TA 8/2008 ja voimista

[jaava]

Tähdet ja avaruus 8/2008 on aivan poikkeuksellisen hyvä ja useita mielenkiintoisia artikkeleita sekä mahtavia kuvia.

Professori Mauri Valtosen erinomainen painovoima-artikkeli selkiytti kuvaa aiheesta, mutta sai ajatuksen toisaalta askartelemaan edemmäs, uusiin kysymyksiin (tai vanhoja nämä ovat, mutta kaipaavat kipeästi selityksiä).

Me tiedämme kolmen perusvoiman syvällisestä vaikutusmekanismista (mielestäni) hieman enemmän kuin painovoimasta ja massan hitaudesta. Kvanttimekaniikassa sähkö-, vahvaa- ja heikkoa ydinvoimaa välittää fotonit, gluonit, välibosonit (W sekä Z). Muun muassa elektroni pysyy ytimen ympäri kiertävällä radalla koska se vaihtaa fotoneita ytimen protonin kanssa. Siis ei ole kysymys mistään mystisestä kentästä joka vangitsee elektronin, vaan ihan selkeästä fotonivirrasta (kumpaankin suuntaan) protonin ja elektronin välillä. Vaikutus on siis kvantittunut. Aivan sama ilmiö on ytimen osasten välillä. Välittäjähiukkasen ollessa gluoni vahvalla ydinvoimalla ja välibosonit heikolla. Ne pysyvät koossa koska vaihtavat välittäjähiukkasia tiheään tahtiin. Niiden välinen koossapitävä voima on siis myös kvantittunut, voimavaikutuksen kokonaismäärän ollessa verrannollinen vaihdettujen välittäjähiukkasten määrään per aikayksikkö.

Sitä, miten välittäjähiukkasten vaihto muodostaa voiman ei tiedetä (minun tietääkseni). Mitä tapahtuu kun elektronista lähtee fotoni ytimen protoniin tai päinvastoin. Kuinka siitä syntyy voimavaikutus.

Mistä sitten syntyy gravitaatio/painovoima tai massan hitaus. Avaruuden kaarevuus on selityksenä tietysti yksi mahdollisuus "pimittää" perimmäinen syy; eihän se vastaa kysymykseen miten jokin painovoimaa tunteva kappale saa tietoonsa painovoiman. Miten painovoima välittyy. Onko olemassa jokin meille tuntematon eetteri, tai säikeistö, jota lukemalla massa ymmärtää reagoida gravitaation edellyttämällä tavalla.

Mitään kvanttigravitaatiota ei ole kyetty toistaiseksi mallintamaan tai gravitonia, joka vetovoimaa välittäisi, havaitsemaan.

Entäs sitten massan hitaus. Mistä massa ymmärtää olla hidas?

JV

PS. Kun fotoni lähtee liikkeelle, sen lepomassa on 0. Lähestyessään valon nopeutta, sille tulee kuitenkin massa joka vaikuttaa painovoiman kanssa, josta helposti pääsee siihen ajatukseen että fotonilla on silloin myös massan hitautta. Kuinka nopeasti fotoni saavuttaa valon nopeuden?

[Kaizu]

Newtonin taivaanmekaniikassa gravitaatio on voima, joka tarvitsee välittäjän kertomaan kappaleille että heihin vaikuttaa jokin voima.
Suhteellisuusteoriassa asia kierrettiin kertomalla että gravitaatio on avaruuden geometrinen ominaisuus, siis ei voima, ja ei tarvitse välittäjiä.
Toinen juttu sitten on miten avaruus kertoo kikkareille sopivan liikesuunnan, samoin kuin miten avaruuden geometria liitetään kvanttimekaniikkaan.

Kaizu

[mistral]

             Minuakin on mietityttänyt tämä välittäjähiukkasten ihmeellinen kyky saada jotkut hiukkaset vetämään toisiaan puoleensa.
Sama asia ilmenee esim. kahden magneetin välillä. En vain ole koskaan kuullut selitystä tälle asialle. Ehkä luonto ei tässä kysymyksessä
ole yksinkertainen, vaan jekuttaa meitä ihmisiä. Mutta varmaa on se, että jonkun horisontin takana vastaus löytyy.