Avaruus.fi - keskustelualue

- Seuraava kirja lisätty myytävien joukkoon:

- Harry Cliff: Space Oddities 6 €

Hei, kuvaajat!

Tähdet-vuosikirja on tässä kevään mittaan hiukan edennyt hitaasti. Nyt olis tarvetta taas lisäkuville.

En näemmä huomannutkaan laittaa ensimmäistä kuvalistaa foorumille, vaan suoraan kuvittajien sähköpostilistalle.  Niihin pyyntöihin (kansi ja muutaman syvän taivaan kohteet) olemme saaneetkin jo valittua ehdotuksista kuvat.

Seuraavassa lisäpyyntöjä, joista takakannen kuva olisi kiireellisin.  Lukekaa kuitenkin huolella kuville asetetut speksit, sillä aika ajoin olen joutunut suoriltaan hylkäämään ehodkaan, kun se ollut vääränasentoinen tai ei ole oikein vastannut aihetta.


1) Takakannen pikkukuva
- Koko noin 5 x 5 cm = n. 600+ px
- Aihe: Kaukoputkikuva Jupiterista, Saturnuksesta tai Marsilta, planeetta kuvassa riittävä suuri, jossa yksitysikohtia erottuu

2) Taivas kuukausittain -jakson kuukausikohteet
- Kohteen käsittelevät erilaisia tähtiä, joista toivoisin sellaisia rajattuja kuvia, joissa tähti näkyy suht isona, ehkä tähden väri erottuu
- Ei siis laaja-alaisia tähdistökuvia
- Koot noin 3-4 cm (eli rajattuna 350-500+ px; rajaan kuvan pääosin ympyräksi
- Aiheet:
     - Regulus
    - Spica
    - Arcturus
    - Vega
    - Deneb
    - Rasalgethi (alfa Her; kaksoistähti)
    - Rigel

3) Taivaankansi-luvun aloituskuva
- vaakakuvia
- rajaan tilasta riippuen 2:1 tai 4:3 -kuvasuhteisiin
- leveys 14,5 cm (eli vähintään 1800+ px)
- Aihe:
     - Runsas tähtikenttä, esim. Linnunrataa Joutsenen alueella
    - Ei laaja-alainen tähtikuva, aluerajaus ehkä maksimissaan 20° taivaalla
   
4) Taivas kuukausittain -jakson aloituskuvia
- vaakakuvia
- rajaan tilasta riippuen 2:1 tai 4:3 -kuvasuhteisiin
- leveys 14,5 cm (eli vähintään 1800+ px)
- kohde ei mielellään kovin lähellä yläreunaa, koska saattaa rajautua ihan sivun reunaan
- Aiheet:
     - Helmikuu: Kuun puolivarjopimennys; kuvasarja tai muutaman kuvanryhmä, josta kootaan kollaasi; yksittäinenkin kuva käy, jos suhteellisen
     - Elokuu: Auringonpimennys, pimennysprosentti pieni; jos pimentyneenä alareunasta niin parempi; voi olla myös muutaman kuvan sarja
   
Lisää aloituskuvia tulee myöhemmin.   


-VeikkoM

Isotrooppinen pituustransformaatio, joka toteuttaa luonnonlakien suhteellisuusperiaatteen - hypoteettinen luonnonilmiö

Alkusanat
---
Hei kaikki. Tämä kirjoitelma on tarkoitettu keskustelufoorumille. Valitettavasti en pysty lyhentämään sitä muuta kuin ehkä sitten unohtamalla kaiken muun ja keskittymällä ainoastaan pääkysymykseen (Joka on: voiko luonnonlakien suhteellisuusperiaatetta laajentaa) ja kirjoittamalla siitä vain lyhyesti.

Tästä tuli aika pitkä teksti.

En itse pidä tätä kirjoitelmaa vielä huuhaana, jonka esittäminen olisi vastoin tämän foorumin sääntöjä, mutta se on selvästi kylläkin spekulaatiota. 

Tämän kirjoitelman lukeminen vaatii jonkin verran perustietoa fysiikasta. Kosmologian osuus vaatii hieman perusteita ja sisältää muutaman perusyhtälön. Matematiikka on minimissään. Moni pohdinta perustuu dimensioanalyysiin.

Tämä melko helposti ymmärrettävä idea on saanut aikaan aika paljon pohdintaa kohdallani. Idean tai ilmiön olemassaolo ei ole varmaa. Silti pidin riittävän mielenkiintoisena tätä aihetta, jotta kirjoitin siitä jutun.

En olisi ryhtynyt tätä kirjoittamaan, ellen olisi käynyt Ai:n kanssa "rohkaisevan" keskustelun tästä aiheesta. Ai - joka osaa nykyään yllättävän hyvin vastata fysiikan kysymyksiin, kannusti siis minua ja spekulaationi oli sen mielestä järkevää. Ai:sta toisaalta sai hieman sellaisen vaikutelman, ettei se kunnolla ajattele kaikkea. Mutta Ai:n vastauksista ei ilmentynyt mitään, mikä suoraltaan falsifioisi koko aiheen.

Tämä aihe on siis spekulaatiota. Kirjoituksessa esitettyä kuvitteeellista ilmiöitä ei ole havaittu koskaan, ja sitä ehkä ei ole olemassakaan. Ilmiö vaatii myös joitakin oletuksia kuten gravitaation ja standardimallin muuttumisen eri skaalaan kokonaisuudessaan ja oletuksia Higgsin kentän oletusarvon tyhjiössä, virtuaalihiukkasten ja säteilyn gravitaatiovaikutuksen osalta. Esitän näissä kohdin erilaisia vaihtoehtoja.

(En kirjoita tässä kirjoitelmassa rinnakkaisuniversumeista, jotka voisi periaatteessa kuvitella olevan toistensa isotrooppisia pituustransformaatioita, vaan käsittelen kysymystä samassa universumissa olevista mahdollisista fysikaalisista kohteista, jotka ovat toistensa isotrooppisia pituustransformaatioita.)

