Kirjoittaja Aihe: Musta aukko ja sen muoto, tapahtumahorisontti  (Luettu 88075 kertaa)

0 jäsentä ja 1 Vieras katselee tätä aihetta.

Poissa mistral

  • Rinnakkaisuniversumi
  • *****
  • Viestejä: 2135
Vs: Musta aukko ja sen muoto, tapahtumahorisontti
« Vastaus #135 : 13-09-2016, 22:42:10 »
Lainasin pätkän tähän aiheeseen liittyvää:


3 PIMEÄ ENERGIA
11
3  Pimeä energia
SCDM-mallissa maailmankaikkeuden energiasisältö koostuu säteilystä ja epärelativis-
tisesta aineesta. Aineen ja säteilyn paineet ja energiatiheydet ovat positiivisia, joten
kiihtyvyysyhtälön (7) mukaan skaalatekijän
a
toinen aikaderivaatta on negatiivinen, eli
maailmankaikkeuden laajeneminen SCDM-mallissa on hidastuvaa. Tämä ei kuitenkaan
vastaa kosmologisia havaintoja, joiden mukaan laajeneminen kiihtyy.
Ongelma voidaan ratkaista ottamalla mukaan uusi energiatyyppi, pimeä energia

Pai-
neen on oltava negatiivinen ja niin iso, että se riittää kumoamaan positiivisen energiati-
heyden kiihtyvyysyhtälössä.
________________________________________

Mielestäni tässä ei kerrota paineesta sen enempää, mistä tulee sellainen kuva ettei siitä tiedetä sen enempää. Negatiivinen paine olisi vaan "työnimi" tekijälle jota tarvitaan kaavassa, vai miten tuo pitäisi ymmärtää?

Poissa mistral

  • Rinnakkaisuniversumi
  • *****
  • Viestejä: 2135
Vs: Musta aukko ja sen muoto, tapahtumahorisontti
« Vastaus #136 : 18-09-2016, 18:48:42 »
Uusimmassa T&A:ssa no 6 sivulla 36 on pieni juttu Jeff Steinhauerin kokeesta, lainaus:

"Elokuussa israelilainen tutkija J.S. kertoi rakentaneensa maanpäällisen version mustasta aukosta omassa laboratoriossaan ja mitanneensa siitä Hawkingin säteilyä.
Hurjalta kuulostava koe koostuu laserilla kiihdytetyistä superkylmistä atomeista, jotka lopulta kulkevat putkessa ääntä nopeammin. Atomeissa tapahtuu kvanttiväreilyä, joka synnyttää niin kutsuttuja fononeja eli äänikvantteja. Ne syntyvät aina pareittain. Kun fononipari syntyy rajalla, jonka toisella puolella atomien liike muuttuu ääntä nopeammaksi, vain toinen fononeista pystyy karkaamaan toisen huuhtoutuessa atomien virran mukaan.
Rajapinta käyttäytyy täsmälleen samoin kuin oikean mustan aukon tapahtumahorisontti. Kun siinä syntyy valohiukkasten eli fotonien pari, toinen niistä voi päästä säteilemään pois. Tätä kutsutaan Hawkingin säteilyksi."

Wikipediasta kuvaus fononista:
Fononi

Fononi on kiteen värähtelyenergian kvantti.[1] Fononeihin liittyvät ilmiöt ovat tärkeä osa tiiviin aineen fysiikkaa, koska ne vaikuttavat materiaalien fysikaalisiin ominaisuuksiin kuten lämmönjohtavuuteen ja sähkönjohtavuuteen. Lämmön johtuminen eristeessä johtuu fononien etenemisesta ja matalataajuiset fononit ovat äänen kvantittuneita värähtelyjä kiinteässä aineessa.

