Vapaata ihmettelyä

Aloittaja Untamo, 15.03.2010, 19:20:56

« edellinen - seuraava »

jussi_k_kojootti

Lainaus käyttäjältä: Lauri Kangas - 27.03.2010, 22:38:18
Olipa hyvin tiivistetty. Tuutko tekemään mun puolesta muutaman pääaineesta puuttuvan tentin. ;)

Ottaisit turhan riskin, sillä minulta puuttuu sivuaineesta (matematiikka) niinikään muutama tentti! :D

Nyt jo 12:tta vuotta :-(
jussi kantola / oulun arktos
CG-5 GOTO + KWIQ-guiding + SW80ED  // 10" dobson // canon eos 450d mod & 400d / ASI 120MM
http://astrobin.com/users/jussi_k_kojootti/
http://oulunarktos.fi/

vesa k

yes näin on.
lopetetaan pohdiskelu fotoneista. Ainakin minä sain hyvän opetuksen / tiedon niistä.
Mitenkä gravitoni: se on olemassa kun on massaa lähellä.
Se välittää massan suuruuden, joten sillä täytyy olla ominaisuus kuten varaus, spin, liike tai jokin meidän tuntematon ominaisuus.
Tai useat nämä ominaisuudet.
Se muuttuu massojen liikkuessa; se on dynaaminen.
Sen arvo on sidonnainen etäisyyteen ja massaan.
Se on kaikkialla
Onko paikkaa, jossa ei ole gravitaatuo kenttää?
vesa_k
"Logic will get you from A to B. Imagination will take you everywhere" Albert Einstein

Nurinniska Observatory

Lainaus käyttäjältä: ketarax - 28.03.2010, 01:03:09
Ottaisit turhan riskin, sillä minulta puuttuu sivuaineesta (matematiikka) niinikään muutama tentti! :D

Nyt jo 12:tta vuotta :-(

Tehdään diili: tee sinä mulle gradu teoreettiselle fysiikalle niin minä teen matikantenttisi  :afro:

Tero Hirvikoski, pääobservaattori
Nurinniskan observatorio
Verttuu, Kankaanpää
http://www.astrobin.com/users/Nurinniska/

jussi_k_kojootti

#93
Lainaus käyttäjältä: vesa k - 28.03.2010, 01:45:58
Mitenkä gravitoni: se on olemassa kun on massaa lähellä.
Se välittää massan suuruuden, joten sillä täytyy olla ominaisuus kuten varaus, spin, liike tai jokin meidän tuntematon ominaisuus.

Gravitoni on siis toistaiseksi hypoteettinen, teorian ennustama hiukkanen.  Bosoni kuten fotonikin, spin 2, massaton.  Wikipediasta opin juuri että havaitseminen on viheliäistä:  neutronitähteä lähellä kiertävä Jupiterin massainen ja 100% kvanttitehokkuudella toimiva gravitoni-antenni voisi havaita yhden gravitonin 10:ssä vuodessa.  Tämäkin yksittäinen havainto hukkuisi neutriinojen taustakohinaan -- ja kilpi, joka tarvittaisiin blokkaamaan neutriinot romahtaisi omasta massastaan mustaksi aukoksi.

Kosmista ujoutta .... epäsuora havainnointi (painovoima-aaltojen, ja hyvän matematiikan avulla) on mahdollisempaa.  Mutta toistaiseksi painovoima-aallot odottavat havaitsijaansa havaitsijat odottavat painovoima-aaltojaan  :grin:.

Lainaa
Onko paikkaa, jossa ei ole gravitaatuo kenttää?

Sekä Newtonin teoriassa että yleisessä suhteellisuusteoriassa painovoiman kantama on ääretön, eli teoriassa ei ole.  Käytännössä lienee kuitenkin paikkoja joissa kentän voimakkuus on niin pieni, ettei sitä pystyttäisi mittamaan.