---
Sisältö:

A. Voiko luonnonlakien suhteellisuusperiaatetta laajentaa? (pääkysymys)
B. Isotrooppinen pituustransformaatio
C. Muutokset eri suureissa isotrooppisessa pituustransformaatiossa
D. Gravitaatiovakio, alkeisvaraus, valon nopeus ja Planckin vakio
E. Aineen Standardimalli ja Gravitaatio
F. Higgsin kentän odotusarvo tyhjiössä - onko se riippuvainen aineesta?
G. Tyhjän avaruuden suhteellisuusperiaate - onko sitä? Virtuaalihiukkaset
H. Transformoituneen aineen emittoiman sähkömagneettisen säteilyn gravitaatiovaikutus
I. Missä sitten on kaikki transformoitunut aine eli miksi sitä ei ole tieteellisesti havaittu missään?

Kosmologinen osuus:

J. Isotrooppisen pituustransformaation sovittaminen kosmologiaan
K. Skaalatekijän a' aikariippuvuus olettaen maailmankaikkeuden olevan staattinen ja Hubblen parametri H kahden eri termin summana


A. Voiko luonnonlakien suhteellisuusperiaatetta laajentaa?

Tämän kirjoitelman keskiössä on suhteellisuusperiaate ja kysymys voiko suhteellisuusperiaatetta laajentaa koskemaan yleisesti avaruuden muitakin muunnoksia, kuin suhteellisuusteoriassa esimerkiksi gravitaatiokentässä esiintyvä pituuskontraktio. Muunnoksia, jotka ovat hypoteettisia.

Suhteellisuusteoriassa esiintyy ilmiö nimeltä pituuskontraktio. Esimerkiksi Schwarzchildin metriikassa lähellä massakeskittymää avaruudella saattaa olla pituuskontraktio verrattuna kauempana olevaan paikkaan. Luonnonlakien suhteellisuusperiaatteen mukaan paikallinen havaitsija ei kuitenkaan havaitse itsessään tätä pituuskontraktiota eikä samassa paikassa olevaa aikadilataatiota vaan havaitsee omassa paikassaan kaiken olevan normaalisti (mikäli hän on vapaassa pudotusliikkeessä). Kaikki luonnonlait ovat normaaleja hänen mittaamanaan tässä paikassa. Tätä sanotaan luonnonlakien suhteellisuusperiaatteeksi. (Itse asiassa tämän paikan on oltava hyvin pieni, jolloin havaitsija ei havaitse avaruuden kaareutumista sekä esimerkiksi vuorovesivoimia.)

Ekvivalenssiperiaatteen mukaan myös havaitsijan on mahdotonta tietää, mikäli hän on ikkunattoman hissin sisällä, onko hissi vapaassa puteousliikkeessä vai leijuuko se avaruudessa paikallaan kaukana gravitaatiokentässä.

Mutta voisiko avaruudella olla yleisempi kyky muuntua siten, että se muodostaa joissakin olosuhteissa myös toisenlaisia muuntumia, kuten esimerkiksi isotrooppisen pituuskontraktion tai vastaavasti pituusekspansion - Kenties muissa olosuhteissa kuin painovoimakentässä tai liiketilassa - ja muutenkin kuin Einsteinin kenttäyhtälön määräämänä? Ja tämäkin avaruuden muuntuma toteuttaisi luonnonlakien suhteellisuusperiaatteen?


B. Isotrooppinen pituustransformaatio

Seuraavaksi mietin isotrooppisen pituustransformaation mahdollisuutta.

Minkälaisia ominaisuuksia tällaisella pituustransformaatiolla sitten voisi olla? Miten pituustransformoitunut kohde eroaa tavallisesta, muuten samanlaisesta kohteesta?

Muuntumia tai transformaatioita voi olla periaatteessa monenlaisia ja niissä voi olla monenlaisia lainalaisuuksia. Periaatteessa mikä tahansa ominaisuus voi muuttua toisenlaiseksi. Tarkastelen kuitenkin seuraavassa isotrooppista pituustranformaatiota ja teen seuraavat kolme vaatimusta:

1. Valon nopeuden c on säilyttävä vakiona muuntuman alueella transformoituneen havaitsijan mittaamana
2. Planckin vakion h on säilyttävä vakiona muuntuman alueella
3. Kaikkien sähkövarauksien Q on säilyttävä vakioina muuntuman alueella sekä Coulombin vakion on säilyttävä muuttumattomana.

Lisäksi vaadin, että pituustransformaatio voi esiintyä suhteellisessa levossa ja siihen pätee erityinen suhteellisuusteoria, mikäli se liikkuu suhteessa havaitsijaan.

Nämä kolme + 1 vaatimusta voi toteutua (ainakin) silloin, kun isotrooppisessa pituustransformaatiossa tapahtuu seuraavat muutokset:

0. kaikki pituudet muuttuvat kertoimella L
1. Kaikkien tapahtumien ajallinen kesto muuttuu kertoimella L
2. Kaikki energiat ja massat muuttuvat kertoimella 1/L

L on muutoskerroin, joka on pienempi kuin yksi kun kyseessä on isotrooppinen pituuskontraktio ja suurempi kuin yksi, kun kyseessä on isotrooppinen pituusekspansio.

Huomaa, että muutoksessa 1. en puhu ajan kulkunopeudesta. Ajan kulkunopeus tai ominaisajan kulkunopeus, säilyy samana, mutta transformoituvaan kohteeseen liittyvien kaikkien tapahtumien ajallinen kesto muuttuu. (Tämä on tärkeää lähinnä, jos samassa paikassa kuin tämä transformaatio, esiintyy samanaikaisesti kohde, jolla ei ole transformaatiota tai jolla on eri suuruinen transformaatio. Paikassa oleva ominaisajan (proper time) kulkunopeus tässä tapauksessa säilyy vakiona, mutta eri tavalla transformoituneiden kohteiden sisällä tapahtuvien muuten samanlaisten tapahtumien ajallinen kesto voi olla eri pituinen.)

(Toinen vaihtoehto olisi, että valon nopeus hidastuu isotrooppisen pituuskontraktion alueella c' = cL , siten että kontraktoitunut havaitsija mittaa sen olevan yhä c. Tällöin tapahtuisi toisenlaisia muutoksia. Mutta en tutki tätä vaihtoehtoa.)