Klassisen mekaniikan mukaan kiteen värähtely voidaan hajottaa eri värähtelykomponenttien superpositioksi Fourier'n muunnoksen avulla. Kun näitä eri värähtelytiloja tarkastellaan kvanttimekaniikan mallein niissä ilmenee hiukkasominaisuuksia. Värähtelyn energiatilojen miehitys voidaan siksi kuvata kiteessä liikkuvilla hiukkasilla, joita kutsutaan fononeiksi. Fononilla ei kuitenkan ole varsinaista liikemäärää, sillä se ilmaisee atomien suhteellista liikettä eikä atomien massakeskipisteiden liikettä.[1] Hiukkasina fononit käyttäytyvät kuten bosonit.


Hmm, jos fononit vaatii kiteen, niin kuinka kaasussa silloin voi olla fononeita? 

Muokkaus:
Ilmeisesti Wikipedian kuvaus fononista on vajavainen, eli varmaan kaasussa on osittain samat mekanismit kuin kiteessäkin, perimmältään kaasussa kyse on työntövoimasta joka kohdistuu massallisiin hiukkasiin - ei "massattomiin" fotoneihin.

muokkaus2:
Löytyi Jeff Steinhauerin video aiheesta:
https://video.search.yahoo.com/search/video?fr=yfp-t-s&p=jeff+steinhauer#id=3&vid=fe8bb0afd657512888a16b96b549d57b&action=view

Menee kyllä yli ymmärryksen.

Äänen nopeus JS:n kokeessa olikin vain 1mm/sekunnissa! Mikä johtuu kylmyydestä ym. "Pieni" virhe kun alussa oletin että se on lentokoneen nopeus, siis virhe oli "vain" miljoonakertainen  :rolleyes:
« Viimeksi muokattu: 19-09-2016, 00:46:26 kirjoittanut mistral »

Poissa mistral

  • Rinnakkaisuniversumi
  • *****
  • Viestejä: 2135
Vs: Musta aukko ja sen muoto, tapahtumahorisontti
« Vastaus #137 : 20-09-2016, 20:39:24 »
Olisikohan väärinkäsitys kun sanotaan että JS:n kokeessa olisi tullut Hawkingin säteilyä. Jospa JS tarkoittaa että fononit vain vastaa Hawkingin säteilyä? Se on kyllä varmaan totta että ne kylmät atomit tai mitälienee, kaasua kuitenkin, niin niissä ilmenee pientä kvanttiheilahtelua ja näin moottorina toimii kvanttimaailma. Mutta fononi ei ole fotoni joten voidaanko silloin puhua säteilystä? Varsinkin tässä tapauksessa kun fononi etenee 1mm sekunnissa, fotoni taas 300 000 000 000mm sekunnissa.

Poissa mistral

  • Rinnakkaisuniversumi
  • *****
  • Viestejä: 2135
Vs: Musta aukko ja sen muoto, tapahtumahorisontti
« Vastaus #138 : 21-09-2016, 00:43:00 »
Lainaus täältä:

 http://www.nature.com/articles/nphys3863.epdf?referrer_access_token=RVR2FBZKFwLjC6ZUjO_fntRgN0jAjWel9jnR3ZoTv0NCXzqnWChN_xeBarCrCpSclZLb2F1Ccbtl91ELxPv9svmF6uLLgQaRxwznk8nD4IszWAOhzxiMvBNK01Vj9xmTk-gs5fW-pAaRWxSrUxtIndu4FTes-FINN9MaFA5x8wkAIzJunpWu6YqOl6iiZm-7&tracking_referrer=www.bbc.com

Observation of Hawking radiation

Figure 4a shows the measured correlation function between pairs of points (x, x') along the analog black hole. This correlation function is computed from an ensemble of 4600 repetitions of the experiment, requiring six days continuous measurement....

Kyllä sinänsä töitä on tehty mutta oikeaan mustaan aukkoon verrattuna ollaan hirmu kaukana siitä.

Esim oletus siitä että vakuumi saavuttaa valon nopeuden horisontissa, niin onko se fakta?