Huom, teorioissa kantama on ääretön, mutta todellisuudessa näin ei *välttämättä* ole.
jussi kantola / oulun arktos
CG-5 GOTO + KWIQ-guiding + SW80ED  // 10" dobson // canon eos 450d mod & 400d / ASI 120MM
http://astrobin.com/users/jussi_k_kojootti/
http://oulunarktos.fi/

vanhakauko

Lainaus käyttäjältä: RJ - 27.03.2010, 15:59:58
Tämä kysymys liittyy siihen, miten painovoima käyttäytyi hyvin varhaisessa maailmankaikkeudessa. Homman selvittämiseen tarvitaan gravitaation ja kvanttifysiikan yhteispeliä, joka on nykyisin vielä selvittämätön ongelma. Näyttää siltä, että geometria ja mikrotason kvanttifysiikka liittyvät toisiinsa hyvinkin läheisesti, josta esimerkkinä säieteoria. ...

...Gravitoni ilmaantuu yhtälöihin kun yritetään (ja toistaiseksi vielä epäonnistutaan) kvantittaa yleinen suhteellisuusteoria. Jos gravitaatio on mallinnettavissa kvanttikenttäteorialla, gravitonia tarvitaan selittämään painovoiman mikroskooppinen luonne. Tähän mikrokuvaukseen voi liittyä myös geometrinen puoli, kuten säieteoria vihjaa.

Maallikkona utelen miksi suhteellisuusteorian ja kvanttifysiikan yhdistäminen mättää? Tähdet ja avaruuslehden 1/2005 artikkelissa esitettiin muistaakseni, että matematiikkaa pitäisi kehittää edelleen.  Artikkelissa esitettiin myös epäily, ettei kyseinen säieteoria tule koskaan kertomaan maailmankaikkeudesta yhtään mitään.
Miten on?  Onko säieteoria vain kosmologien ja fyysikoiden muotihitti jota tarjotaan suurelle yleisölle ja eri maiden yliopistojen toiminnan rahoittajille?  Säikeitä, ulottuvuuksia, muita kosmoksia ja braaneja hetkuilee pyörryttäen joidenkin tiedemiesten selityksissä kuin Linnanmäen härvelit pikkulapsen ensikäynnillä.  Mutta onko säieteorialla ennustettu vielä mitään konkreettista? Vasta silloinhan se olisi teoria.

mistral

#95
Lainaus käyttäjältä: ketarax - 27.03.2010, 23:44:16
Olen kysynyt tätä APODin foorumilla (mun kysymys n. sivun puolivälissä, nimimerkki sama), ja sain vastaukseksi että gravitaatiopunasiirtymällä on merkitystä lähinnä vain aivan mustien aukkojen (ja neutronitähtien) pinnan läheisyydestä lähteneitä fotoneita koskien -- eli (käsittääkseni) että painovoimagradientin jyrkkyys olisi ratkaiseva.  En täysin ymmärrä tätä (vaikka paremman tiedon puutteessa olen valmis uskomaan Petersonin vastauksen; neuferin näkökulma ei tällä-kään kertaa oikein aukene minulle :)).  Andromedan galaksin, tai jo pelkästään sen ydinalueen, massa on >> minkään yksittäisen (tunnetun) mustan aukon massa.  Eli vaikka painovoimagradientti ei olisikaan kovin jyrkkä, niin joka tapauksessa fotonin on kivuttava kaivosta pois (ja vastaavasti tiputtava Linnunradan kaivoon).  

Mietiskelin näitä asioita ja tuli vaan sellainen mutu tuntuma, että gravitaatiokaivon syvyys ratkaisee. Jos olen oikein ymmärtänyt niin esim kivitalon massa riittäisi mustan aukon massaksi, jos se vaan saadaan ensin niin pieneen pakettiin. Jos nyt verrataan Andromedan massaa kivitaloon, niin intuitiivisesti on vaikea ymmärtää kuinka kivitalo voisi saada aikaan syvemmän kaivon kuin Andromeda. Kuitenkin näin ymmärtäisin, en ole kyllä varma...

muokkaus: Andromedan kaivolla tarkoitan galaksin yleistä syvyyttä, en siinä olevien mustien aukkojen syvyyttä.

