Ajatuskoe gravitaatiosta

Seuraa 
Viestejä45973
Liittynyt3.9.2015

Sanontaan näin heti aluksi että en ole fyysikko. En tiedä gravitaatiosta Newtonin kokeiden lisäksi juuri mitään muuta, kuin että se on edelleen yksi fysiikan ratkaisemattomista ongelmista.

Gravitaatio esitetään usein kahden kappaleen välisenä voimana ja klassisen fysiikan maailmassa tämä sopiikin vallan mainiosti, sillä se auttaa meitä mm. laskemaan planeettojen kiertoratoja. Mutta itse en näe mitään syytä miksi gravitaatio vaatisi oman luonnonlakeihin lisättävän voimansa, vaan se voi yhtä hyvin olla vain seurausta kaikista muista pienemmistä kappaleista, jotka vaikuttavat noiden isompien toisiaan puoleensa vetävien kappaleiden välillä.

Aloitetaan ajatuskoe. Oletataan että maailma koostu lukuisista pienistä hiukkaista, jotka liikkuvat lukuisiin satunnaisiin eri suuntiin. Kun maailmaan lisätää yksi iso kappale, jolla ei ole liikevoimaa, pysyy tuo kappale käytännössä paikallaan, sillä vaikka lukuisat pienet hiukkaset törmäävät siihen ja antavat sille liike-energiaa, vastakkaisilta suunnilta tulevien hiukkasten "tuuppaukset" kumovat toisensa ja näin ollen hiukkasten määrän ollessa riittävän suuri on vaikutus todennäköisyyslakien valossa plus miinus nolla.

Mutta kun maailmaan lisätään toinenkin iso kappale, muuttuu tilanne ratkaisevasti. Sillä kappaleiden ollessa riittävän lähellä toisiaan alkavat ne estää osaa hiukkasista törmäämästä toiseen isoon kappaleeseen ja tämän seuraksena isojen kappaleiden välissä liikkuu vähemmän hiukkasia, kuin muualla maailmassa. Ja näin ollen "hiukkasten paineen" ollessa pienempää kappaleiden välissä, alkavat ne hiljakseen liikkua toisiaan kohti. À la gravitaatio.

Tässä vielä havainnollistava kuva. Pienet viivat merkkaavat hiukkasten liikeratoja, ja katkoviivat hiukkasia, jotka eivät pääse törmäämään isoon kappaleeseen, koska toinen iso kappale katkaisee niiden liikeradan.

Kommentit (10)

Vierailija

Minäkään en ole fyysikko.

Mallissa lienee ainakin sellainen ongelma, että gravitaatio riippuisi kappaleiden koosta eikä massasta; isokokoinen, kevyt kappale saa osakseen suuremman määrän hiukkastörmäyksiä kuin pieni ja tiheä.

Ehkä ongelmaa voi kiertää olettamalla, että vain osa hiukkasista on vuorovaikutuksessa kappaleiden kanssa, kun suurin osa kiitää läpi (neutriinojen tapaan). Tällöin tiheä kappale absorboisi suuremman osan ja kokisi suuremman paineen. Esim mustia aukkoja ei tälläkään tempulla kyllä selitetä.

Vierailija

Tämän teoriasi mukaan on siis niin että tyhjiössä olevat (vain) kaksi isoa kappaletta eivät koe vuorovaikutusta?

derz
Seuraa 
Viestejä2431
Liittynyt11.4.2005
Diquark
Tämän teoriasi mukaan on siis niin että tyhjiössä olevat (vain) kaksi isoa kappaletta eivät koe vuorovaikutusta?



Noinhan se taitaisi mennä, joten hypoteesi on falsifioitu jo ajat sitten.

Minäkään en ole fyysikko, korkeintaan harrastelija, mutta heitänpä offtopicina että gravitaatio saattaa johtua Higgsin kentän potentiaalieroista.

Scalar gravity and Higgs potential
Higgs field and a new scalar-tensor theory of gravity

∞ = ω^(1/Ω)

Vierailija
Juffe
Ehkä ongelmaa voi kiertää olettamalla, että vain osa hiukkasista on vuorovaikutuksessa kappaleiden kanssa, kun suurin osa kiitää läpi (neutriinojen tapaan). Tällöin tiheä kappale absorboisi suuremman osan ja kokisi suuremman paineen. Esim mustia aukkoja ei tälläkään tempulla kyllä selitetä.



Juurin näin itsekkin ajattelin. Mustista aukoista en paljoa tiedä (esim. minkä kokoisia ne todellisuudessa ovat), mutta mikäli oletetaan että näitä pieni hiukkasia on valtava määrä ja musta-aukko on ainoa paikka joka kykenee pysäyttämään kaikki hiukkaset, voisi teoria edelleen päteä.

derz
Diquark
Tämän teoriasi mukaan on siis niin että tyhjiössä olevat (vain) kaksi isoa kappaletta eivät koe vuorovaikutusta?



Noinhan se taitaisi mennä, joten hypoteesi on falsifioitu jo ajat sitten.