C. Muutokset eri suureissa isotrooppisessa pituustransformaatiossa

Oletetaan aluksi, että luonnonlakien suhteellisuusperiaate on voimassa isotrooppiselle pituustransformaatiolle ja vasta myöhemmin pohditaan asiaa tarkemmin.

Osoittautuu, että näiden kolmen muutoksen (pituus, tapahtumien ajallinen kesto, energiat ja massat) avulla voi päätellä eri fysikaalisten suureiden muutokset, mikäli tämä transformaatio toteuttaa suhteellisuusperiaatteen:

L    kaikki pituudet [m], aallonpituus
L    Kaikkien tapahtumien ajallinen kesto [sekuntia]
1/L    kaikki energiat, massat ja liikemäärät [J],[kg],[kg m/s]

1    Planckin vakio [Js], Lorentzin gammakerroin, valon nopeus c
1    kaikki nopeudet [m/s], kaikki sähkövaraukset [C], Coulombin vakio k
1/L    kiihtyvyydet [m/s^2] ja taajuudet [Hz = 1/s]
1/L^2    voimat [N = kg m/s^2] sekä kaikkien ilmiöiden tehot [W =J/s]
L^2    gravitaatiovakio G [N*m^2/kg^2]
L    termi GM
1/L^4    tiheydet [kg/m^3], pintakirkkaus[W/m^2], paine [Pa = N/m^2]

1/L    Lämpötila [K] (koska lämpötilalla on lineaarinen suhde lämpöenergian kanssa) 
1    entropia [J/K]

Lisäksi vaatimus 3 :n mukaan sähkövarauksen sekä Coulombin vakion muutoskerroin on 1.

1    sähkövaraus [C], sähkövakio ja magneettisuusvakio

Seuraavia sähkömagneettisia suureita tuskin tarvitsee, mutta muodon vuoksi:

1/L    sähkövirta [A] tai [C/s]
1/L    Jännite [V] tai [J/C]
1      resistanssi [V/A]
1/L^2    sähkökentän voimakkuus [N/C]
1/L^2  magneettikentän voimakkuus [H] tai [A/m]

Nämä muutoskertoimet pätevät kahden muuten identtisen systeemin välillä, mutta toinen on pituus-transformoitunut toisen suhteen kertoimella L.

Päätellään esimerkin vuoksi kiihtyvyyden muutoskerroin: kiihtyvyyden yksikkö on m/s^2 . Koska nopeus säilyy muuttumattomana kiihtyvyyden täytyy muuttua kuin m/s * 1/s = 1 * 1/L = 1/L

Päätellään voimien muutoskerroin: Voiman yksikkö on [N] = [m]*[a] = [kg m/s^2], joten se muuttuu kertoimella 1/L * 1/L = 1/L^2

Päätellään paineen muutoskerroin: paineen yksikkö on [N/m^2] = ,joten se muuttuu kertoimella 1/L^2 * 1/L^2 = 1/L^4.


D. Gravitaatiovakio, alkeisvaraus, valon nopeus ja Planckin vakio

Mielenkiintoista on, että gravitaatiovakionkin täytyy muuttua, koska silläkin on tietty dimensio. Käytännössä kuitenkin jonkin massallisen kohteen varsinainen gravitaatiovaikutus riippuu termistä G kertaa kohteen massa eli GM, jonka muutoskerroin on L. (Tämän havainnon mukaan esimerkiksi transformoituneesta aineesta muodostunut musta aukko on L kertaa pienempi kuin samasta määrästä ei-transformoitunutta ainetta muodostunut musta aukko.)

Luonnonvakioista siis e, c ja h pysyvät transformaatiossa muuttumattomina, mutta gravitaatiovakio G muuttuu kuten L^2 ja termi G kertaa massa, muuttuu kuten L.


E. Aineen Standardimalli ja Gravitaatio

Seuraavaksi pohdin, miten suhteellisuusperiaate määrää sekä standardimallin että gravitaation muutoksen transformaation alueella.

Suhteellisuusperiaatteen mukaan tällä tavalla transformoitunut havaitsija ei havaitse itsessään mitään erilaista, vaan kaikki luonnonlait ovat hänen mielestään normaaleja transformaation sisällä. Mutta hän havaitsee tavallisessa muuntumattomassa kohteessa päinvastaiset muutokset.

Suhteellisuusperiaate itse asiassa vaatii, että koko aineen käyttäytymistä kuvaava standardimalli ja sen kaikki parametrit, mukaan lukien Higgsin kentän odotusarvo tyhjiössä, ovat muuttuneet yllä olevissa muutosyhtälöissä määritettyjen eri fysikaalisten ominaisuuksien ja suureiden muutoskertoimien mukaisesti uuteen mittakaavaan tai skaalaan. Tämä on tärkeä vaatimus. (Tämä voi kuulostaa liian suurelta vaatimukselta, mutta periaatteessa se on kuitenkin mahdollinen.)

Suhteellisuusperiaate vaatii myös, että gravitaationkin ja gravitaatiokentän täytyy muuttua transformaatiossa yllä olevien yhtälöiden mukaiseen uuteen mittakaavaan, kuten esimerkiksi termi GM muuttuu kertoimella L. Gravitaatiokenttä suppenee kertoimella L (esimerkiksi schwarzchildin säde lyhenee kertoimella L) ja putouskiihtyvyydet muuttuvat kertoimella 1/L, (huomaa, etä putouskiihtyvyyden mittauspiste on samalla siirtynyt) mutta pakonopeudet, niin kuin kaikki nopeudet, säilyvät samoina kertoimella 1 (huomaa, että myös pakonopeuden mittauspiste on siirtynyt)

Nämä muutokset ovat siis voimassa kahden muuten samanlaisen kohteen välillä, joista toinen on transformoitunut kertoimella L ja toinen ei ole transformoitunut (eli sen muutoskerroin L = 1)

Suhteellisuusperiaatteesta johtuvien aineen standardimallin ja gravitaation muutoksien vuoksi transformoitunut havaitsija siis mittaa kaikkien luonnonlakien transformaation sisällä olevan normaaleja. Toisaalta jos standardimalli ja gravitaatio eivät muuttuisi juuri tällä kuvailemallani tavalla, suhteellisuusperiaatekaan ei olisi enää voimassa.

