Sure 38, fortsättning - del 11

I Guds namn,

Och Allah,
Sände, sina,
Lärde, sina,
Förlät, fallna,
Ägande, hämnden

Och Troende,
Sörjande,
Över fallna,
Om sina egna,
Om sina nästa,
Avskedande, hämnden,
Sänkande, svärden,

Och Hjärtat,
För Allah,
Och Helvete för hjärtlösa,
Enligt löfte….

-----------------------

Fortsättning av ”Kosmos En Kort Historia”:

Varifrån kommer universum? Hur och varför började det? Kommer det att upphöra och i så fall hur? Det är frågor som är av intresse for oss alla…..

Dessutom postulerade Newton en lag om universell gravitation, enligt
vilken alla kroppar i universum drogs mot alla andra kroppar
av en kraft som var starkare ju större kropparnas massa var och
ju närmare de befann sig varandra. Det var samma kraft som
gjorde att kroppar föll till marken…..

I ett oändligt universum kan varje punkt betraktas som ett centrum, eftersom varje
punkt har ett oändligt antal stjärnor på alla sidor om sig. Det rätta sättet att angripa problemet är att - vilket man insåg långt senare - börja med den ändliga situationen, där stjärnorna faller in mot varandra, och sedan fråga sig hur det hela förändras när man lägger till fler och flerjämnt fördelade stjärnor utanför detta område…. Enligt

Newtons lag skulle de extra stjärnorna i det stora hela inte spela någon som helst roll för de ursprungliga och stjärnorna skulle falla in mot varandra precis lika fort.

Vi kan lägga till så många stjärnor vi vill, men de kommer ändå att falla ihop till en klump. Numera vet vi att det är omöjligt att ha en oändlig statisk modell av universum där gravitationen alltid är attraherande.

Inte ens de forskare som insåg att Newtons gravitationsteori visade att universum inte kunde vara statiskt, tänkte på att det kanske kunde utvidga sig. De försökte i stället modifiera teorin genom att göra gravitationskraften repulsiv på mycket stora
avstånd. Detta påverkade inte märkbart deras förutsägelser av
planetrörelserna, men tillät ett oändligt anta] jämnt fördelade
stjärnor att bibehålla jämvikten sinsemellan - genom att attrak-
tionskrafterna mellan de närbelägna stjärnorna uppvägdes av
repulsionskrafterna från stjärnor längre bort. Numera anser vi
emellertid att en sådan jämvikt skulle bli instabil: om stjärnor-
na i en region kom bara en aning närmare varandra, skulle att-
raktionskrafterna mellan dem bli starkare och dominera över
de repulsiva krafterna, så att stjärnorna fortsatte att falla in mot
varandra. Om å andra sidan stjärnorna kom aningen längre
varandra, skulle de repulsiva krafterna dominera och
skjuta dem ännu längre från varandra.

…. Svårigheten består i att nästan varje syftlinje i ett oändligt
och statiskt universum bör sluta på en stjärna. Man skulle alltså
kunna vänta sig att hela himlavalvet var lika Ijust som solen,
t o m på natten. Olbers motargument var att Ijuset från avlägs-
na stjärnor minskade genom absorption i den materia som
fanns däremellan. Men om så var fallet, skulle den skymmande
materian med tiden upphettas tills den glödde lika starkt som
stjärnorna. Det enda sättet att undvika slutsatsen att natthimlen
borde skina lika starkt som solen vore att anta att stjärnorna
inte hade lyst för evigt, utan att de hade tänts vid någon ändlig
tidpunkt i det förflutna. I så fall skulle den absorberande mate-
rian kanske ännu inte ha hunnit hettats upp eller så skulle Ijuset
från de avlägsna stjärnorna kanske inte ha hunnit nå fram. Och
detta leder oss till frågan vad det var som gjorde att stjärnorna
tändes överhuvudtaget.

När Augustinus tillfrågades: "Vad gjorde Gud innan han skapade universum?" så sva-
rade han inte: "Han höll på att göra i ordning Helvetet för folk
som ställer sådana frågor." I stället sade han att tiden var en
egenskap hos det universum som Gud hade skapat och att ti-
den inte existerade före universums början.

Men 1929 gjorde Edwin Hubble den
epokgörande observationen att vart man än tittar, så rör sig
avlägsna galaxer ifrån oss med hög hastighet. Med andra ord
håller universum på att utvidga sig. ….Denna upptäckt gjor-
de frågan om universums början äntligen till en angelägenhet
för naturvetenskapen.

