DANIEL ASSA
Israel. Givatayim, 90 Shenkin St. 5330801
Email: AssaDany@Gmail.com Blog: DanielAssa.com Cell. 972-52-6553999
Israel. Givatayim: September 26, 2023
היקום: פרק 4 – אנרגיה (חלק ב)
אנרגית חיצונית
תנועה – התנועה הנצפית ונמדדת של החומרים הנעים. היא איננה התנועה הממשית של החומר-הנע עצמו. החומר עצמו נע בצורה גלית. המכשירים שלנו שמודדים תנועה של חומר מנקודה אחת לשנייה, מודדים מרחק לאורכו של ישר או עקום דמיוני שמבטא את מהלכה של התקדמות חזית הגל הנוצר ע"י החומר. אך זו תנועה מדומה בלבד של החלקיק עצמו. בהשאלה מתורת היחסות, ניתן לכנותה כתנועה הנמדדת ע"י הצופה. לסוג אנרגיה זה – התנועה, קיימת מגבלת מהירות מרבית, היא מהירות האור בריק – כ 300,000 ק"מ בשנייה.
תנודה – התנועה הממשית בצורה גלית של החומרים הנעים במרחב. התנודה היא מהלך התנועה האמיתי של חומרים-נעים במרחב-זמן. תנועה זו היא לאורכו של קו עקלתוני דמיוני – דמוי גל, כאשר כיוונו הוא הכיוון הממוצע של חזית הגל. ממדי הגל – משרעת, אורך גל, תדירות – קבועים בתוך "תא מדידה" מוגבל וקטן בגודלו, אך הם משתנים במרחב בהתאם לכוחות הפועלים על החומר במהלך תנועתו.
התמד – התנועה של חלקיק שנע במרחב-זמן מכוח דחף ראשוני שקיבל ונמצא במצב תיאורטי של היעדר השפעת הסביבה, היא תכונת ההתמד של החלקיקים ביקום.
המרת תכונות של חלקיקים
אנרגיה חיצונית שתופעל על חלקיק מסוג כלשהו עשויה לשנות את אחד או יותר מסוגי האנרגיה הפנימית של אותו חלקיק ובכך לגרום לו להיהפך לחלקיק מסוג אחר.
המרת אנרגיות
את המעבר מסוג אנרגיה אחד לאנרגיה מסוג שונה ניתן לבטא מתמטית ע"י נוסחת המרה, שבה בצד אחד של המשוואה יהיה סוג אנרגיה אחד ובצדה השני סוג אנרגיה אחר וכן מקדם המרה.
למשל: המשוואה M C²=E מבטאת המרה של מסה M לאנרגיה E כשריבוע מהירות האור בריק C² משמש כמקדם. האנרגיה E שנתתי בדוגמה, מורכבת מכמה סוגי אנרגיות:
1. פיצוץ של החומר הוא אנרגית תנועה.
2. תנועה תזזיתית של חלקיקי חומר – אנרגיה תרמית.
3. אנרגיות פנימיות שגורמות לשינויים ביסודות כימיים ובחלקיקים.
למשל: המשוואה Eph = h f מבטאת המרה של אנרגית פוטון Eph לתדירות שלו f ולהיפך, בעזרת קבוע פלאנק h שמשמש כמקדם.
אנרגיה אפלה
לדעתי הצנועה, אנרגיה אפלה היא אנרגיה חיצונית לכל דבר ועניין (מסוג אנרגיית תנועה). מקורה הראשוני, כמו כל סוג אנרגיה אחר, הוא באירוע המפץ הגדול. אנרגיה זו השתתפה מלכתחילה בתהליך התפשטות היקום. אלא שבמיליארדי השנים הראשונות של היקום, הכבידה בלמה במידה מסוימת את השפעתה של האנרגיה האפלה על האצת התפשטות היקום. בשנים אלו, רב היה כוחה של האנרגיה הפנימית, והיא התרכזה בעיקר ביצירת חלקיקים. האנרגיה החיצונית השתתפה בחלקה בתהליך התגבשות החלקיקים לגופים מסיביים כמו כוכבים וגלקסיות. בחלוף הזמן, לאחר שפחת יחסית ייצור הגופים המסיביים, התפתח יותר ויותר תהליך של המרה המונית של שני סוגי האנרגיות (הפנימית והחיצונית) לאנרגיה חיצונית שבעיקר משתתפת בהאצת התפשטות היקום ובפירוק הרשת הקוסמית – לאנרגיה זו אנו קוראים אנרגיה אפלה.