RJ

Lainaus käyttäjältä: vanhakauko - 28.03.2010, 13:06:39
Maallikkona utelen miksi suhteellisuusteorian ja kvanttifysiikan yhdistäminen mättää? Tähdet ja avaruuslehden 1/2005 artikkelissa esitettiin muistaakseni, että matematiikkaa pitäisi kehittää edelleen.  Artikkelissa esitettiin myös epäily, ettei kyseinen säieteoria tule koskaan kertomaan maailmankaikkeudesta yhtään mitään.
Miten on?  Onko säieteoria vain kosmologien ja fyysikoiden muotihitti jota tarjotaan suurelle yleisölle ja eri maiden yliopistojen toiminnan rahoittajille?  Säikeitä, ulottuvuuksia, muita kosmoksia ja braaneja hetkuilee pyörryttäen joidenkin tiedemiesten selityksissä kuin Linnanmäen härvelit pikkulapsen ensikäynnillä.  Mutta onko säieteorialla ennustettu vielä mitään konkreettista? Vasta silloinhan se olisi teoria.

Yksi lähtökohtaisista ongelmista kvanttigravitaatiossa on ns. renormalisointi. Tämä on menetelmä, jolla hiukkasfysiikan kvanttikenttäteorioissa päästään eroon ongelmallisista äärettömyyksistä. Gravitaation tapauksessa tämä ei toimi, eikä tällaisella "teorialla" voi ennustaa mitään. Ongelman ratkaisemiseksi tarvitaan jokin hyvin fundamentaali uudistus, joista säieteoria on yksi mahdollinen.

Kritiikkiä säieteoria on saanut paljon osakseen, ja varmasti osittain ihan syystäkin. Mutta totta on myös ettei muutkaan kvanttigravitaation mallit ole sen paremmassa jamassa. Itse näen asian laajemmin niin, että meillä on tässä esimerkki siitä, ettei fysiikka voi koskaan olla puhtaan teoreettista. Luonnontiede on nimenomaan empiiristä, ja havainnot ohjaavat teorian rakennusta. Jo vuosikymmeniä on ollut tilanne, että mitään täysin selittämättömiä havaintoja ei ole fysiikassa ollut. Kaikki suoraan havaittavissa olevat ilmiöt osataan selittää nykyisillä malleilla. Vielä selittämättömät ongelmat liittyvät hyvin äärimmäisiin ja eksoottisiin ilmiöihin (kts. List of unsolved problems in physics). Nämä eivät anna teoreetikoille riittävästi vihjeitä mihin suuntaa pitäisi mennä. Tämän vuoksi fysiikan eturintaman teoriapuoli on mennyt hyvinkin matemaattiseksi. Toivottavasti LHC ja Planck tuovat uusia tuulia.

jussi_k_kojootti

Lainaus käyttäjältä: mistral - 28.03.2010, 14:34:13
Mietiskelin näitä asioita ja tuli vaan sellainen mutu tuntuma, että gravitaatiokaivon syvyys ratkaisee.
muokkaus: Andromedan kaivolla tarkoitan galaksin yleistä syvyyttä, en siinä olevien mustien aukkojen syvyyttä.

Jep.  Otan aikalisän ja mietin asian ja kysymykseni mielekkyyden uusiksi, 'painovoimakaivo' ei oikeastaan ole täsmällinen fysikaalinen käsite, vaan pikemminkin havainnollistava analogia, ja olen saattanut harhauttaa itseäni lähestymällä asiaa painovoimakaivot mielessäni.
jussi kantola / oulun arktos
CG-5 GOTO + KWIQ-guiding + SW80ED  // 10" dobson // canon eos 450d mod & 400d / ASI 120MM
http://astrobin.com/users/jussi_k_kojootti/
http://oulunarktos.fi/

vesa k

Hei
Jos löydämme gravitonin, niin pystymmekö myös havaitsemaan pimeän aineen?
TA:n jutun mukaan pimeä aine hidastaa avaruuden laajentumista eli vaikuttaako se gravitaation avulla läheisiin galakseihin?
Mitä tekemistä gravitonilla on Higgsin hiukkasen kanssa?
vesa_k
"Logic will get you from A to B. Imagination will take you everywhere" Albert Einstein

vanhakauko

Lainaus käyttäjältä: RJ - 28.03.2010, 15:51:10
Yksi lähtökohtaisista ongelmista kvanttigravitaatiossa on ns. renormalisointi. Tämä on menetelmä, jolla hiukkasfysiikan kvanttikenttäteorioissa päästään eroon ongelmallisista äärettömyyksistä. Gravitaation tapauksessa tämä ei toimi, eikä tällaisella "teorialla" voi ennustaa mitään. Ongelman ratkaisemiseksi tarvitaan jokin hyvin fundamentaali uudistus, joista säieteoria on yksi mahdollinen.