Hubbles observationer ledde till tanken att det borde ha fun-
nits en tidpunkt, kallad "big bang", då universum var oändligt
litet och hade en oändligt stor densitet (täthet). Under sådana
omständigheter skulle naturvetenskapens alla lagar och därför
alla möjligheter att förutsäga framtiden bryta samman. "....

Om det har funnits händelser före denna tidpunkt, skulle dessa inte
kunna påverka det som sker i dag. Man kan bortse från deras
existens, eftersom de inte kan ha några observerbara konse-
kvenser. Man skulle kunna säga att tiden tog sin början vid big
bang, i den meningen att några ännu tidigare tidpunkter helt
enkelt inte är definierade….

I ett oföränderligt universum är en be-
gynnelse i tiden något som måste påläggas av varelser utanför
universum; det föreligger ingen fysisk nödvändighet för en be-
gynnelse. Man kan tänka sig att Gud skapade universum vid
vilken tidpunkt som helst i det förgångna. Men om universum
utvidgar sig, kan det finnas fysiska skäl till att det fordras en
begynnelse……

Aristoteles teori att allt består av de
fyra elementen jord, luft, eld och vatten var enkel nog för att
vara en bra teori, men den gjorde inga bestämda förutsägelser.
Å andra sidan var Newtons gravitationsteori grundad på en
ännu enklare modell, där kroppar attraherade varandra med en
kraft som var proportionell mot en storhet som kallades massa
och omvänt proportionell mot kvadraten på avståndet meJIan

dem. Likväl förutsäger den solens, månens och planeternas ro-
relser med stor noggrannhet.
En fysikalisk teori är alltid provisorisk i den meningen att
den bara utgör en hypotes: man kan aldrig bevisa den. Hur
många gånger experimentresultaten än överensstämmer med
en viss teori, kan man ändå aldrig vara säker på att resultaten
inte nästa gång motsäger teorin. Å andra sidan kan man mot-
bevisa en teori genom att finna blott en enda observation som
inte överensstämmer med teorins förutsägelser…

I dag beskriver forskarna universum med hjälp av två grund-
gande del teorier - den allmänna relativitetsteorin och kvant-
mekaniken....

Den allmänna relativitetsteorin beskriver gravitationskraften och universums storskaliga struktur, dvs strukturen i en skala från några kilometer upp till
en miljon miljon miljon miljon kilometer (en etta följd av tju-
a nollor), det observerbara universums storlek. Kvant-
mekaniken sysslar å andra sidan med fenomen i en utomor-
entligt liten skala, t ex en miljondels miljondels centimeter.

Tyvärr vet vi emellertid att dessa två teorier är oförenliga - de
kan inte båda vara riktiga. …..

De naturvetenskapliga teoriernas framgångar, i synnerhet
framgången hos Newtons gravitationsteori, fick den franske
vetenskapsmannen markis de Laplace att i början av arton-
hundratalet hävda att universum var fullständigt förutbestämt
(deterministiskt). Laplace menade att det måste finnas en upp-
sättning naturvetenskapliga lagar som gav möjlighet att förut-
säga allt som hände i universum, förutsatt att vi kände univers-
ums tillstånd fullständigt vid en viss tidpunkt. Om vi t ex kän-
de till läget och hastigheten för solen och planeterna vid en viss
tidpunkt, skulle vi kunna använda oss av Newtons lagar för att
beräkna solsystemets tillstånd vid vilken annan tidpunkt som
helst. Determinismen i detta fall förefaller ganska självklar
men Laplace gick vidare till att anta att det fanns liknande lagar
som styrde även allting annat, inbegripet människornas bete-
nde.