Poissa mistral

  • Rinnakkaisuniversumi
  • *****
  • Viestejä: 2135
Vs: Musta aukko ja sen muoto, tapahtumahorisontti
« Vastaus #139 : 24-09-2016, 01:39:23 »
Jos fononin käytöllä on haettu fotoni-analogiaa niin fotonillahan ei ole mitään antifotonia eli se ei ole niitä kvanttiflutuaatiossa syntyviä aine-antiainepareja joista Hawking-säteily syntyy. Fotoni syntyy yksin ilman mitään antiparia mutta fononit ilmeisti syntyvät pareittain, eli lämpökvantti siirtyy yhteen suuntaa ja vastaava lämmön pudotus samalla vastakkaiseen, mikä tehnee siitä simulaatioon soveliaan energiakvantin.

Käsittääkseni fotonilla on toinen fotoni parina vaikka niitä nimitetään virtuaalifotoneiksi. Kaksi tarvitaan vissiin siksi ettei rikota liikemäärän säilymislakia, eli kun vastakkaisiin suuntiin menee samanlaiset hiukkaset, on niiden yhteenlaskettu liikemäärä nolla.

Myös vaatimus valon nopeudesta karsii muut hiukkaset pois, jäljelle jää vain fotonit joiden pakonopeus riittää pakoon horisontin pinnasta.

Mutta en sitten tiedä onko nämä vakuumin virtuaalifotonit samoja kuin esim kestomagneetissa olevat välittäjähiukkaset, eikös kestomagneetin voima mene tiiviinkin materiaalin läpi. Kokeilin että meni 5mm paksun lehden läpi eli sähkömagneettisen vuorovaikutuksen välittäjähiukkanen läpäisi sen, tavallinen valo ei mene sen läpi. Eli jos kestomagneetin kenttä ulottuu jopa äärettömyyteen, matkustaa välittäjähiukkanen valon nopeudella pitkän matkan mutta vakuumin virtuaalifotoni on "eri laatuinen" koska sen matka katkeaa melkein heti alkuunsa.

Poissa ketarax

  • Rinnakkaisuniversumi
  • *****
  • Viestejä: 1570
    • Galleria
Vs: Musta aukko ja sen muoto, tapahtumahorisontti
« Vastaus #140 : 24-09-2016, 18:14:37 »
Jos horisontissa syntyvän hiukkasparin energia tulkitaan olevan mustan aukon energiaa ja osa siitä muuttuu foton(e)iksi ja pääsee pakenemaan niin silloin ajatus toimisi, mutta eikös se ole ihan tulkintajuttu onko rajan tyhjiöenergia nimeomaan m-a:n energiaa?

Tyhjiö on tyhjiötä.  Sen kihinästä syntyy virtuaalinen (hetkellinen) hiukkaspari, joka mustan aukon gravitaatiokentän energialla välttääkin "normaalin" katoamisensa.  Toisin sanoen siitä tulee -- aukon energialla -- oikea hiukkaspari.  Näistä toinen aukkoon ja toinen kaukaisuuteen, jolloin aukon massa on pienentynyt hiukkasen.


Lainaus
Ja miten ulkopuolelle syntynyt virtuaalihiukkanen muuttuisi fotoniksi, annihiloitumallako jonkun muun hiukkasen kuin oman parinsa kanssa?

Pitääkö sen muuttua fotoniksi?
jussi kantola / oulun arktos
CG-5 GOTO + KWIQ-guiding + SW80ED  // 10" dobson // canon eos 450d mod & 400d / ASI 120MM
http://astrobin.com/users/ketarax/
http://oulunarktos.fi/