Kritiikkiä säieteoria on saanut paljon osakseen, ja varmasti osittain ihan syystäkin. Mutta totta on myös ettei muutkaan kvanttigravitaation mallit ole sen paremmassa jamassa. Itse näen asian laajemmin niin, että meillä on tässä esimerkki siitä, ettei fysiikka voi koskaan olla puhtaan teoreettista. Luonnontiede on nimenomaan empiiristä, ja havainnot ohjaavat teorian rakennusta. Jo vuosikymmeniä on ollut tilanne, että mitään täysin selittämättömiä havaintoja ei ole fysiikassa ollut. Kaikki suoraan havaittavissa olevat ilmiöt osataan selittää nykyisillä malleilla. Vielä selittämättömät ongelmat liittyvät hyvin äärimmäisiin ja eksoottisiin ilmiöihin (kts. List of unsolved problems in physics). Nämä eivät anna teoreetikoille riittävästi vihjeitä mihin suuntaa pitäisi mennä. Tämän vuoksi fysiikan eturintaman teoriapuoli on mennyt hyvinkin matemaattiseksi. Toivottavasti LHC ja Planck tuovat uusia tuulia.

Siis onko täällä hetkellä tilanne sellainen, että fyysikot ovat "ihan pihalla"? Tietysti minä olen utelias nykyletkauksen mukaisesti "kaikki mulle heti ja nyt" eli tahdon tietää kaiken tänään.
Mut mites tämä "Jo vuosikymmeniä on ollut tilanne, että mitään täysin selittämättömiä havaintoja ei ole fysiikassa ollut." ?? Eikös kymmenisen vuotta sitten ilmoitettu Hakaniementorin perunanmyyjillekin, että neljä prosenttia maailmankaikkeudesta on näkyvää ja muu ns. pimeää energiaa ja materiaa.
Jos liikeyritys haetaan konkurssiin ja pesänselvittäjät ilmoittavat käräjäoikeudessa firman omaisuudeksi neljä miljoonaa euroa ja myöhemmin selviääkin omaisuutta olevan piilossa 96 miljoonaa euroa, niin vankeustuomionhan pesänselvittäjät ja firman kirjanpitäjät ja toimitusjohtaja saavat.
Eikö fyysikoita ja kosmolegejakin pitäisi nyt moittia: "Ette ole palkkaanne ansainneet.  Tehkää tuloksia vaikka malliin "jokin hyvin fundamentaali uudistus.""

RJ

Lainaus käyttäjältä: vanhakauko - 29.03.2010, 17:02:22
Siis onko täällä hetkellä tilanne sellainen, että fyysikot ovat "ihan pihalla"? Tietysti minä olen utelias nykyletkauksen mukaisesti "kaikki mulle heti ja nyt" eli tahdon tietää kaiken tänään.
Mut mites tämä "Jo vuosikymmeniä on ollut tilanne, että mitään täysin selittämättömiä havaintoja ei ole fysiikassa ollut." ?? Eikös kymmenisen vuotta sitten ilmoitettu Hakaniementorin perunanmyyjillekin, että neljä prosenttia maailmankaikkeudesta on näkyvää ja muu ns. pimeää energiaa ja materiaa.
Jos liikeyritys haetaan konkurssiin ja pesänselvittäjät ilmoittavat käräjäoikeudessa firman omaisuudeksi neljä miljoonaa euroa ja myöhemmin selviääkin omaisuutta olevan piilossa 96 miljoonaa euroa, niin vankeustuomionhan pesänselvittäjät ja firman kirjanpitäjät ja toimitusjohtaja saavat.
Eikö fyysikoita ja kosmolegejakin pitäisi nyt moittia: "Ette ole palkkaanne ansainneet.  Tehkää tuloksia vaikka malliin "jokin hyvin fundamentaali uudistus.""