Suhteellisuusperiaatteesta seuraa, että isotrooppisen pituustransformaation muutoskertoimella L ei ole absoluuttista arvoa vaan se ilmenee aina verrattaessa kahta eri tavalla transformoitunutta kohdetta keskenään näiden kohteiden välisenä suhteellisena muutoskertoimena.

Suhteellisuusperiaate vaatii myös sen, että transformoituneelle aineelle ominainen Planckin pituus muuttuu kertoimella L -niin kuin kaikki muutkin pituudet. Tämä planckin pituus esiintyy esimerkiksi mustan aukon entropian kaavassa. Entropia kuitenkin säilyy muuttumattomana (muutoskerroin = 1) transformoituneelle aineelle. Mitä tästä seuraa? Tästä seuraa, että pinta-alaltaan tietyn kokoisen mustan aukon entropia ei ole yksiselitteinen, mikäli sen entropian on muodostanut transformoitunut aine osittain tai kokonaan tai mikäli siihen putoavalla aineella on eri suuruinen planckin pituus. Toisaalta kahdella saman kokoisella mustalla aukolla, joista toisen entropian on muodostanut transformoitunut aine ja toisen tavallinen aine, voi olla eri suuruinen entropia. Tämä kuulostaa kummalliselta, enkä ole varma mikä planckin pituus mustan aukon entropian lopulta määrää.


F. Higgsin kentän odotusarvo tyhjiössä - onko se riippuvainen aineesta?

Voisiko tällainen pituustransformaatio esiintyä tavallisessa paikassa, ja vielä samaan aikaan kuin siellä tavallisia fysikaalisia kohteita, rinnakkain? Silloin Higgsin kentän odotusarvo tyhjiössä täytyisi olla aineesta riippuva parametri ja eri tavalla transformoituneilla fysikaalisilla kohteilla olisi erilainen Higgsin kentän odotusarvo tyhjiössä, jotta transformaatio toteuttaisi suhteellisuusperiaatteen.

Jos näin ei ole, jää vielä mahdollisuudeksi se, että isotrooppinen pituustransformaatio esiintyy vain avaruuden alueilla, jossa Higgsin kentän odotusarvo tyhjiössä on erisuuri – siten että suhteellisuusperiaate yhä toteutuu.


G. Tyhjän avaruuden suhteellisuusperiaate - onko sitä? Virtuaalihiukkaset

Voisiko olla myös niin, että tyhjä avaruus vaikuttaa täysin samanlaiselta transformoituneen havaitsijan mittaamana kuin tavallisen havaitsijan mittaamana?

Tyhjiö on kvanttikenttäteorian mukaan täynnä virtuaalisia hiukkasia, jotka syntyvät ja katoavat kaiken aikaa. Niiden energiat ja elinajat noudattavat Heisenbergin epätarkkuusperiaatetta deltaE*deltat = vakio. Tämä periaate ainakin säilyy muuttumattomana kuvaamassani pituustransformaatiossa.

Mutta ovatko virtuaaliset hiukkaset sitten myös toistensa isotrooppisia transformaatioita siten, että korkeaenergisemmät hiukkaset olisivat kutistuneet kertoimella L<1, niiden energia on kasvanut kertoimella 1/L ja niiden elinaika on lyhentynyt kertoimella L ? Toisin sanoen kutakin energiaa E/L vastaisi tietyllä kertoimella L transformoituneet virtuaalihiukkaset.

Virtuaalihiukkasten tyhjiön nollapiste-energian spektritiheys [Js/m^3] olisi ainakin oikealla tavalla verrannollinen taajuuden [Hz = 1/s] kolmanteen potenssiin - se muuttuu transformaatiossa nimittäin kertoimella 1/L^3. (Juuri tämänlainen riippuvuus on Lorentz invariantti eli se on samanlainen kaikille eri nopeudella liikkuville havaitsijoille)

Toinen vaihtoehto on, että virtuaalihiukkasten jakauma on riippuvainen aina lähellä olevan aineen transformaatiokoosta. Niin, että transformoituneen aineen lähellä on eri tavalla transformoituneita virtuaalihiukkasia kuin tavallisen aineen lähellä.

Mikäli tämä yllä oleva ajatus on totta, silloin voisi puhua "tyhjän avaruuden suhteellisuusperiaatteesta" - eli että tyhjä avaruus näyttää isotrooppisesti transformoituneen havaitsijan mittaamana täysin samanlaiselta kuin tavallisen ei-transformoituneen havaitsijan mittaamana.

Tämä vaatisi siis sen, että joko virtuaalihiukkaset koostuvat eri tavalla transformoituneista hiukkasista aina siten että tiettyä energiaa E/L vastaa tietyllä kertoimella L transformoituneet hiukkaset. (Tästä olisi seurauksena myös se, että suur-energisillä virtuaalihiukkasilla olisi L kertaa pienempi gravitaatiovaikutus G*M kuin matala-energisillä virtuaalihiukkasilla, vaikka niillä on enemmän energiaa.)

Tai, Toinen vaihtoehto oli, että virtuaalihiukkasen "transformaatiojakauma" on riippuvainen aineesta ja eri tavalla transformoituneelle aineelle erilainen.

Higgsin kentän odotusarvo tyhjiössä täytyisi olla silloin myös erilainen eri tavalla transformoituneelle aineelle niin, että eri tavalla transformoitunutta ainetta voisi esiintyä samassa avaruuden paikassa samaan aikaan.

Olisi hienoa jos tyhjän avaruuden suhteellisuusperiaate olisi voimassa. Näin ei välttämättä kuitenkaan ole vaan voi olla että isotrooppisen pituustransformaation alueella tyhjä avaruus ja esimerkiksi Higgsin kenttä on oltava aina erilainen, kuin tavallisella ei-transformoituneen kohteen alueella.

Voi myös olla, että higgsin kentän odotusarvo tyhjiössä on absoluuttinen ja aina sama. Tällöin väistämättä transformoitunut havaitsija mittaisi higgsin kentän odotusarvon erisuureksi kuin tavallinen havaitsija. Tällöin "tavallinenkaan" transformaatioon liittyvä suhteellisuusperiaate ei voisi olla voimassa.

