UVOD
Cilj ovog rada je da ukaze na neke veoma interesantne odnose izmedju makro (...galaksije, jata galaksija, planete...) i mikro objekata (...elektroni, neutrino cestice...) i mogucu vezu izmedju korpuskularnih i objekata izrazenih u talasnom obliku.
Sva istrazivanja izvrsena u proteklom stolecu pokazala su da je kvantiranost energije sasvim nesporna. Ta cinjenica nam ukazuje i na mogucnost kvantiranosti gustine energije (sto u stvari podrazumeva i neku vrstu kvantiranosti "prostora"), iskazanu postojanjem niza "stabilnih" objekata. Ovaj pojam podrazumeva objekte veoma dugog zivota, odnosno objekte cije se stanje nece bitno menjati u periodu vremena koji je dovoljno dug u odnosu na period njihovog formiranja kao takvih.
Posmatranjem celokupnog Jedinstva prostor-vreme-materija, od objekata cija je masa gotovo zanemariva (npr. neutrino) do sveukupnog Univerzuma, cija je masa procenjena na oko 1053 [kg], moze se uociti postojanje "stabilnih" objekata na citavoj toj skali velicina.
GUSTINA ENERGIJE STABILNIH OBJEKATA
- definicija stabilnog objekta:
Objekat je stabilan ako je njegovo vreme zivota dovoljno dugo ili mnogo duze od vremena njegovog formiranja.
Racunajuci srednju gustinu nekoliko objekata, uoceno je da ona uvek iznosi priblizno p=103k, gde je k realan broj, uvek blizak nekoj celobrojnoj vrednosti, a p je gustina izrazena u g/cm3.
Na osnovu toga uvodimo prvu pretpostavku:
Gustina "stabilnog" objekta uvek iznsi: pk=103k..........................(1)
gde je k ceo broj.
- Formiranje tabele (Tabela I) stabilnih objekata:
m = stvarna ili virtualna (L. de Broglie) masa objekta [kg],
r = klasicni ili fiktivni poluprecnik objekta [m],
p = gustina objekta (specificna masa), u smislu gustine energije [g/cm3],
pk = gustina objekta u skladu sa Hipotezom 1 [g/cm3],
a) Elektron [1],[2],[3]:
me=9.1*10-31 [kg],
l=2.43*10-12 [m], 10-19 [m] < re < 10-15 [m],b) Proton [1],[2], c) Zemlja [2], d) Sunce [2]: vidi Tabelu I
e) Galaksije [4],[5]:
1.4*1011Ms [kg] < mg < 2*1011Ms [kg], mg sred =3.38*1041 [kg].
Iz veoma sarolikog niza galaksija raznolikih formi i razlicitih velicina /4/, moze se, ipak dosta pouzdano, proceniti rgalsred ~ 1.6*1020 [m], gde je rgalsred poluprecnik neke fiktivne sfere koja bi imala istu zapreminu kao i neka prosecna galaksija (npr. uobicajenog) oblika diska.
=> p=1.94*10-23 [g/cm3] i k=-7.57.
Iz literature /5/: p=6*10-24 [g/cm3]. => k=-7.75.
odakle, primenom Hipoteze 1 sledi: k=-8. => p-8=10-24 [g/cm3].
a iz ovoga dobijamo procenjeni poluprecnik: rg ~ 4.3*1020 [m].
f) Jato galaksija [4],[5]:
5*mg < mcl < 104*mg, mclsred=3.38*1043 [kg], rclsred ~ 1.89*1022 [m].
=> k=-9.3. Koristeci Hypotezu 1, k=-9. => p-9=10-27 [g/cm3].
Procenjeni poluprecnik je sada: rg.cl ~ 0.93*1022 [m].
g) Univerzum [2],[5]:
mu ~ 1053 [kg], 3.08*1017 [s] < Hubble time < 15.41*1017 [s].
Za (srednju) starost Svemira od 15*109 godina ( 4.73*1017 [s]), ru=1.42*1026 [m].