Kyllä, mutta minkälaisesta tyhjiöstä nyt puhutaan? Oletettavasti maailmassa on valtavat määrä ns. Pimeää ainetta ( [url]http://fi.wikipedia.org/wiki/Pimeä_aine ) ja emme varmastikkaan ole koskaan kyennyt luomaan tyhjiötä, jonka läpi mikään materia tai energia ei pääsisi kulkemaan.

ps. en ole tutustunut kovin tarkkaan pimeän materian käsitteeseen, enkä tiedä postuloidaanko siinä omani kaltaista teoriaa.

Vierailija

Hei,

juhwe
Aloitetaan ajatuskoe. Oletataan että maailma koostu lukuisista pienistä hiukkaista, jotka liikkuvat lukuisiin satunnaisiin eri suuntiin...

ideasi on oikein hyvä! Kehittämäsi malli on kuitenkin tunnettu jo Newtonin ajoista lähtien. Ideasi kanssa samankaltaisia gravitaation selittäviä teorioita on useita ja niissä kaikissa on hieman toisistaan poikkeavat alkuolettamukset avaruuden hiukkasten luonteen, törmäyksen laadun jne. suhteen. Näissä on mahdollista osoittaa että kahden kappaleen välinen vetovoima on kääntäen verrannollinen etäisyyden neliöön jne..
Seuraavasta Wikipedian jutusta löytyy lisää:
LeSage Gravitation

derz
Seuraa 
Viestejä2431
Liittynyt11.4.2005
juhwe
derz

Noinhan se taitaisi mennä, joten hypoteesi on falsifioitu jo ajat sitten.



Kyllä, mutta minkälaisesta tyhjiöstä nyt puhutaan? Oletettavasti maailmassa on valtavat määrä ns. Pimeää ainetta ( [url]http://fi.wikipedia.org/wiki/Pimeä_aine ) ja emme varmastikkaan ole koskaan kyennyt luomaan tyhjiötä, jonka läpi mikään materia tai energia ei pääsisi kulkemaan.



Pimeä aine ei vuorovaikuta tavallisen aineen kanssa muuten kuin gravitaation kautta, joten se ei itsessään voi selittää gravitaation olemassaoloa.

Näillä näkymin Einsteinin teoria gravitaatiosta (yleinen suhteellisuusteoria) on paras kuvaus gravitaatiosta, vaikkei se kvanttifysiikan kanssa sovikaan yhteen.

Ks. http://fi.wikipedia.org/wiki/Gravity_Probe_B

∞ = ω^(1/Ω)

Vierailija

Tekee mieli osallistua tähän keskusteluun. Newton kehitti ensimmäiset teoriat painovoimasta, eli kappaleiden massojen ja niiden etäisyyden suhteesta. Newtonin painovoimateoria ei kuitenkaan päde suurilla etäisyyksillä. Tästä syystä Einstein ajatteli asian uudelta kannalta neli-ulotteisena aika-avaruutena.

Painovoima ei olekaan "voima", vaan aika-avaruus kaareutuu massan lähellä, mikä aiheuttaa esim.
maapallon tapauksessa putoamiskiihtyvyyden 9,81 m/s. Auringonpimennyksen aikana tämä voidaan todeta mittaamalla tähtien sijainteja. Hauskin seuraus teoriasta on ehdottomasti ajan suhteellisuus, mikä tarkoittaa sitä että aika ei kuiljekaan samaan tahtiin joka paikassa maailmankaikkeuttamme.

Tosin yleinen suhteellisuusteoria ei selitä pimeää ainetta ja pimeää energiaa, ja kuten aijemmin on todettu, ei ole yhteensopiva kvanttiteorian kanssa. Tällä hetkellä lupaavimpiia teorioita on ns. supersäijeteoriat ja braani-teoriat.

Varsinaisesti ei tiedetä mitä pimeä aine ja energia on; pimeä aine on ylimääräistä massaa mitä ei voi havaita muuten kuin vaikutuksensa kautta. ns. pimeää energiaa on suurin osa maailmankaikkeudesta, ja tämä kiihdyttää maailmankaikkeuden laajenemista.

Täytyy muistaa että pimeä aine ja pimeä energia on vain nimityksiä ilmiöille, joiden todellisesta luonteesta meillä ei varsinaisesti ole kovinkaan paljon tietoa. "aine" ja "energia" tässä yhteydessä on vain nimityksiä.

tosikolie
Seuraa 
Viestejä663
Liittynyt1.1.2009

Gravitaatiota aineellisena voiman aiheuttajana ei ole olemassa.

Kaikki perustuu siihen mikä on kappaleiden tiheys ja sen aineen tiheys missä kappaleet on.

Niin,,,tosikolie,,,vai tiedänkö asian.

Vierailija
Spanish Inquisitor
Seuraavasta Wikipedian jutusta löytyy lisää:
LeSage Gravitation



Kiitos linkistä! Mukava kuulla, että ajatusta on pohdittu aiemminkin, eli en ole täysin hukassa intuitioni kanssa ollut.

Vierailija

Erään teorian mukaan massa johtuu Higgsin-kentästä. Eli alkeishiukkaset saavat massansa sen mukaan millä tavalla ne vuorovaikuttavat tämän Higgsin-kentän kanssa.

Supersäieteorian mukaan painovoima välittyy gravitonien välityksellä.

Uusimmat

Suosituimmat