Voi myös olla, että transformoitunut kohde ei voi olla samassa paikassa tavallisen aineen kanssa muuttumatta jotenkin hyvin pian ympäristönsä transformaation mukaiseksi (paitsi jos se liikkuu hyvin suurella nopeudella jolloin sillä on aikadilataatiota).


H. Transformoituneen aineen emittoiman sähkömagneettisen säteilyn gravitaatiovaikutus

Minkälaista gravitaatiota transformoituneen aineen säteilemä säteily sitten aiheuttaa?

Mikä on valon ja sähkömagneettisen säteilyn gravitaatiovaikutus? Yleisen suhteellisuusteorian mukaan valokin aiheuttaa gravitaatiota. 

Suhteellisuusperiaate vaatisi, että valon gravitaatiovaikutus G * E/c^2 ainakin sen syntyhetkellä määräytyisi sen emittoineen aineen gravitaatiovaikutuksesta GM. Yksi vaihtoehto olisi tosin, että valo ei aiheuta lainkaan gravitaatiota. (Tätähän ei ole ilmiön heikkouden vuoksi suoraan mitattu.) Mutta säilyykö tämä gravitaatiovaikutus, kun valo etenee kauemmaksi tai ulos transformoituneesta kohteesta vai muuttuuko se ympäristön mukaiseksi? Yksi mahdollisuus olisi, että valon gravitaatiovaikutus määräytyisi aina yksinomaan sen taajuudesta. Mitä suurempi taajuus, sen heikompi gravitaatiovaikutus. Tämä olisi kylläkin ristiriidassa myös jo Einsteinin kenttäyhtälön kanssa, jonka mukaan säteilyn gravitaatio riippuu pelkästään sen energia-impulssitensorista (ja gravitaatiovakio on aina vakio.)

Voisi mainita vielä, että eri taajuiset, mutta muuten samanmuotoiset säteilykvantit ovat toistensa isotrooppisia pituustransformaatioita juuri aiemmin esittämilläni muunnosyhtälöillä muuten kuin yleisen suht.teorian mukaan niiden aiheuttaman gravitaation osalta. Mutta miten sitten todella käyttäytyy näiden kvanttien gravitaatiovaikutus? Yllä esitin kolme erilaista vaihtoehtoa.


I. Missä sitten on kaikki transformoitunut aine eli miksi sitä ei ole tieteellisesti havaittu missään?

Transformoitunutta ainetta voisi luulla syntyvän hiukkaskiihdyttimissä suurenergisissä hiukkasten törmäyksissä. Mutta ehkä transformoituneen aineen synnyttämiseksi tarvitaan alkujaankin juuri transformoitunutta ainetta. Ehkä myös tyhjiön olosuhteet on oltava toisenlaiset.

Kaukana avaruudessa oleva kohde, joka on transformoitunut suuremmaksi, näyttää säteilyspektrin perusteella aivan kohteesta, jolla on Doppler-punasiirtymä, mikäli sen kokoa ei voi määrittää. Sillä on punasiirtymää ja aikadilataatiota. Siksi kaukana avaruudessa olevaa transformoitunutta ainetta tai esimerkiksi tähteä voi olla vaikea erottaa aineesta, joka on suhteellisessa liikkeessä havaitsijaan nähden, varsinkin silloin jos transformaatioerot ja suhteelliset doppler- siirtymät ovat samaa suuruusluokkaa.

Kosmisten säteiden joukossa saattaisi olla transformoituneita protoneja ja elektroneja. Alussa vaatimani sähkövarauksen säilymisvaatimuksen vuoksi nämä hiukkaset omaavat tavallisen sähkökentän ja varauksen +-e, mutta niiden massa on eri. Mikäli nämä hiukkaset ovat pysyviä, ehkä tätä massaa ei ole pystytty nykyisillä havaintovälineillä mittaamaan? Tai edes yritetty mitata? Massan mittaaminen vaatisi sen, että suurenergiset kosmiset hiukkaset pitäisi pyydystää niin, että ne ensin hidastuvat ja että ne kerättäisiin talteen.

Jos kosmisissa säteissä on transformoituneita hiukkasia, näitä hiukkasia saattaisi olla jonkin verran kerääntyneenä myös maan pinnalle, meriin ja vesistöihin. Protonit muuttuvat nopeasti kuitenkin vedyksi kun ne kahlitsevat elektronin, ja vety nousee ilmakehään ja lopulta avaruuteen. Eri massaisia elektroneja voi olla vaikea kahlita millään menetelmällä. En tiedä, kerrostuvatko ne vesimassassa pinnalle tai pohjalle erisuuren massansa vuoksi riippuen siitä onko niillä vähemmän tai enemmän massaa.

Suurin osa, noin 99% kosmisista säteistä törmäävät ilmakehän hapen ja typen kanssa ja syntyy toisia hiukkasia. Pitäisi pystyä kahlitsemaan joko itse emohiukkaset tai näissä törmäyksissä syntyvät uudet protonit/antiprotonit ja elektronit/positronit ja mittaamaan näiden massa. Elektroneita syntyy ainakin tällä tavalla paljon. Tosin voi olla, että yksittäinen kosmisten säteiden hiukkanen kuten protoni törmätessään ilmakehän atomien kanssa tuottaa vain vähän uutta transformoitunutta ainetta ja paljon tavallista ainetta.

Ilmakehässä syntyvät Radioaktiiviset isotoopit saattaisivat myös sisältää transformoituneen hiukkasen ja olla sen vuoksi hieman raskaampia tai kevyempiä riippuen siitä, onko niihin törmännyt tavallinen vai transformoitunut elektroni.


J. Isotrooppisen pituustransformaation sovittaminen kosmologiaan

Nyt seuraa kirjoitelman osa, jonka voi ehkä helpostikin falsifioida sovittamalla tulokset havaintoihin.

Isotrooppista pituuskontraktiota voi yrittää sovittaa kosmologiaan: Oletetaan, että kaikki aine maailmankaikkeudessa kokee samanaikaisesti hiljalleen isotrooppisten pituuskontraktion. Muodostetaan oikeanlainen Friedmannin yhtälö ja ratkaistaan se. Sitten voi tutkia miten ratkaistu skaalatekijäfunktio a(t) sopii mittaustulosten kanssa. En ole tätä sovitusta tehnyt, mutta luulen että teoria ei vastaa mittaustuloksia.

