartott szerkezetet. Ha létezik az elektromágneses sugárzás és a tömeg között vonzás, akkor a fénykibocsátás miatt a torziós inga el fog fordulni, annak ellenére, hogy a "sárga" illetve "szürke" színnel jelzett testek tömege azonos. 2./5./2. A kísérletet szerintem meg lehet valósítani a Mössbauer effektus felhasználásával is. Ebben az esetben a Mössbauer effektus segítségével olyan gamma fotonokat bocsátunk ki, - az ábrán a sárga henger - amelyek energiáját pontosan ismerjük, oly módon, hogy a gamma foton kibocsátó szerkezet nem mozdul el. Az inga pedig egy Eötvös inga lehetne, amely nagyon kis erőhatásokat is képes kimutatni, úgy hogy a mérést végző súlyra nem hat a fénynyomása. 2./5./3. A kísérleti fizikusokat arra kérem, hogy a 2./5./1. vagy a 2./5./2. pontban leirt kísérletet valósítsák meg! Lehetséges, hogy a kísérlet kudarccal végződik, ebben az esetben a Bíró-vonzás elmélet helytelen. 2./6./1. Abban az esetben, ha a kísérlet sikeres lesz, akkor ez azt bizonyítaná, hogy léteznie kell egy olyan természeti törvénynek, amely a tömegnélküli fotonok és a tömeg közötti vonzóerőt írja le. Azt feltételezem, hogy a tömegnélküli elektromágneses hullámzás és tömeggel rendelkező test közötti vonzóerő nagyságát a Bíró féle vonzási törvénnyel lehet leírni:
Az Andi állandó pontos értékét méréssekkel kell
meghatározni. Intuitív alapon azt feltételezem, hogy az
E = mc2
és 2./6./2. Szerintem külön kísérlettel kell bizonyítani azt, hogy tömeggel nem, de energiával rendelkező nem foton részecskék esetén igaz-e a Bíró vonzás. 2./7. Milyen következményei lesznek annak, ha bebizonyosodik, hogy foton és tömeg vonzóerőt gyakorol egymásra? A rendkívül bonyolult matematikát alkalmazó általános relativitáselmélet helyett egyszerűen is meg lehet magyarázni a következő jelenségeket: fényelhajlás csillagok közelében, a fekete lyukak miért nyelik el a látható fényt, miért alakul ki a gravitációs lencsehatás galaxisok esetében. Tehát a fotonok mozgásának leírásához, nincs szükség az Einstein által bevezetett görbült térre. Sőt az is lehetséges, hogy a kísérlet sikere egyértelműen megkérdőjelezi az általános relativitás elmélet helyességét. Ugyanis az általános relativitáselmélet az impulzus-megmaradás törvényét figyelmen kívül hagyja. Szerintem Einstein annyira evidensnek tekintette, hogy a foton nem gyakorol vonzó erőt a tömegre, hogy az általános relativitás elmélet kidolgozása során teljesen elfelejtkezett arról, hogy alaptételként (axiómaként) kijelentse azt, hogy szerinte a foton nem vonzza a tömeget. Mivel Einstein evidensnek tekintette, hogy a foton nem vonzza a tömeget ezért nem is hajtott végre kísérletet ennek bizonyítására, avagy cáfolására. (Megjegyzem, hogy az általános relativitás elmélet ezen hiányossága nem jelenti a speciális relativitás elmélet kudarcát.) 3. Tegyük fel, hogy igaz a Bíró vonzás. Ebben az esetben a gravitációs vonzás tényleg egy nagyobb vonzóerő speciális esete. A két vonzási törvény, a Newton-féle gravitációs, a Bíró vonzás, között az E = mc2 képlet teremt kapcsolatot. 4./1. Meg lehet-e magyarázni a világegyetem gyorsuló tágulását a Bíró vonzással? Szerintem a világegyetem megfelelő geometriai elrendezése esetén igen.