Poissa mistral

  • Rinnakkaisuniversumi
  • *****
  • Viestejä: 2135
Vs: Musta aukko ja sen muoto, tapahtumahorisontti
« Vastaus #141 : 24-09-2016, 23:32:49 »
Tuolla magneettijutulla yritin sanoa kuinka arkisissa asioissa virtuaalifotoneja voi epäsuorasti havaita. Rupesin vielä tutkimaan mitä netti sanoo niistä ja ilmeisesti joudun perumaan puheitani, magneettikentän kaukovaikutus ehkä ei sittenkään perustu virtuaalifotoneihin. Ei se voi perustua tavallisiinkaan fotoneihin koska kestomagneetin pitäisi silloin "tyhjentyä" koska tavalliset fotonit kuluttaa energiaa. En sitten tiedä miten vuorovaikutus tapahtuu jos siinä ei ole virtuaali- tai tavallisia fotoneja, kaareutuuko siinä sähkömagneettinen avaruus vastaavalla tavalla kuin gravitaatiossakin?

Poissa mistral

  • Rinnakkaisuniversumi
  • *****
  • Viestejä: 2135
Vs: Musta aukko ja sen muoto, tapahtumahorisontti
« Vastaus #142 : 25-09-2016, 00:50:57 »
Tyhjiö on tyhjiötä.  Sen kihinästä syntyy virtuaalinen (hetkellinen) hiukkaspari, joka mustan aukon gravitaatiokentän energialla välttääkin "normaalin" katoamisensa.  Toisin sanoen siitä tulee -- aukon energialla -- oikea hiukkaspari.  Näistä toinen aukkoon ja toinen kaukaisuuteen, jolloin aukon massa on pienentynyt hiukkasen.

Ymmärrän kyllä mitä sanot mutta jos Hawkingin säteilyn edellytys on vakuumin putoaminen valon nopeudella horisontin läpi, niin silloin hiukkaset tulee ulkoa sisään eikä ole ma:n omaa tuotantoa. Eikö nyt ainoa keino pienentää ma:n massaa ole se että vangiksi jäänyt hiukkanen olisi massaenergialtaan negatiivinen? Jotain tällaista Jeff Steinhauer selittikin, olikohan se niin että kun fotonin aallonpituus horisontissa menisi nollaan, niin sen sisäpuolella taas alkaisi kasvaa, mutta miinusmerkkisenä, en tajunnut sitä alkuunkaan. Tässä aiempi linkki:
https://video.search.yahoo.com/search/video?fr=yfp-t-s&p=jeff+steinhauer#id=3&vid=fe8bb0afd657512888a16b96b549d57b&action=view

Hawkingin säteilyssä on toinenkin kummallisuus (ensimmäinen oli negatiivinen massaenergia), koordinaatisto on yhtä aikaa vakuumin sisäinen nollanopeus eli vakuumissa etenevät poreilut on lepokoordinaatistossa ja lähiympäristö on aika levollinen, vähän niin kuin koskenlaskija koskessa toteaa että samaa vauhtia mennään kuin vesikin tosin kuplia riittää  :azn:  Mutta toisaalta on koordinaatisto jonka suhteen vakuumi syöksyy valon nopeudella ja vedotaan tähän koordinaatistoon jotta H-säteily on mahdollista.
Eli lepokoordinaatisto ei kelpaa yksinään. Jos se riittäisi, palautuisivat virtuaalihiukkaset ihan samalla lailla vakuumiin kuin ovat sieltä ponnahtaneet esiin - riippumatta siitä, ollaanko vapaassa avaruudessa tai horisontin pinnassa.



[/quote]

Poissa Eusa

  • Eksoplaneetta
  • ***
  • Viestejä: 176
Vs: Musta aukko ja sen muoto, tapahtumahorisontti
« Vastaus #143 : 25-09-2016, 04:56:05 »
Tyhjön syöksymisen nopeus on ristiriitainen käsite, koska ei ole olemassa mitään vertailukoordinaatistoa.

Voidaan ajatella, että massan aiheuttama tyhjövaje täyttyy kausaalisesti eli jos tyhjön syöksyminen olisi havaittavissa suoraan, sen nopeus olisi valonnopeus c aina, määritelmällisesti. Tyhjöenergian gradientti, eli paljonko tyhjöenergiaa siirtyy poikkipinta-alaa kohti, olisi määriteltävissä suoraan tapahtumajatkumon eli avaruusajan kaarevuuden mukaan.