…. Heisenberg, formulerade sin be-
römda osäkerhetsprincip eller osäkerhetsrelation. För att kun-
na förutsäga en partikels framtida läge och hastighet, måste
man mäta dess nuvarande läge och hastighet mycket noggrant.
Det uppenbara sättet att göra det är att belysa partikeln med
Ijus. En del av Ijusvågorna kommer att spridas av partikeln och
detta kommer att visa dess läge. Man kan emellertid inte be-
stämma läget noggrannare än på en våglängd när, vilket gör att
man behöver använda Ijus med kort våglängd för att mäta par-
tikelns läge mycket noggrant. Men enligt Plancks kvantumhy-
potes kan man inte använda en godtyckligt liten mängd Ijus;
man måste åtminstone använda ett kvantum. Detta kvantum
kommer att störa partikeln och ändra dess hastighet på ett
oförutsägbart sätt. Ju noggrannare man vill mäta läget, desto
kortare våglängd måste man dessutom använda, vilket gör att
energin för ett kvantum blir högre. Partikelns hastighet kom-
mer således att störas ännu mer. Med andra ord - ju noggran-
nare man försöker mäta partikelns läge, desto mindre noggrant
man mäta dess hastighet och vice versa. Heisenberg visade
att osäkerheten i partikelns läge gånger osäkerheten i partikelns
hasdghet gånger partikelns massa aldrig kan vara mindre än ett
visst tal, som kallas Plancks konstant. Dessutom beror denna
gräns inte på den mätmetod som man använder för att mäta
partikelns läge och hastighet eller på partikelns typ: Heisen-
bergs osäkerhetsrelation är en fundamental, ofrånkomlig egen-
ap hos världen.

Osäkerhetsrelationen fick djupgående konsekvenser för vårt
sätt att se på världen. .....

 Osäkerhetsrelationen markerade slutet på
Laplaces dröm om en naturvetenskapernas totalteori, en nio-
dell av universum som var fullständigt deterministisk: det går
inte att exakt förutsäga framtida händelser när man inte
ens kan exakt mäta universums nuvarande tillstånd! …

I denna teori hade partiklar inte
längre avskilda och väldefinierade lägen och hastigheter som
ändå inte kunde observeras. De hade i stället ett kvanttillstånd,
som var en kombination av läget och hastigheten.

Kvantmekaniken förutsäger i allmänhet inte ett enstaka be-
stämt resultat av en observation. Den förutsäger i stället ett an-
tal olika tänkbara resultat och talar om hur sannolika vart och
ett av dessa är. ….

Det innebär att om man gjorde samma mätning
med ett stort antal liknande system, som alla började på samma
sätt, skulle man finna att mätresultatet skulle bli A i ett visst
antal fall, B i ett annat antal fall och så vidare. Man skulle kun-
na förutsäga det ungefärliga antalet gånger som resultatet blev
A eller B, men man skulle inte kunna förutsäga det specifika
resultatet av en enstaka mätning.

Kvantmekaniken inför därför
ett ofrånkomligt element av oförutsägbarhet eller slumpmäs-
sighet i naturvetenskapen. Einstein invände mycket starkt mot
detta, trots att han själv hade spelat en viktig roll för utveck-
gen av dessa idéer. ….

Aven om Ijuset består av vågor, talar Plancks kvanthypotes
om för oss att Ijuset i vissa avseenden beter sig som om det be-
stod av partiklar: det kan bara avges och absorberas i paket el-
ler kvanta. På samma sätt innebär Heisenbergs osäkerhetsrela-
tion att partiklar i vissa avseenden beter sig som vågor: de har
inte bestämda lägen, utan är "utsmetade", med en viss sanno-
likhetsfördelning. Kvantmekanikens teori är grundad på en
helt ny typ av matematik, som inte längre beskriver den verkli-
ga världen i form av partiklar och vågor; det är bara observa-
ionerna av världen som kan beskrivas i dessa termer. Det före-
ligger således en dualitet mellan vågor och partiklar i kvantme-
kaniken: för vissa ändamål är det lämpligt att betrakta partiklar
som vågor och för andra att betrakta vågor som partiklar. En
viktig konsekvens av detta är att man kan observera något som
kallas för interferens mellan två uppsättningar vågor eller par-
tiklar. Det betyder att vågtopparna hos en uppsättning vågor
kan sammanfalla med vågdalarna i en annan uppsättning vå-
gor. De två uppsättningarna vågor tar då ut varandra, i stället
för att - som vi skulle kunna vänta oss - lägga ihop sig till en
starkare våg .

Ett välbekant exempel på interferens
när det gäller Ijusvågor är de färger man ofta ser i såpbubblor.
Dessa förorsakas av Ijusreflexion från ömse sidor av den tunna
vattenfilmen som bildar bubblan. Vitt Ijus består av Ijusvågor
av alla olika våglängder eller färger. För vissa våglängder
sammanfaller vågtopparna hos vågorna som reflekteras från
den ena sidan av tvålfilmen med vågdalarna hos de vågor som
reflekteras från filmens andra sida. De färger som svarar mot
dessa våglängder fattas i det reflekterade Ijuset, som därför ser
färgat ut.