=> p=8*10-30 [g/cm3], i k=-9.7.
Koristeci Hipotezu 1 dobija se: k=-10. => p-10=10-30 [g/cm3].
Na osnovu toga i imajuci u vidu da je starost Univerzuma mnogo pouzdaniji podatak (iz kojeg proizilazi i njegova zapremina) nego velicina njegove mase, procenjena vrednost (donje granice) vrednosti mase Univerzuma je mu ~ 1.2*1052 [kg].
Na Slici 1 data je masa stabilnih objekata u zavisnosti od broja k. Graficko-analitickim metodama najmanja greska se dobija za relaciju:
m=10-5.2k [kg].......................................................................................(2)
Zemlja i Sunce nisu obuhvaceni analizom (objasnjenje sledi). Kombinacijom (1) i (2) dobijamo:
m=2.5r1.9 [kg].......................................................................................(3) and
p=m-0.575 [g/cm3, za m [kg]]........................................................(4)
Sada, na osnovu dosadasnjih rezultata, iznosimo drugu pretpostavku:
Masa stabilnog objekta priblizno je jednaka kvadratu njegovog poluprecnika: m ~ r2...(5)
Analiza srednje gustine Zemlje i Sunca pokazuje da su njihove mase priblizno jednake cetvrtom stepenu velicine poluprecnika, a kod neutronskih zvezda osmom pa Hipoteza 2 moze biti uopstena na oblik m=r2n, gde je n paran broj.
Odavde se namece zakljucak da svi "stabilni" objekti egzistiraju u nekom "rezonantnom" stanju, u kojem su kolicina odnosno gustina materije ili bolje receno gustina energije, i deo prostora koji ona ispunjava, u nekom, ne proizvoljnom, nego sasvim odredjenom odnosu.
Da bi mogli "ravnopravno" razmatrati i "objekte" iz domena cestica i one iz domena zracenja, umesto mase objekta mozemo se koristiti njegovom pripadajucom talasnom duzinom. Koristeci obrazac za izracunavanje komptonove talasne duine
lc = 10-41.9476-1.9 log r, or: lc ~ 10-42-2log r ..................................(6)
- Daljnja razmatranja:
h) Neutrino [6]:
mn ~ 5 - 9 [eV] => mn ~ 1.3*10-35 [kg].
Obzirom da o poluprecniku neutrino cestice nemamo bas nikakvu informaciju mozemo se posluziti relacijom (4).
=> p=1.14*1020 [g/cm3], i k=6.68
Na osnovu Hipoteze 1, k=7. => p7=1021 [g/cm3]. Uz usvojenu srednju vrednost procenjene mase neutrino-cestice /6/, dobijamo velicinu poluprecnika i odgovarajuce talasne duzine:
=> rn ~ 1.45*10-20 [m], i
Koristeci vrednosti poluprecnika i odgovarajucih talasnih duzina datih u Tabeli I, sada mozemo konstruisati dijagram prikazan na Slici 2., koji prikazuje vrlo interesantan razmestaj objekata. Naravno, svi oni se nalaze na pravoj ( ili u njenoj neposrednoj blizini)
l c = 10-42-2log r. Kao sto vidimo, u prvom kvadrantu nema nista jer nasa prava njime ni ne prolazi. U drugom kvadrantu su razmesteni objekti makro svemira, a u trecem se nalaze objekti mikrosvemira. Interesantno je da su Covek i njegova okolina smesteni u "sredini", u oblasti na prelazu iz drugog u treci kvadrant. Medjutim, prava lc prolazi i kroz cetvrti kvadrant. Po nekoj simetriji i logici tu bi morali biti smesteni objekti koji se kvantitativno i kvalitativno razlikuju od onih u drugom i trecem kvadrantu, u istom smislu u kome se i oni medjusobno razlikuju.i)
a talas - cestica [5]:Frekvenciji
a talasa (8 - 13 Hz) odgovara talasna duzina l = 0.3*108 [m]. Ukoliko tu vrednost usvojimo kao Comptonovu talasnu duzinu, dobijamo:j) Planckova duzina [5]:
Iskljucivo zbog ilustracije, definisimo neku potpuno izmisljenu "cesticu" koja bi imala dimenzije reda plankove duzine od 10-35 m. Tolikom poluprecniku "odgovora" masa od:
Prema (3) => mo,pl=0.79*10-66 [kg], p=0.18*1039 [g/cm3], k=12.75.