Tyhjöenergiagravitaation ja -inertian mallissa massakappaleet tarvitsevat massan määräämällä teholla tyhjöenergiaa. Säteittäisesti syöksyvän tyhjöenergian gravitaatiokentässä tuo tarkoittaa, että tyhjöenergiaa on saatavissa tiheimmin gravitaatiosuunnan puolella ja kappale tyhjöenergiaa ottaessaan siirtyy kiihtyen siihen suuntaan.

Poissa mistral

  • Rinnakkaisuniversumi
  • *****
  • Viestejä: 2135
Vs: Musta aukko ja sen muoto, tapahtumahorisontti
« Vastaus #144 : 25-09-2016, 20:15:23 »
Tyhjön syöksymisen nopeus on ristiriitainen käsite, koska ei ole olemassa mitään vertailukoordinaatistoa.


Vertailukoordinaatistona olisi vain avaruuden kaarevuus. Steinhauerin analogia valon nopeuden ja äänen nopeuden välillä tarkoittaa että vakuumilla on horisontissa valon nopeus. Miksi näin, en tiedä.

Ja eikös vakuumin nopeuden olettaminen joksikin, merkitse myös eetterin olemassaolon olettamista?

Poissa Eusa

  • Eksoplaneetta
  • ***
  • Viestejä: 176
Vs: Musta aukko ja sen muoto, tapahtumahorisontti
« Vastaus #145 : 26-09-2016, 00:16:12 »
Vertailukoordinaatistona olisi vain avaruuden kaarevuus. Steinhauerin analogia valon nopeuden ja äänen nopeuden välillä tarkoittaa että vakuumilla on horisontissa valon nopeus. Miksi näin, en tiedä.

Ja eikös vakuumin nopeuden olettaminen joksikin, merkitse myös eetterin olemassaolon olettamista?
Kyllä - kaikissa muissa tapauksissa paitsi, jos tyhjö oletetaan kaikkialla valonnopeuteen c. Eri nopeuksilla toisiinsa suhtautuvat kappaleet olisivat kuitenkin suhteessa tyhjöön kuitenkin kaikki samassa nopeudessa. Tuollainen tyhjö ei itse kokisi aikaa, Diracin ajattomuus, josta ne magneettiset monopolinsakin voisivat löytyä...

Poissa Eusa

  • Eksoplaneetta
  • ***
  • Viestejä: 176
Vs: Musta aukko ja sen muoto, tapahtumahorisontti
« Vastaus #146 : 26-09-2016, 11:10:30 »
Hawkingin ratkaisussa mustan aukon gravitaatiokenttä fluktuoi niin, että hiukkaspari saa varastettua energiaa muodostuakseen. Aukko siis pienee tuossa vaiheessa. Kun hiukkaspari annihiloituu, toinen säteilysuunta on aukkoon ja toinen aukosta ulos. Tuossa vaiheessa aukko taas suurenee säteilykvantin verran, mutta koska toinen säteilykvantti karkasi, Hawkingin säteilyn vaikutuksesta aukko jäi hieman pienemmäksi kuin ennen sitä.

Harmittaa, kun fysiikan viralliset ulostulot ovat niin kryptisiä, ettei teille harrastajille useinkaan muodostu järkevää käsitystä tapahtumien kulusta.  :angry:

Poissa Eusa

  • Eksoplaneetta
  • ***
  • Viestejä: 176
Vs: Musta aukko ja sen muoto, tapahtumahorisontti
« Vastaus #147 : 26-09-2016, 13:08:01 »
"gravitaatiokenttä fluktuoi"? Eikös sen tee vakuumi, ei siihen tavallisesti mainita tarvittavaan gravitaatiokentältä energiaa.
Halusin korostaa, että energia nimeomaan otetaan keskusmassasta. Konsensusilmaisu lienee "tapahtumahorisontin epätarkkuus sallii tyhjöfluktuaation tapahtua mustan aukon energialla kuten tunnelointi yleisesti kvanttimekaniikassa".