4.ábra 4./2. A világegyetem felépítését szerintem a 4.ábra mutatja be. Az ábrán az általam gömbszerűnek tekintett világegyetem egy metszete látható. Az ábrán középen sötét színű háttéren belüli galaxisokkal jelölöm a világegyetemnek azt a részét, ahol tömeggel rendelkező anyag fordulhat elő. A tömeggel rendelkező anyagból álló világegyetemet az egyszerűség kedvéért tömeguniverzumnak nevezem el. A tömeguniverzum fénysebességnél kisebb sebességgel tágul. A tömeguniverzumból fénysebességgel elektromágneses sugárzás távozik, amelyet a mellékelt ábrán sárga nyilakkal jelölök. A tömeguniverzumot körbe veszi egy tömeggel nem rendelkező világegyetem, amelyet az egyszerűség kedvéért foton-univerzumnak nevezek. A foton-univerzumot a mellékelt ábrán a szivárvány színeivel kiszínezett körrel jelölöm. A foton-univerzum fénysebességgel tágul. A foton-univerzumból nem tud fény érkezni a szemünkbe, ugyanis ott nincsenek fényforrások. A foton-univerzum külső "szélét" piros színnel jelölöm. Ennek a "külső" területnek a vizsgálata nagyon fontos a világegyetem gyorsuló tágulása szempontjából. 4./3./1. Az 5. ábra a világegyetem metszetének energiasűrűségét mutatja be. Szerintem a foton-univerzum legtávolabbi külső részein nagyon magas az energiasűrűség. Szerintem ennek azaz oka, hogy a Nagy Bumm kezdeti időszakában az anyag-antianyag keletkezés során bekövetkező szimmetriasértés minimális volt. Ismert, hogy anyag-antianyag találkozás esetén az anyag és antianyag "megsemmisül", és helyettük foton(ok) keletkeznek
5.ábra Az anyag-antianyag keletkezés során bekövetkező minimális szimmetriasértést részecskegyorsítókkal végrehajtott kísérletekkel már bebizonyították. A kísérletek során a szimmetriasértés aránya nagyon kicsi, amely semmiképpen sem ad magyarázatot a tömeguniverzumban található anyag-antianyag aszimmetriára. Szerintem az ősrobbanás kezdeti időszakában (a kozmikus háttérsugárzás keletkezése előtt) az anyag és antianyag egyesült, ezért horribilis mennyiségű foton szóródott szét a világban. Ha a kezdeti szimmetriasértés 1 aránylik a 0,999-hez nagyságrendű volt az anyag-antianyag páros esetén, akkor kb. 1000-szer nagyobb energiájú a foton-világegyetem külső, a tömeg-világegyetemtől legtávolibb része, mint amekkora energiája van a tömeg-világegyetemnek az E = mc2 képlettel számolva. Abban az esetben, ha a kezdeti szimmetriasértés 1 aránylik a 0,99999999999999-hez nagyságrendű volt, akkor a foton világegyetem külső részének energiája 100.000.000.000.000-szer nagyobb mint a tömeg világegyetem energiája E = mc2 képlettel számolva. 4./3./2. Később a foton-világegyetembe további fotonok jutottak ki a tömeg-világegyetemből, de ezek összes energiája már kevesebb volt. Ezért a foton-világegyetem "belső", tömeg-világegyetemhez közelebb levő részeiben kisebb a fotonok energiasűrűsége. 4./4. Abban az esetben, ha a Bíró vonzás létezik, illetve a foton-világegyetem, külső részeinek energiasűrűsége hatalmas, akkor a tömeg-világegyetem a Bíró vonzás miatt tágul gyorsulva. A 6.ábrán kék színű nyilakkal mutatom be azt, hogy a tömeg-világegyetem egy objektumára, pl. egyik galaxisára milyen irányú és nagyságú vonzó erő hat a Bíró vonzás által a foton-világegyetem szélső, nagy energiasűrűségű régiója miatt. Az ábrából kiolvasható, hogy a tömeg-világegyetem objektumaira olyan vonzó erő hat, amely a tömeg-világegyetem gyorsuló tágulását eredményezi. A tömeg-világegyetemre természetesen hat a foton-világegyetem belső ritka energiasűrűségű területein található fotonok miatti Bíró vonzás is. Szerintem ez a vonzó erő elhanyagolható a foton-világegyetem külső, nagy energia sűrűségű területein található fotonok miatti Bíró vonzáshoz képest.
6.ábra 5. A tömeg világegyetem gyorsuló tágulását egyes fizikusok az úgynevezett sötétenergiával magyarázzák. Szerintem a sötétenergia elnevezés teljesen pontatlan. Szerintem a fotonok esetén a világosra asszociálunk. Szerintem az lenne a korrekt, ha a világegyetem gyorsuló tágulását a sötét helyett, a világos energia elnevezéssel azonosítanánk. Felhasznált irodalom: Wikipédia szabad enciklopédia Képek forrása: Wikimedia Commons, illetve saját készítésűek. 2009.06.22.-2009.08.10. Vonzza-e egymást a tömeg és a foton?
|
|
Bíró Zoltán biro.zoltan@c2.hu |
,
ahol
.
,
ahol