ייחודיות (סינגולריות)
המיקום של פיסקה זו בסדר של המאמרים נראה לכאורה לא טבעי. אך היה חשוב לי מאוד לכתוב פיסקה זו רק לאחר שהבהרתי היטב את דעותיי לגבי מהות החומר (על הצורות השונות בהן הוא מופיע, חלקיקי יסוד, מרחב וחומר אפל), ודעותיי לגבי מהות האנרגיה (בהיותה במהותה תנועה מסוגים שונים, אנרגיה חיצונית, אנרגיה פנימית ואנרגיה אפלה).
בפיזיקה המודרנית שולטות שתי תיאוריות מדעיות חשובות: האחת היא המודל הסטנדרטי (שמטפלת בהתנהגות של מה שמכונה הקטן ביותר – כלומר חלקיקים מולקולריים, אטומיים, תת אטומיים וכדומה). השנייה היא תורת היחסות הכללית (שמטפלת בהתנהגות של מה שמכונה הגדול ביותר – כלומר כוכבים, גלקסיות וכדומה).
התורות החשובות הללו מנוסחות בצורה של משוואות מתמטיות שמתארות היטב את התנהגות הרכיבים בהן הן מטפלות. המודל הסטנדרטי מתאר את התנהגות חלקיקי היסוד, עד וכולל חומרים ותרכובות שמוכרים לנו ביום יום. תורת היחסות הכללית מטפלת ביחסים ההדדיים שבין המרחב-זמן לגופים בסדר גודל של כוכבים ומעלה (כולל כוכבי לכת).
כפי שכבר ציינתי בחלקים קודמים של המאמרים, ההתייחסות המתמטית של תורת היחסות הכללית לשחקנים שלה (החומר בעל מסה, הזמן והמרחב) היא כאילו והם רציפים ודטרמיניסטיים. המודל הסטנדרטי, לעומת זאת, מתייחס לשחקניו בעיקר כאל הסתברותיים ונקודתיים.
בעבר נעשו ניסיונות רבים ליצור "תורה פיזיקלית מאוחדת גדולה", שמשוואותיה יתנו פתרונות גם להתנהגות הגדול וגם להתנהגות הקטן. ניסיונות אלו נכשלו עד כה. דוגמה טובה לכישלון היא הניסיון
לתאר באמצעות משוואות תורת היחסות הכללית את המתחולל בנקודה אליה מתנקז החומר שסופח אליו החור השחור. מסתבר, שניסיון כזה מוביל לתוצאות אבסורדיות שמכילות אין-סופים וכדומה. תופעה מתמטית זהה לחלוטין מתקיימת בניסיון להבין מה קרה בשניות הראשונות להתפרצות המפץ הגדול.
אינני בקיא מתמטיקה, אך למרות זאת, התובנות לגבי מהות מרכיבי היקום, (כפי שתיארתי בסדרת מאמרים זו) מובילות אותי למסקנה, שמתמטיקאים צריכים לנסות לגשר על הפערים בין התורות על ידי תיקונים שייעשו במשוואת תורת היחסות הכללית:
- ניסוח המשוואה במונחים של מתמטיקה בדידה – כפי שציינתי בפרק על המרחב (חלק ב), השפעת הניסוח מחדש של המשוואה על תוצאות החישובים תהיה קטנה מאוד, בעיקר בשל גודלם המזערי של גופי-המרחב. אל אינני יכול לצפות את השפעת הניסוח מחדש על קירוב שתי התורות הגדולות.
- הסינגולריות מתוארת כנקודה, כלומר גודל חסר ממדים מרחביים, או כמעט חסר אותם. זה לדעתי, ולפי התובנות שהגעתי אליהן בסדרת המאמרים, פשוט אינו מדויק. ליחידת החומר הקטנה ביותר יש גודל ממשי. זהו כנראה "גודל פלאנק" שכבר הוזכר בפרקים קודמים. ל"סינגולריות" (בחור שחור, וגם ובעיקר באירוע המפץ הגדול) היה גודל שאיננו נקודתי. גודל זה הוא כגודלם המצטבר, כשהם צפופים וצמודים, של כל יחידות חומר היסוד ביקום (חומר שמרכיב את חלקיקי היסוד, גופי-מרחב וחומר אפל). גודל זה הוא גודל ממשי, שלדעתי יבטל לחלוטין את בעיית הסינגולריות ותקוותי היא שגם יעזור למצוא את ה"תורה המאוחדת הגדולה".
דניאל אסא - מאמרים ודעות 