Kutistuvan aineen teorian vastaargumentti on yleensä se, että aineen standardimallin ja yleisen suhteellisuusteorian pitäisi nähdä muuttuvan ajan kuluessa sekä havaintopaikassa että kaukana avaruudessa, jos aine kutistuu.

Vasta-argumentin kaksi vasta-aihetta ovat se, että aineen transformoituminen toteuttaa aina suhteellisuusperiaatteen sekä se, että kaukana menneisyydessä havaitut muutokset muistuttavat (muutamia poikkeuksia lukuunottamatta) sattumalta juuri sitä tilannetta, että maailmankaikkeus ja avaruus laajenee. (tarkoitan punasiirtymää, aikadilataatiota ja kaukaisten kohteiden suuruuskulmaa)

ONGELMA: Jos jokaisen yksittäisen hiukkasen kutistuminen riippuu ainoastaan sen ominaisajasta törmätään aikadilataatioerojen vuoksi suureen ongelmaan: Protonien sisällä olevilla hiukkasilla (gluoneilla ja kvarkeilla) on merkittävästi aikadilataatiota suurien nopeuksien vuoksi. Atomiydintä kiertävillä elektroneillakin on jo aikadilataatiota verrattuna vapaisiin elektroneihin. Näiden kaikkien täytyisi kutistua eri vauhtia.

Oletetaan kuitenkin, että suhteellisuusperiaate on voimassa ja että atomiytimet ja elektronit kutistuvat jostain syystä samaa vauhtia.

TOINEN ONGELMA: Jos planeetat, kuut ja aurinko kutistuvat kohti omia kutistumiskeskuksiaan, pitäisi planeettojen ja auringon tai planeettojen ja kuiden väliset etäisyydet kasvaa. Tämän ongelman voi periaatteessa ratkaista sillä, että olettaa aurinkokunnan jostain syystä yhä kutistuvan kohti yhteistä kutistumiskeskusta tai keskipistettä kokonaisuudessaan.

Kosmologiset havainnot ja ainakin osittain näennäinen metriikka
---
Suhteellisuusperiaatteen vuoksi emme huomaa olevamme transformaatiokooltamme pienempiä (kaikki luonnonlait ovat samanlaisia kuin ennenkin meidän näkökulmasta), mutta katsoessamme kauemmas avaruuteen, näemme kaukana menneisyydessä olevan aineen olleen suurempaa ja kaikkien tapahtumien olevan hitaampia kestoltaan.

Tämä näyttää samalta kuin jos kaukaiset kohteet olisivat havaitsijan suhteen loittonevassa liikkeessä (punasiirtymä, aikadilataatio ja käsittääkseni havaittu koko): Tämä malli ymmärtääkseni toteuttaa yhä Robertson-Walker metriikan laakeassa avaruudessa, mutta nyt osa maailmankaikkeuden laajenemisesta on näennäistä ja metriikka on siten osittain näennäinen. Malli läpäisee myös niin kutsutun Tolmannin testin, eli että pintakirkkaus on kääntäen verrannollinen punasiirtymän neljänteen potenssiin. Punasiirtymästä osa on kuitenkin nyt näennäistä.


Kaksi erilaista koordinaatistoa

On olemassa kaksi erilaista koordinaatistoa: ei-kutistuva ja kutistuva. Siten, että kutistuvan koordinaatiston 'koordinaatti-aika' , joka vastaa transformoituneen aineen tapahtumien kulkunopeutta, kiihtyy suhteessa ei-kutistuvan koordinaatiston aikaan, kun aine transformoituu pienemmäksi.

Kutistuva koordinaatisto määritellään seuraavasti ei-kutistuvan koordinaatiston avulla:

dt' = L(t)dt    infinitesimaalinen aikamitta
s'  = L(t)s      pituusmitta kolmessa ulottuvuudessa

s^2 = x^2 + y^2 + z^2

origo = havaitsijan sijainti

,missä L(t) on transformaatiokerroinfunktio, joka on pienenevä ja L(t0) = 1


Miten malli eroaa laajeneva avaruus – mallista?

Tästä mallista seuraa muutamia asioita, jotka ovat erilaisia kuin standardikosmologiassa.

1. Relativistinen aine eli nopeat hiukkaset ja kompaktit kohteet, etenkin mustat aukot, kutistuvat hitaammin kuin tavallinen aine kutistuu tai ei kutistu ollenkaan (mustat aukot), koska niillä on suhteellisuusteorian mukaan aikadilataatiota. Siten esimerkiksi kaksoisparadoksissa on ylimääräinen efekti: vähemmän aikaa kokenut kaksonen on transformaatiokooltansa suurempi kuin enemmän aikaa kokenut kaksonen.

2. Friedmannin 1. yhtälön mukaan maailmankaikkeus ei-kutistuvassa koordinaatistossa joko koko ajan laajenee tai supistuu. Laajenemisnopeus voi käydä nollassa, mutta se ei voi vaihtaa merkkiä. Jos se supistuu, on mahdollista, että maailmankaikkeus voi olla luhistumassa kokonaisuutena ei-kutistuvassa koordinaatistossa, mutta koska aine kutistuu tätä nopeammin, kutistuvasta havaitsijasta näyttää yhä siltä, että maailmankaikkeus laajenisi. (Kutistuvan havaitsijan havaitsema Hubblen parametri on näennäisen laajenemisen termin ja tavallisen laajenemisen/supistumisen termin summa.)

3. Kaukana oleva punasiirtynyt aine ei varsinaisesti pelkästään liiku havaitsijasta pois päin, vaan sen punasiirtymä johtuu ainakin osittain siitä, että aine on ollut "suurempaa" menneisyydessä.