Pimeä aine on parhaimpia kandidaatteja avaamaan uuden luvun luonnon perusrakenteen ymmärtämisessä. Tämä siksi, koska pimeä aineen hiukkasia on ehkäpä mahdollista jo tuottaa LHC:llä (sitten nähdään kun kokeillaan). Siinä meillä olisi käsillä jotain ihan uutta, joka ei kuulu nykyiseen standardimalliin. Pimeä energia puolestaan on paljon ongelmallisempi pelikenttä. Vielä ei ole varmuutta onko kyseessä havaintoefekti vai todellinen maailmankaikkeuden kiihtyvä laajeneminen.

Pioneer-anomalia on myös yksi mahdollinen portti uuteen fysiikkaan, ja se voidaan suoraan mitata aurinkokunnassa. Viimeisin ratkaistu suuri perusfysiikan selittämätön havainto oli Auringon puuttuvat neutriinot, joka ratkesi 2000-luvun alussa.

Ehkä tieteilijät eivät ole nykyään riittävän luovia uusien ideoiden tuomisessa peliin, tai sitten kaikki yksinkertainen on jo selitetty. Tiedä häntä. Ei matematiikka huono vaihtoehto ole, mutta lopulta havainnot kuitenkin ratkaisevat (kts. vaikka Muusat ja seireenit).

jussi_k_kojootti

Lainaus käyttäjältä: vanhakauko - 29.03.2010, 17:02:22
Siis onko täällä hetkellä tilanne sellainen, että fyysikot ovat "ihan pihalla"?

Yleisesti ottaen, ei lainkaan näin.  Eihän esim. 2000-luvun taitteessa vakavasti varteenotettavaksi noussut epäily pimeän energian olemassaolosta ole saanut tuntemallamme fysiikalla tehtyjä laitteita -- kuten satellitteja -- jotenkin toimimattomaksi?

Itseäni välillä ärsyttää, ettei vuosiin ole tullut (populaari-)tiedejulkaisua,  jossa ei vähintään uutisia-palstalla "vouhotettaisi" pimeästä aineesta/energiasta -- ja siitä kuinka valtavan osan maailmankaikkeudesta ne muodostavat -- mutta unohdetaan tuoda selvästi esiin että itseasiassa ne muodostavat suuren osan vain *tuntemattomasta* maailmankaikkeudesta.   Lukijoiden kiinnostuksesta kilpailtaessa tuntuu hyvin herkästi hämärtyvän se tosiasia, että *tunnettu* maailmankaikkeus on tarkemmin ja paremmin tunnettu kuin koskaan aikaisemmin ihmisen historiassa.  Näin on päivästä toiseen -- tiede kehittyy koko ajan.

Pimeä aina ja pimeä energia -- sekä niiden ottaminen vakavasti -- saattavat olla niitä kauan kaivattuja avainongelmia, joilla jo sata vuotta konseptuaalisesti paikallaan polkenut fysiikka kenties saadaan nytkähtämään eteenpäin.   En tiedä ollaanko yhtä merkittävässä tilanteessa kuin 1800-luvun lopulla, jolloin ajateltiin fysiikan olevan käytännöllisesti katsoen loppuun tutkittu ja "valmis" tieteenhaara --  pari pikku juttua,  kuten mustan kappaleen säteily vielä vain ....  mutta mihinkäs ne pari pikku juttua sitten johtikaan.

Kumpaakin "pimeyttä" koskee kuitenkin sekin vaihtoehto, että loppupeleissä osoittautuu kyseessä olevan jo pitkään tunnetut luonnon osatekijät.    Pimeä aine esimerkiksi saattaa olla (suurelta osin) neutriinoita ja "tavallisia" mutta himmeitä tähtiä.  "Pimeä energia" saattaa olla ensimmäinen havainto tyhjiöenergiasta, josta on teoretisoitu jo ainakin 30 vuotta.  

Lainaa
Eikö fyysikoita ja kosmolegejakin pitäisi nyt moittia: "Ette ole palkkaanne ansainneet.  Tehkää tuloksia vaikka malliin "jokin hyvin fundamentaali uudistus.""