Tuo käsitys on tosin vanhentunut. Tällä hetkellä moni tutkija ajattelee, että jyrkkä kaarevuus sinänsä riittää Hawkingin säteilyn ilmiöön ja onpa tutkimuksia, joissa todetaan, että loogisella tilastotarkastelulla mekanismi on tähden romahtaessa niin laajaa ja tehokasta, ettei tapahtumahorisonttia koskaan muodostu.

Poissa Eusa

  • Eksoplaneetta
  • ***
  • Viestejä: 176
Vs: Musta aukko ja sen muoto, tapahtumahorisontti
« Vastaus #148 : 26-09-2016, 17:54:20 »
Ok, tämä selvensi asiaa himan, mutta ei selitä vielä miksi tuo epätarkkuus olisi tilastollisesti siten vinoutunut että vastaavassa määrin aukon ulkopuolisen energian fluktuoimista hiukkaspareista ei voisi toinen jäädä aukon loukkuun ja toinen paeta. Eikös epätarkkuuden puitteissa 'sama' horisontilla oleva piste voi välillä ottaa ma:n energiaa välillä ulkopuolisen vakuumin, tasapuolisesti..?
Selvästi aukon ulkopuoliset tapahtumat eivät liity Hawkingin säteilyyn mitenkään. Sieltähän syöksyy kaikenlaista. Lähdetään siitä, että ulkopuolista energiaa ei vaikuta aiheeseen - silloin aukko haihtuu pikku hiljaa kiihtyen.

Vihillä olet siinä, että ihan massakeskittymän omasta energiasta fluktuoituu tilastollisesti niin paljon Hawkingin säteilyä, että tähden romahtaminen mustaksi aukoksi riittävän nopeasti on kyseenalaista. Nyttemmin ajatellaan, että alkuperäisessä vain tapahtumahorisontin tuntumaan keskittyvässä mallissa on juurikin "tilastollista vinoutumaa" ihan muodostuvan aukon itsensä energiaympäristössä.

Poissa mistral

  • Rinnakkaisuniversumi
  • *****
  • Viestejä: 2135
Vs: Musta aukko ja sen muoto, tapahtumahorisontti
« Vastaus #149 : 26-09-2016, 20:43:23 »
Halusin korostaa, että energia nimeomaan otetaan keskusmassasta. Konsensusilmaisu lienee "tapahtumahorisontin epätarkkuus sallii tyhjöfluktuaation tapahtua mustan aukon energialla kuten tunnelointi yleisesti kvanttimekaniikassa".


Jos tunnelointi tuottaa poreilua horisontin ulkopuolelle niin sitten se selittäisi yhden asian. On kuitenkin toinen asia mikä ei selviä, itse Hawkingin mekanismi. Käsittääkseni vakuumissa poreileva hiukkaspari elää vain Planckin ajan. Wikin lainaus:
 "Planckin aika on ajan luonnollinen yksikkö, jota merkitään tP. Se on nimetty Max Planckin mukaan. Planckin aika on se ajanjakso, joka valon nopeudella kulkevalta fotonilta kuluu Planckin pituuden mittaiseen matkaan,[1] ja sen suuruus on...."
Ja Planckin pituus on:
"10−35 metriä ja on yksi Planckin yksiköistä. Planckin pituus voidaan laskea käyttämällä kolmea luonnonvakiota: valonnopeutta, Planckin vakiota ja gravitaatiovakiota"

Tosi pienestä ajasta ja pituudesta puhutaan. Kysymys kuuluu, mikä ero on hiukkasparin poreella horisontin ulkopuolella verrattuna siihen että sama tapahtuu horisontin pinnassa? Eli kuinka tilanne eroaa siinä mielessä etteivät virtuaalihiukkaset pääsekään palaamaan yhteen?