4. Järjestelmissä, jossa kappaleet kiertävät keskustaa, kappaleiden ratasäde näyttää kasvavan. (Tämä ilmiö ei voi olla kuitenkaan nähtävissä aurinkokunnassa koska esimerkiksi maapallon ratasäde pitäisi kasvaa enimmillään noin H0 * 1 AU = 6,93*10^-11[1/year]* 1 AU = 10.4 metriä vuodessa. Täytyy olettaa, että aurinkokunta kutistuu vielä kohti jotain kutistumiskeskusta kokonaisuutena. Toisaalta täytyy olettaa, että kaukaiset galaksit kutistuvat jo kohti omia kutistumiskeskuksiaan, jos haluaa selittää tällä mallilla sen, että niillä on punasiirtymää, joka osittain siis johtuisi siitä, että aine on ollut suurempaa menneisyydessä. Näiden välisessä pituusskaalassa kutistuminen keskusta kohtaan täytyy olla osittaista. (mutta en tiedä kuinka tarkalleenottaen))

5. On ehkä mahdollista, että ei-kutistuvassa koordinaatistossa aine kutistuu nollaan äärellisessä ajassa, ja samalla kutistuvassa koordinaatistossa ja sen "kiihtyvässä" ajassa tähän voi silti mennä äärettömän kauan. Ei-kutistuvassa koordinaatistossa voi tapahtua tällainen aineen "kutistumiskuolema" siis äärellisessä määrässä ei-kiihtyvää aikaa ja äärettömässä määrässä kutistuvan koordinaatiston aikaa, jonka kulkunopeus kiihtyy. 

6. On periaatteessa mahdollista, että varhaisessa maailmankaikkeudessa on ollut kausi, jossa koko kosmos tai havaittava kosmos kokee jatkuvan isotrooppisen pituuskontraktion kohti yhtä kutistumiskeskusta sen sijaan, että eri alueet kutistuisivat kohti omia kutistumiskeskuksiaan.

K. Skaalatekijän a' aikariippuvuus olettaen maailmankaikkeuden olevan staattinen ja Hubblen parametri H_0 kahden eri tekijän summana

Käytän seuraavia merkintöjä:

L  = kutistumisfunktio
t  = ei-kutistuvan koordinaatiston aika eli staattinen aika
t'  = kutistuvan koordinaatiston aika, joka kiihtyy suhteessa staattiseen aikaan
a  = skaalatekijä ei-kutistuvassa koordinaatistossa
a'  = skaalatekijä kutistuvassa koordinaatistossa
H  = Hubblen funktio ei- kutistuvassa koordinaatistossa
H'  = Hubblen funktio kutistuvassa koordinaatistossa


Matemaattinen alkuoletus: eksponentiaalinen aikariippuvuus
----
Oletetaan, että jos maailmankaikkeus olisi ei-kutistuvassa koordinaatistossa staattinen eli pysyisi paikallaan, kutistuva havaitsija havaitsisi avaruuden laajenevan eksponentiaalisesti, eli samassa ajanjaksossa tämä näennäinen laajeneminen tapahtuisi aina samalla suhteellisella kertoimella:


a'(t') = exp(k(t'-t0')) * a(t') = (1/L(t'))*a(t')


, missä L(t') on kutistumisfunktio ja k on kutistumisvakio

Tästä seuraa, että Hubblen vakio kutistuvassa koordinaatistossa on muotoa:

H' = (á'/a') = k + (á/a)

latex-koodi:

H' = \frac{\dot{a'}}{a'} = k + \frac{\dot{a}}{a}


Kokeellisesti on mitattu, että Hubblen vakio on:

H_0' = H'(t0') = 6.93 * 10^-11 [1/year] = 2.20 * 10^-18 [1/s]

Hubblen vakioon nykyhetkellä kutistuvassa koordinaatistossa vaikuttaa tässä mallissa siis kaksi asiaa, jotka summataan yhteen:
1. Avaruuden tavallinen laajeneminen tai supistuminen, johon vaikuttaa myös painovoima
2. Aineen transformoituminen pienemmäksi, jonka vuoksi maailmankaikkeus näyttää laajenevan ja etäisyydet näyttävät kasvavan

Aineen transformoituminen tapahtuu lisäksi joka tapauksessa, oli maailmankaikkeuden tavallinen laajeneminen tai supistuminen sitten minkälaista tahansa.

Loppu.

Lainaus käyttäjältä: Timo Kantola - 30.04.2026, 14:50:02Oletko suunnitellut tehdä viellä omat mittaukset ennen varsinaisia tähtitestejä?

Tällä hetkellä ajatus on, että en mittaa. Paikalleen vaan ja kuvaamaan jos kuvattavaa on. Vaikka sitten käpyjä kylän toiselta laidalta...

Polttovälikin taisi muuttua vain kolmisen milliä, ei tarvitse edes runkotankojen pituutta säätää tällä kertaa. Keskimerkin joudun todennäköisesti laittamaan, kun tuo tulee suoraan pinnoittajalta. Akryylisabluuna löytyi vielä ja kasa merkkitarroja.

Tuossa mielenkiintoinen kokeilu Y-tuubissa: Kuvataan usealla seestaarilla (51 kpl) samana yönä samaa kohdetta ja yhdistetään kuvat...
https://www.youtube.com/watch?v=-v8mIvP_zUA

Tuosta olisi käytännössä hyötyä komeettakuvauksessa. Näyttävillä komeetoilla pyrstössä muutokset tapahtuu niin nopeasti, että joskus muutaman minuutinkin valotuksen aikana pyrstön yksityiskohdat rupeaa venymään..

Seestar s50 ei ole enään tuotannossa, tulossa päivitetty versio..
https://www.cloudynights.com/forums/topic/996732-no-more-production-of-the-seestar-s50-confirmed-from-zwo/
Seestar s50 pro tulossa... + Seestar s30 vs Seestar s30 pro eroavaisuuksista..
https://www.youtube.com/watch?v=kAuEgqEvgOk

Lainaus käyttäjältä: Timo Kantola - 30.04.2026, 14:50:02Kun mittaus näyttää noin mitättömät erot noin "karkeana pintana" niin automaattisesti tulee mieleen että eikö tota olis voinut pyyhkästä tasasemmaksi? Todennäköisemmin ei kanata "pyyhkästä" pikkuvirheet menee äkkiä vastakkaiseen suuntaan ja edessä loputon suo, eikä mitään käytännön hyötyä.

Nuo on niin pieniä eroja että todellisuudessa johtunevat mittausjärjestelyn rajallisuudesta. Erittäin tyypillisesti tuossa skaalassa (joskus paljon isommassakin) näkyy interferenssin fringekuvion vaikutus, ns. print-trough, jossa mitattu aaltorintaman paikka saa hieman eri arvon fringen valoisilla ja tummilla kohdilla, vaikka ei pitäisi. Tuollainen kohina voi johtua myös muista epäideaalisuuksista.