Ei todellakaan -- he nimenomaan ovat ansainneet palkkansa, koska eivät ole suin päin kirmanneet kiljumaan että "pimeä aine -- no sehän on neutriinoita".  Ajatus  "fundamentaalisesta uudistuksesta" joka vetäistään jonkun taikurin hatusta "tulosta tekemään" ei ole oikeastaan millään tasolla mielekäs -- tiede ei vaan toimi niin.   Tutkijat kartuttavat havaintoja, kehittävät teorioita ja ennen kaikkea pitävät ovet ja mielensä avoinna kaikkiin suuntiin kunnes varmistuu (siinä mielessä kuin tieteessä asiat ylipäätään ovat "varmoja", pysyviä tai ehdottomia) että jokin/jotkin vaihtoehdot ovat parempia kuin toiset.

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

Kaizu

#102
Eräs juuri Tuorlassa kuultu esitys totesi pimeästä aineesta että tämän päivän tiedon mukaan tunnetut ehdokkaat, neutriinot, ruskeat kääpiöt, mustat aukot etc. voisivat selittää korkeintaan muutaman prosentin pimeästä massasta. Toisin sanoen jos mainittuja ehdokkaita olisi riittävästi, ne olisi myös havaittu.
Mielenkiintoista nähdä, tuottaako LHC varteenotettavia ehdokkaita. Pimeä energia on sitten jo täysi mysteeri. Viimeiset havainnot viittaavat siihen että kiihtyvä laajeneminen on todellista eikä mikään havaintojen virhetulkinta.

Kaizu
Kai Forssen

jussi_k_kojootti

Lainaus käyttäjältä: RJ - 29.03.2010, 20:36:20
Ehkä tieteilijät eivät ole nykyään riittävän luovia uusien ideoiden tuomisessa peliin, tai sitten kaikki yksinkertainen on jo selitetty. Tiedä häntä. Ei matematiikka huono vaihtoehto ole, mutta lopulta havainnot kuitenkin ratkaisevat (kts. vaikka Muusat ja seireenit).

Yksi "ongelma" on myös se, että kvanttiteoriat ja yleinen suhteellisuusteoria on varmennettu (korroboroitu) niin moneen kertaan ja monenlaisissa ilmiöissä, että hyvälläkin uudella lähestymistavalla on edessä vuosien jos ei vuosikymmenien hiominen ennen kuin sen rypyt on saatu siliämään niin, että se "kelpaa" em. teorioiden korvaajaksi -- tai edes täydennykseksi.  Voisin kuvitella että "tulevaisuuden fysiikkaa" jää/on jo jäänyt pöytälaatikoihin lojumaan, kun tällainen haaste on tuntunut ylivoimaiselta.

Mutta jos ilmiö on riittävän merkittävä, niin se kyllä tekee itsensä tiettäväksi ristiriitaisten havaintojen muodossa niin, ettei tätä vanhojen teorioiden korvaamisen (tai täydentämisen) ongelmaa voi pitää fundamentaalisena (eli se ei voi olla asia joka *estää* teorioiden kehittymisen).  Viittaan kvanttifysiikan syntyyn.
jussi kantola / oulun arktos
CG-5 GOTO + KWIQ-guiding + SW80ED  // 10" dobson // canon eos 450d mod & 400d / ASI 120MM
http://astrobin.com/users/jussi_k_kojootti/
http://oulunarktos.fi/

Kaizu

Teorian kanssa ristiriitainen havainto kaataa teorian, tai anakin muuttaa sitä. Monimutkaisen rakennelman kyseessä ollessa kiusaus lakaista ristiriitainen havaintotulos maton alle, on aika suuri. QED ja GR ovat toistaiseksi ennustaneet oikein joten mahdollisen yhtenästeorian on jossain muodossa sisällettävä kummatkin. Uuden teorian varmentaminen on pitkä prosessi koska ristiriitaisen havaintotuloksen odotteluun voi kulua pitkäkin aika, vaikkapa 100 vuotta. Onhan kahden edellämainitun teorian varmentaminen yhä kesken, jatkuvasti etsitään rakempia olosuhteita joissa niitä testataan.
Uusia teorioita on esitetty jo useita, useimmat ovat kaatuneet jo alkumetreillä. Joitain on työn alla mutta vielä niin kesken että ne eivät ennusta yhtään mitään.

Kaizu
Kai Forssen