På grund av dualiteten som kvantmekaniken har introduce-
rat, kan det också uppstå interferens mellan partiklar. Ett be-
römt exempel är det s k tvåspalts-experimentet (figur 4.2, sid69). Be-
trakta en skiva med två smala parallella spalter (springor). På
ena sidan om skivan placerar man en Ijuskälla med en viss färg
(dvs med en viss våglängd). Det mesta av liuset kommer att
stöta mot skivan, men en liten del kommer att gå igenom spal-
terna. Anta nu att man placerar en skärm bakom skivan (på
motsatta sidan om Ijuskällan). Alla punkter på skärmen kom-
mer att motta vågor från de två spalterna. I allmänhet kommer
Ijusets gångavstånd från källan till skärmen via de två spalterna
emellertid att vara olika. Det betyder att vågorna från de två
spalterna inte alltid kommer att vara i fas med varandra när de
anländer till skärmen: på vissa ställen kommer de att ta ut var-
andra och på andra ställen kommer de att förstärka varandra.
Resultatet blir ett karakteristiskt mönster av Ijusa och mörka
band.

Det märkliga är att man får exakt samma bandmönster om
man ersätter Ijuskällan med en partikelkälla, t ex med elek-
troner som färdas med en bestämd hastighet (vilket innebär att
de motsvarande vågorna har en bestämd längd). Detta är än
märkligare med tanke på att om man bara har en spalt, så far
man inga band, bara en jämn fördelning av elektroner över
skärmen.

Man skulle därför kunna tro att den nytillkomna
spalten bara borde öka antalet elektroner som träffar skärmen.
Men på grund av interferensen minskar i själva verket detta an-
tal på vissa ställen.

Om man sänder en elektron i taget genom
spalterna, skulle man kunna tro att elektronerna skulle passera
endera genom den ena eller genom den andra spalten och bete
sig på samma sätt som när man bara har en enda spalt - och
alltså ge en jämn fördelning på skärmen. I verkligheten uppträ-
der emellertid bandmönstret även när man skickar iväg elek-
tronerna en i taget. Varje elektron går därför tydligen genom
båda spalterna på en gång! {1}

I början av vårt sekel trodde man att atomerna var uppbyggda ungefär
som solsystemet; i stället för planeter som kretsade kring solen
hade atomen elektroner (partiklar med negativ elektricitet)
som kretsade kring en central atomkärna med positiv élektrici-
tet. Attraktionen mellan positiv och negativ elektricitet antogs
hålla kvar elektronerna i deras banor på samma sätt som den
gravitationella attraktionen mellan solen och planeterna håller
kvar planeterna i planetbanorna. Problemet med detta synsätt
var att mekanikens och elektricitetslärans lagar före kvantme-
kanikens tillkomst förutsade att elektronerna skulle förlora
energi och att de därför skulle åka in mot kärnan i en spiralfor-
mad bana, till dess att de kolliderade med kärnan. Detta skulle
innebära att atomen och i själva verket all materia snabbt skulle
kollapsa till ett tillstånd med mycket hög masstäthet. En del-
lösning på problemet presenterades 1913 av den danske forska-
ren Niels Bohr.
Han framkastade att elektronerna kanske inte
kunde kretsa på vilket avstånd som helst från kärnan, utan bara
på vissa specificerade avstånd. Om man också antog att det
ira kunde kretsa en eller två elektroner på vart och ett av des-
sa specificerade avstånd, skulle detta lösa problemet med ato-
mens kollaps, eftersom elektronerna inte kunde falla in längre
än att de fyllde upp de banor som hade de minsta avstånden
och energierna.

Denna modell förklarade ganska bra strukturen hos det enk-
laste grundämnet, väte, som bara har en elektron som kretsar
kring kärnan. Men det var inte klart hur man skulle utvidga
modellen till mer komplicerade atomer. Dessutom verkade
tanken om en begränsad uppsättning tillåtna banor som myck-
et godtycklig. Den nya teorin kvantmekaniken löste denna
svårighet. Den uppenbarade att en elektron som kretsar kring
kärnan kan ses som en våg, med en våglängd som beror på
elektronens hastighet.

För vissa banor svarar banlängden mot
ett helt antal elektronvåglängder (i stället för bråkdelar av våg-
längder). Hos sådana banor ligger vågtopparna på samma stäl-
le i varje elektronvarv och vågorna läggs till varandra: dessa
banor svarar mot Bohrs tillåtna banor.

