Kuva: NASA & ESA / Wikimedia Commons

Liike tarvitsee voiman, tietää antiikkinen viisaus. Missä liike, siellä voima. Ajatus on ajattoman suosittu. Siinä on vain yksi ongelma. Se ei pidä paikkansa.

Kappaleet näyttävät pysähtyvän, ellei niitä joku tai jokin liikuta. Auto hidastuu ilman kaasua. Askel hiipuu ilman ponnistelua. Keinu vaimenee ilman keinuttajaa. Tosia havaintoja, mutta liike ei lakkaa itsestään vaan voiman ansiosta. Nimittäin kitkan eli vastusvoiman, joka hidastaa ja viimein pysäyttää liikkeen.

Kitkaa on kaikkialla, vastaansanomattoman suurella todennäköisyydellä. Syy on yksinkertaisesti se, että asiat voivat mennä epäjärjestykseen useammalla tavalla kuin pysyä järjestyksessä. Eikä vain muutamalla, vaan liki luvuttomasti useammalla tavalla. Liikkuvassa kappaleessa on paljon järjestystä. Lämmössä eli sinne tänne liikkuvissa hiukkasissa on paljon epäjärjestystä. Kappaleen liike hidastuu ja lämpö lisääntyy, käytännöllisesti katsoen varmasti. Energia säilyy, mutta entropia kasvaa.

Kitkaa voidaan vähentää sopivalla koejärjestelyllä. Mitä huolellisempi järjestely, sitä vähemmän kitkaa. Koe osoittaa, että voimista vapaa kappale jatkaa liikettään vaikka loputtomiin. Käytännössä tietenkin vain niin kauan kun joku jaksaa jynssätä kitkan pois kappaleen tieltä. 

Kaikki tämä on tuttua. Ainakin kaikille, jotka ovat koulunsa käyneet. Tai ainakin sille, joka oppi mekaniikan peruslait. Ja vielä N vuotta myöhemmin ne muistaa.

Galilein hitausperiaate. Jatkavuuden laki. Newtonin I laki. Soiko kello?

Jos muistikellon sijaan pirisee hälytyskellot, lienee aika kerrata: Liike ei tarvitse voimaa, vaan liikkeen muutos. Kiihtyminen vaatii voiman. Hidastuminen vaatii voiman. Kääntyminen vaatii voiman. Mutta tasainen liike ei. Kun voimaa ei ole, liike jatkuu muuttumattoman tasaisena iankaikkisesta iankaikkiseen. Missä liikkeen muutos, siellä voima.

Käydäänpä viimein asiaan. Eli noustaan Maan kamaralta ja auton ratista avaruuteen ja maailmankaikkeuteen. Tiedän; perälauta paukkuu, kun oppinuttakin porukkaa putoaa kärryiltä. Pahaa tekee, mutta siviiliuhrit on nyt vain hyväksyttävä.

Maailmankaikkeudessa ei enää puhuta vapaasti liikkuvista kappaleista, kuten Newtonin aikoihin, vaan vapaasti putoavista kappaleista. Nimittäin yleinen suhteellisuusteoria päivittää jatkavuuden lain muotoon: jokainen vapaasti putoava kappale jatkaa liikettään niin suoraan kuin vain pystyy eli pitkin aika-avaruuden geodeeseja. Vapaasti putoavaan kappaleeseen vaikuttaa vain kaikkialle ulottuva painovoima. Paino kaareuttaa avaruutta ja käyristää vapaan liikkeen. Maa putoaa vapaasti eli kiertää Aurinkoa soikiorataa, joka on suorin mahdollinen reitti massan kaareuttamassa avaruudessa.

Entä itse avaruus, joka on laajentunut koko maailmankaikkeuden iän kuten kosmologiset havainnot viimeisen sadan vuoden ajalta vahvistavat?

Olen lukenut luvattoman monta kertaa seuraavan virheellisen väittämän: avaruuden laajenemisen aiheuttaa jokin voima. Virhettä toistelevat niin tiedetoimittajat, tietokirjailijat kuin jopa ammattifyysikot.

Todellisuudessa laajeneminen ei tarvitse syytä. Avaruuden laajeneminen on ajansuuntaista kaarevuutta, joka noudattaa Einsteinin yhtälöä eli yleisen suhteellisuusteorian peruslakia. Laajenemiseen pätee siis liikkeen yleiset lainalaisuudet: laajeneminen jatkuu, ellei sitä jokin hidasta. Antiikkinen väärinkäsitys – että liike tarvitsee voiman – on saanut laajenevassa maailmankaikkeudessa vain uuden ilmiasun. 

Mahdollinen laajenemisen kiihtyminen toki tarvitsisi syyn ja selityksen. Mutta kiihtyvyyttä ei ole (vuoden 2011 fysiikan Nobelista huolimatta) oikeasti havaittu, koska kosmologian standardimalli jättää huomiotta avaruuden havaitun epätasaisen laajenemisen. Epätasaista laajenemista on helppo luulla kiihtyväksi laajenemiseksi, kuten aiemmin kirjoitin. Uusimmat havainnot tukevat näkemystäni entisestään. Einsteinin teoria ei horju, kun laajenemisen epätasaisuudet lasketaan mukaan.

Kommentit (10)

Eusa
Liittynyt16.2.2011
Viestejä20740
11/10 | 

Kun kappaleiden gravitaatio eli hitaus konvertoidaan pelkästään ajansuuntaisen kaarevuuden koordinaatistovalinnaksi, ainakin massakeskipisteen inertiaalinen liike voidaan nähdä puhtaan laakeassa avaruusosassa, joka putoaa ajan mukana kappaleisiin.