Ammattilaiset peilintekijät varmaan osaavat lopettaa homman suunnilleen siinä vaiheessa kun on selvää että tuollaiset nystyrät ovat rajoittamassa tulosta, ihan kuten arvelitkin.

Kun mittaus näyttää noin mitättömät erot noin "karkeana pintana" niin automaattisesti tulee mieleen että eikö tota olis voinut pyyhkästä tasasemmaksi? Todennäköisemmin ei kanata "pyyhkästä" pikkuvirheet menee äkkiä vastakkaiseen suuntaan ja edessä loputon suo, eikä mitään käytännön hyötyä.

Oletko suunnitellut tehdä viellä omat mittaukset ennen varsinaisia tähtitestejä?

Sitten on viellä apupeili..
Tässä plan B, jos apupeili rupeaa arveluttamaan:

Suuntaa antava hahmotelma hieman jalostettuna tarkentimesta joka mun 30cmF6 kaukoputkessa.

Karkea suunnitelma: kamera apupeilin tilalle. "spideri 2mm....3mm alumiinista. Tukiputket 40mm AL putkea, sekä 40x40mm AL neliöputkea. Putkien liitoskappaleet sekä tarkentimen liukupalat 3D printattuna on kevyet, riittävän kestävät ja helppo saada kulmat ja mitat kohdalleen. Manuaalitarkentimeen saa kevyen hammastangon jostain halpis kameranjalustan keskiputken korkeussäädöstä, samasta saa veivin hammasrataineen.
  Ensin säädetään karkea säätö fokukseen vihreän palkin säädöllä oikeaan paikkaan (pikalukitus ei piirrettynä) Manuaalisäädöllä fokukseen, manuaalisäädössä pitää olla lukitus. Tämänjälkeen M8 ruuvia moottorilla pyörittämällä hienosäädetään fokus (0.05mm/sek)

Vihreä okulaaripidin on pohjasta tasainen, siihen saa helposti sivuttaisuuntaisen säädön kollimointiin ja pinkkiin spideriin korkeussäätö etureunaan toiseksi kollimointi suunnaksi...

Jotain tollasta...

Yhtä hyvä tai parempi kuin ~1/20 valoaaltoa mitatulla aallonpituudella... Voi olla tyytväinen kyllä.

Vaikeuksia. Liian innokkaan touhuilun takia onnistuin vaivaannuttamaan oikeassa lumpiojänteessä olevan tendinopatian, joka tuntui olevan jo jäämässä taakse. Pelkkä peilin hienohionta ei liene kääntänyt jänteen tasapainoa degeneroitumisen puolelle, mutta varmaankin sillä oli osuutta asiaan, kun kiersin hiomapöytää yhden askeleen sivuun jok'ikisen työnnön jälkeen. Tietysti vielä kovalla alustalla ja kumpparit jalassa. Harmittaakin nyt melkoisesti, kun keli on kohta lämpiämässä ja into kiillotuksen aloittamiselle olisi kova.

Stellafanen sivuilla näkee joitakin järjestelyjä käsin pyöräytettävälle hioma-alustalle, jonka ääressä hioja pystyy olemaan paikoillaan, jopa istuen. Vähän kuitenkin vierastan työtavan muuttamista näin herkän vaiheen alkaessa. Mietin myös, miten pikialusta mahtaisi muotoutua tilanteessa, jossa sen päällä jyystetään samassa asennossa pitkän aikaa ennen kuin pöytää pyöräytetään. Ilmeisesti tällä tavoin kuitenkin syntyy käyttökelpoisia peilejä, koska kyseistä tekniikkaa (lähinnä tilanpuutteessa) käytetään ainakin Stellafanen peilikurssilla?

Ehkäpä vain annan tilanteen rauhoittua ja rupean sitten kiillottamaan perinteisellä tavalla, mutta vain lyhyenä rupeamana per päivä. Voisin toki kääntää kierrot päinvastaisiksi, jolloin yläkiekko pyörisi käsissä vastapäivään ja saisin astella pöydän ympäri myötäpäivään. Silloin voisin jossain määrin vetää vaivajalkaa "perässä". No, harkitaan.

Onneksi kuvioon tulevat nyt myös kylmäprässitauot, jotka pakottavat hiojankin istumaan vähän väliä. Mestari Heikinheimo sanoo, että kannattaisi kiillottaa noin tunti kerrallaan siten, että kolme minuuttia työskentelyä ja sitten kolme minuuttia prässiä. Jos hyvin käy, peilissä voisi olla tunnin jälkeen jo sen verran kiiltoa, että ensimmäisen Ronchi-kuvan ottaminen olisi mahdollista.

Tutkin huvikseni vähän Couder-asiaa. Stellafanen sivuilla oli tuollainen reikäjärjestely, josta tein raakaversion tulostuspaperille. Varmasti parempiakin on, mutta jollakin on aloitettava. Heikinheimo suosittelee sektorien sijaan pieniä pyöreitä reikiä, koska ne kuulemma ovat "helpommat silmälle". En tiedä, miten asia on.

Nämä vyöhykkeet on määritetty Stellafanen laskurilla. Peilipinnan mitattu halkaisija on 152,7 mm. Kriittisen 70,7 % vyöhykkeen keskus on 53,99 mm kohdalla, reunavyöhykkeen keskus taasen 69,70 mm kohdalla. Keskusta sulautuu tässä järjestelyssä yhdeksi massiiviseksi vyöhykkeeksi, jonka ulkolaita on 44,08 mm kohdalla. En ole varma, onko korjatussa peilissä näin suuren vyöhykkeen yhtäaikainen hämärryttäminen mahdollista. Kenties näin pitkällä polttovälillä ehkä onkin.

Einstainin ST loi paljon ennustuksia joita on tutkittu ja todennettu aina näihin päiviin asti. Antaako Sisu -teoria vastaavanlaisia? Avaruuden laajenemisen suhteen Suntolan DU-toeria taitaa olla samoilla linjoilla kuin Sisu? Onko  ΦBSU-malli samoilla linjoilla?