api írta:Viszont ugyanezt a termodinamikai érvelést alkalmazhatjuk az elektromosan semleges atomok zérus nyomású porára is. Az milyen mechanizmussal tudja lesugározni a gravitációs összehúzódásból származó energia felét? A sohasem ütköző atomok transzlációs energiájának egy része hogyan kerül át a belső szabadságfokokra, hogy gerjessze az elektronjaikat?
Sehogy. Nem is húzódik össze, ezért vannak még "szabad" gázfelhők. És ezért élünk itt a Földön (még).
Izé..., kicsit furcsán érzem magam, mert itt valami zavar van az erőben. Én úgy érzem értem, viszont Api nagyobb tudású ember nálam, tehát ha én próbálom neki magyarázni, akkor valami itt mégsem stimmel. Úgyhogy akkor nem is neki, hanem az érdeklődő laikusoknak:
Vegyünk egy egyszerű gravitációs elrendezést, csak 2 test van, M és m tömegűek, M>>m, és az egyszerűség kedvéért keringjen a m tömegű test körpályán R sugárban.
Ki lehet számítani a rendszer gravitációs potenciális energiáját, és a rendszer mozgási energiáját. Állónak tekintve a M tömegű testet (M>>m), azaz beleülve az ő inerciarendszerébe a M áll, és a m kering, állandó v sebességgel körülötte. Azt, hogy R távolságban mennyi a v, az Newton szépen meghatározza, centripetális gyorsulás= gravitációs erő. (Itt "igazából" se gyorsulás nincs, se erő, de nem baj.
)
Ha kiszámoljuk a rendszer energiáit, akkor azt látjuk, hogy az összenergia negatív (persze), egy nagyon negatív gravitációs energiából jön, és egy pozitív mozgási energiából (m test kering). Azt vehetjük észre, hogy az összenergia (ami negatív) kétszerese a gravitációs energia, és -1-szerse (azaz pozitív) a mozgási energia. Azaz a mozgási energia fele a gravitációs energiának, szorozva -1-gyel.
Kérdés: miért nem húzódik össze ez az elrendeződés a gravitáció hatására? Hiszen a gravitáció hatására a dolgok leesnek, a rendszerek meg összehúzódnak, vagy nem? Hát nem. Jól is néznénk ki, ha a Naprendszer összehúzódna a gravitáció hatására...
Nem körpálya, hanem valamilyen ellipszis pálya esetén
átlagosan ugyanez a helyzet. Az ellipszispályánál a gravitációs és mozgási energia egymásba alakulnak, a bolygó közelebb kerül de gyorsul, aztán távolabb de lassul, az összenergia állandó. Átlagosan ugyanaz áll fent: a mozgási energia fele (*-1) a gravitációs energiának.
Kérdés: mi kell ahhoz, hogy ez a rendszer összehúzódjon? Mi kell ahhoz, hogy valami r<R sugarú pályára kerüljön a test? Mi kell ahhoz, hogy a Föld körül keringő visszatérő egység visszatérhessen a Földre? Fékezni kell. Energiát kell veszíteni.
Az új sugárnál (r<R) újra kiszámolhatjuk az energiákat. Azt látjuk, hogy összehúzódva kisebb a rendszer energiája, azaz a rendszerből valahogy el kell vinni az energiát. Ezért kell fékezni ahhoz, hogy beléphessünk a Föld légkörébe. Viszont azt is láthatjuk, hogy a kisebb összenergia úgy néz ki, hogy még mélyebb (negatívabb) gravitációs energiát jelent, ugyanakkor nagyobb mozgási energiát. Hiszen a mozgási energia mindig a gravitációs energia -1szeresének a fele. Azaz negatívabb gravitációs energia esetén ez nagyobb (pozitív) mozgási energiát jelent. Azaz: ha fékezek, akkor közelebb kerülök, ugyanakkor felgyorsulok.
De ez csak akkor tud megvalósulni, ha valami el tudja vinni a felesleges energiát, azaz a gravitációs energia felét. Ez lehet egy hajtómű (fékezek), vagy valami más, pl. sugárzás. De el kell vinni, nincs mese, különben nem stimmel az energiamérleg.
Ok. Legyen akkor több test, legyen pl. elektromosan semleges atomok (vagy molekulák) zérus nyomású pora.
1. Ha a rendszernek
tökéletesen zérus az impulzusmomentuma, akkor a gravitáció hatására végtelenül összehúzódik, és alighanem egy fekete lyuk lesz belőle. Ez alighanem megtörtént sokszor, még nagyon régen, és gyorsan.
2. Ha mégsem tökéletesen zérus, akkor nem ez történik. Eléggé összehúzódik, de azért mégsem megy be a saját eseményhorizontja alá: nagyon elnyújtott ellipszispályán kevereg-kavarog magában. Közben, a tömegközéppontot megközelítve eléggé felgyorsul az anyag, és alighanem mégis ütközik egy kicsikét. Ekkor gerjesztődhetnek az elektronpályák: sugárzás formájában mégis veszíthet némi energiát. Azaz: nem áll meg a kiindulási feltétel, miszerint soha nem ütköznek, mert igenis ütköznek.
3. Mégsem ütköznek, sosem, ezáltal nem gerjesztődnek, nem sugároz, stb. Ok. Elméleti eset, de gondoljuk végig. De ebben az esetben is olyan kevergés-kavargás indul meg (galaxisok ütközéséről találhatók ilyen animációk a neten), hogy elszáguldanak egymás mellett a porszerű részecskék, de lelassulnak, visszatérnek, egy keringőhöz hasonló násztáncba kezdenek, aminek a vége az, ami lenni szokott a tömeges keringőzésnél: a táncosok egy része nagyon megszereti egymást, és közelebb kerülnek (és ott is maradnak), más részük kilökődik messzire a rendszerből, esetleg olyan nagyon megutálják a táncpartit, hogy végtelenül messze lökődnek ki. Ezáltal energiát visznek el. Lehetőséget teremtve a bent maradtaknak, hogy keringőzhessenek az idők végezetéig, vagy amíg a gravitációs hullámok el nem viszik a maradék energiájukat.
Hát így valahogy. Sehogy nem húzódnak össze, vagy ha mégis, akkor azt valamilyen energiaveszteség árán teszik, tehetik csak meg. Az energiaveszteség lehet valamilyen sugárzás, de akár konkrétan a porfelhő egy részének kilökődése is a rendszerből. A vándorútra kelt porszemek aztán valahol máshol, később ismét táncban kezdhetnek, más vándorokkal.
A sötét anyag szálas elrendeződése azért valami mást mutat. Azok a szálak azok nagyon nem homogén eloszlást jelentenek. Azt sem gondolnám, hogy ez egy pillanatfelvétel, amikor éppen mindenhol a harmonikus oszcillálás közepén tartunk, és éppen mindenki középen van (a szálakban), de majd mennek még messzebb is. Itt kellene legnagyobb legyen a sebesség ugyanis....
A sötét anyag képes valahogy energiát (talán sötét energiát?? nem hiszem, az nagyon más...) kisugározni, ezáltal gravitációsan "összébb húzódni". Szerintem a részecskefizika szuperszimmetria elmélete, ami egész máshonnan indult, de elég komoly elméleti alapokkal, az ugyanide vezet. 2 terület találkozásának vagyunk szemtanúi, egy csapásra 2 legyet üthetünk: az ilyen válaszok jó válaszok szoktak lenni. Én bízom abban, hogy ez lesz a holnapi jó válasz.