Hos banor som inte är ett helt antal våglängder skulle varje vågtopp emellertid till slut tas ut av en vågdal när elektronerna kretsade kring kärnan; des-
sa banor var inte tillåtna.
…

Einsteins allmänna relativitetsteori tycks gälla universums
storskaliga struktur. Relativitetsteorin hör till en grupp teorier
som kallas klassiska teorier; det innebär att den inte tar hänsyn
till kvantmekanikens osäkerhetsrelation, vilket den borde göra
för att stämma överens med andra teorier. Orsaken till att detta
ändå inte leder till avvikelser mellan teori och observationer är
att alla gravitationsfält som vi normalt observerar är mycket
svaga. De singularitetsteorem som vi diskuterade tidigare ty-
der emellertid på att gravitationsfältet borde bli mycket starkt i
åtminstone två situationer - hos svarta hål och hos big bang. I
så starka fält borde de kvantmekaniska effekterna bli viktiga.
Genom att förutsäga punkter med oändlig masstäthet förutsä-
ger den klassiska allmänna relativitetsteorin alltså på sätt och
ns sin egen undergång, precis som den klassiska (dvs icke-
kvantmekaniska) mekaniken förutsade sin egen undergång ge-
nom att förutsäga att atomerna borde kollapsa till oändlig
masstäthet.
[
Hmmm, Det sägs :
my brain is not gone, it has been melted by information, banged ….


Efter dessa hjärn-smältande underrättelser tar jag dessa antagande med reservationer för Nobel priset :

Antagande 0: Pizzan var inte så bra, hallucinationer är alla andra antagande….



Antagande 1: Ljus ( en våglängd ) färdas med våg. Alltså vågen är ”färdvägen” och partiklar (enligt Plancks kvanthypotes) färdas i ”färdvägen” som är vågformiga.


Antagande 2: vågen har en viss vidd, bredd kanske till och med tjocklek. Som den här:

Antagande 3: Partiklar som ”sitter” på vågen är utsprida i en tänkt cirkel, fast de är delade mitt itu i två sidor, höger (+) och vänster (-) :

Detta antagande förklarar {1} ovan: ( = Om man sänder en elektron i taget genom
spalterna, skulle man kunna tro att elektronerna skulle passera
endera genom den ena eller genom den andra spalten och bete
sig på samma sätt som när man bara har en enda spalt - och
alltså ge en jämn fördelning på skärmen. I verkligheten uppträ-
der emellertid bandmönstret även när man skickar iväg elek-
tronerna en i taget. Varje elektron går därför tydligen genom
båda spalterna på en gång! {1})

Med andra ord spalten delar upp elektronen ( partiklar) men eftersom de sitter fortfarande ihop ( se Antagande 4) då de tycks att har gått genom både spalterna samtidigt.
Intressant är den blåa rätta linjen i figuren: visar linjen att partiklar är orienterad i jordens riktning, magnetfält? Kan två liknade spalter åstadkomma samma resultat fast om de är 90 grader vända i jämförelse med ursprungliga experimentet?


Och enligt texten ovan: om två våg (ljus) ligger inte i fas ( ½ fas ) med varandra tar de ut varandra ( försvinner ) . Jag tror inte att partiklar kan kommunicera med varandra, logisk sätt borde man se två ljus samtidigt, tror jag. Men denna antagande visar varför två ljus tar ut varandra om de inte ligger i fas: de repellerar varandra (Antagande 4: genom sina magnetfält som just då de ligger i halva fas med varandra - den ena ligger exakt ovanpå den andra). Med andra ord de splittras isär och då dem kan inte färdas i sin vågformiga ”väg” – de kollapsar och försvinner ut i rymden.

Denna antagande överstämmer med Niels Bohr och kvantmekaniken ( hallo där! bra fantasi !, tack vare sciencefiktion filmer, bland annat) :

Antagande 5: De negativa och positiva partiklar roterar kring sig. Detta betyder att eftersom partiklar ( elektronen, ljuset) kretsar med ljusets hastighet kring atomen ( alltså omkretsen är väldigt obetydligt ur klasiska mekaniken, den matematiska termen är epsilon, ε) då deras magnetfält hindrar att de hamnar på fel bana! Partiklarnas magnetfält är permanent på grund av omloppskretsen och hastigheten!


Antagande 6:  Alla färger ( med olika vågländer ) är vågintensiva, med andra ord
en viss färg har en "tyngd" som "pressar" färdvägen, vågen och på så sätt definerar sin egen egenskap hos "sin" våg. 
]

Fortsättningen kommer om Gud vill …



















]