Voiko kappaleista etäällä nähdä tälle vastakkaisen aikakaarevuuden rakenteellisesti tyhjistä alueista ulospäin putoavina ainerihmoina?

Havainto rakenteellisesta dynamiikasta olisi laajeneva avaruus punasiirtymin ja vinouma havainnossa havaitsijaa lähimmillä parsekeilla syystä, että dynamiikka ei ole ehtinyt tilastollisesti tasoittua kohti homogeenisuutta ja isotrooppisuutta...

Tässä tutkintalinjassa on yhtymäkohtia MOND-johtopäätöksiin ja mahdollisesti vihjeitä pimeän massan gravitationaaliseen ratkaisuun.

Hienorakennevakio vapausasteista: (1+2¹+3²+5³+1/2¹*3²/5³)⁻¹ = 137,036⁻¹

Eusa
Liittynyt16.2.2011
Viestejä20740
12/10 | 

Onko Teppo rakenteiden merkityksen puntaroinnistasi linkata enemmänkin luettavaa?

Hienorakennevakio vapausasteista: (1+2¹+3²+5³+1/2¹*3²/5³)⁻¹ = 137,036⁻¹

Teppo Mattsson
Liittynyt13.1.2014
Viestejä150
14/10 | 

Käytännössä niillä tarkoitetaan kutakuinkin samaa. Laajeneminen on fysiikkaa, joka havaitaan säteilyn energian heikentymisenä. Skaalautuminen eli metriikan muutos on yleisen suhteellisuusteorian matemaattinen ratkaisu, joka riippuu maailmankaikkeuden sisällöstä.

Marakatti
15/10 | 

Laajeneminenhan perustuu punasiirtymään, eli yhteen havaintoon? Väsyneen valon teoriat on kuopattu, mutta onko tälle mitään muuta mahdollista selitystä? Esim. atomien absorptioenergian muuttuminen ajassa? Mietin vain, että eikö yhteen asiaan perustuvat asiat ole hataralla pohjalla, kun kyse on koko maailmankaikkeutta koskevista päätelmistä, jotka ovat vielä ristiriidassa keskenään ( Hubble tension)?

Teppo Mattsson
Liittynyt13.1.2014
Viestejä150
16/10 | 

Punasiirtymien lisäksi laajenemisen vahvistaa mm. alkuaineiden havaitut pitoisuudet, kosminen mikroaaltotausta, galaksien muodostuminen, kehitys ja jakauma. Riippumattomat ja tarkat havainnot osoittavat laajenemisen niin johdonmukaisesti, että yhtään järkevää vaihtoehtoa avaruuden laajenemiselle ei enää tunneta vaikka vuosikymmeniä sellaisia yritettiin ainakin vielä 1900-luvulla kehitellä.

Epätasaisissa malleissa laajenemisnopeus (ns. Hubblen vakio) riippuu etäisyydestä/suunnasta, kuten havainnoissa nähdään. Epätasainen laajeneminen siis ennustaa että syntyy Hubble tension, jos havaintoja tulkitaan (virheellisesti) tasaisen laajenemisen mallilla (kuten standardikosmologiassa tehdään). 

gugugaga
17/10 | 

Voi rakas lapsonen, älä unohda Espanjan inkvisitiota ja heidän "epäilyksen tuolla puolen" olevia ajatuksia.

Eusa
Liittynyt16.2.2011
Viestejä20740
19/10 | 

Eusa kirjoitti:
Onko Teppo rakenteiden merkityksen puntaroinnistasi linkata enemmänkin luettavaa?

https://arxiv.org/pdf/1201.5371.pdf

Onko tuo viimeisintä?

Olisiko laajenemisen viite-lepokehys siis fraktaalinen valinta?

Hienorakennevakio vapausasteista: (1+2¹+3²+5³+1/2¹*3²/5³)⁻¹ = 137,036⁻¹

Ceren Ozkan
20/10 | 

Tietoja lääkkeiden ostamisesta on yhdistetty säätietoihin. Särkylääkkeitten ostaminen lisääntyy matalapaineen aikana. Moni ihminen kokee vuodenaikojen https://www.vincentlevi.com/ vaikuttavan mielialaansa. Pitkään tiedetty ilmiö, sääherkkyys, on sittemmin saanut oman sanan. Nykyään kysytään, oletko meteopaatti?Tietoja lääkkeiden ostamisesta on yhdistetty säätietoihin. Särkylääkkeitten ostaminen lisääntyy http://www.canalisationengorgee.fr/ matalapaineen aikana. Moni ihminen kokee vuodenaikojen vaikuttavan mielialaansa. Pitkään tiedetty ilmiö, sääherkkyys, on sittemmin saanut oman sanan. Nykyään kysytään, oletko meteopaatti?Tietoja lääkkeiden ostamisesta on yhdistetty säätietoihin. Särkylääkkeitten ostaminen lisääntyy matalapaineen aikana. Moni ihminen kokee vuodenaikojen vaikuttavan mielialaansa. Pitkään tiedetty ilmiö, sääherkkyys, https://fraisiachris.fr/ on sittemmin saanut oman sanan. Nykyään kysytään, oletko meteopaatti?

Sisältö jatkuu mainoksen alla
Sisältö jatkuu mainoksen alla
Seuraa 

Rajankäyntiä

Teppo Mattsson on kosmologiaan ja suhteellisuusteoriaan erikoistunut teoreettisen fysiikan tutkija, joka harrastaa matkailua tieteenalojen välisillä rajaseuduilla. Blogi on matkakertomus näiltä retkiltä.

Teemat

Hae blogista

Blogiarkisto

Kategoriat

Sisältö jatkuu mainoksen alla