Prema Hipotezi 1 => k=13 i p13=1039 [g/cm3].
Odavde dobijamo procenjene vrednosti "mase" i "poluprecnika": mo,pl ~ 0.15*10-67 [kg], rpl ~ 0.15*10-36 [m].
Iz poslednjeg primera vidimo da masu i poluprecnik nekog ("stabilnog") objekta ne mozemo izabrati sasvim proizvoljno, sto ukazuje na to da su svi "stabilni" objekti mikro i makro svemira kvantizovani u vidu gustine energije. U skladu s tim, uz odavno uoceni diskontinuitet materije, sada i "poluprecnik odgovarajuceg dela zapremine", odnosno "prostoru", mozemo pripisati neku vrstu "kvantizacije". Pojam kvantizacije, ovde ne bi trebali shvatati "bukvalno" u smislu strogog diskontinuiteta, nego vise u smislu nemogucnosti trajnijeg (duzeg) postojanja proizvoljnih odnosa "kolicine energije" i dela "prostora" koji ona ispunjava.
U prilog ovom misljenju sasvim sigurno ide i cinjenica da su cestice (u vecini slucajeva) tim vise nestabilne, odnosno raspadaju se sve brze, sto im masa vise odstupa od mase osnovne cestice njihove grupe. (npr. kod Bariona: proton/ ~ beskonacno, lambda/2.51*10-10 sec...). Situacija je slicna i u makro svemiru, jer najmanja poznata zvezda ima oko 3*1029 kg., a "najteza" oko 2*1032 kg., dok ogromna vecina, u koju spada i nase Sunce, ima masu izmedju 1030 i 1031 kg.
Drugi deo tabele sadrzi talase, dakle objekte kod kojih su masa (mirovanja) i poluprecnik imaginarne velicine, ali su ipak prikazane zbog poredjenja sa rezultatima u datim u prvom delu tabele (za cestice). Koristeni su isti obrasci, ali je postupak potpuno obrnut. Da bismo ove objekte doveli u sasvim ravnopravan odnos sa onima iz prvog dela tabele, vrednost (fiktivne) mase mirovanja racunamo na osnovu Comptonove talasne duzine prema relaciji:
lc=l / (1-v2/c2) 1/2.................................................................................(7)
gde je
l odredjena (izmerena npr.) talasna duzina, odnosno srednja vrednost odgovarajuceg talasnog spektra. Da bismo dobili rezultate koji su po logici i smislu potpuno uskladjeni sa onima u prvom delu tabele, moramo "resiti" problem mase i brzine, odnosno vrednost faktora (1-v2/c2)1/2. Ovo su razlozi da uvedemo i trecu pretpostavku:Najveca moguca brzina kretanja objekata je: vmax= (1/
m0e0)1/2 .....(8)Dakle, brzina svetlosti jeste brzina kojom se krecu fotoni kao kvanti elektromagnetskog zracenja. Prema savremenim merenjima ona iznosi: c=299792458+12 m/s, ali, po nasoj pretpostavci, to nije ona brzina koju podrazumeva teorija relativnosti u smislu "najvece moguce brzine" u prirodi. Po nasoj (Hip. 3) pretpostavci (obrazac 8), ta "najveca moguca brzina" u prirodi je brzina koja se prakticno, eksperimentalno, ni ne moze izmeriti, ali se zato moze dobiti teorijski na osnovu osobina vakuma. Njenu vrednost utvrdio je Maxwell (James Clerk,1831-1879). Ona je zaista neznatno veca od izmerene brzine svetlosti i ima vrednost vmax= (36
p109/4p10-7)1/2 =3*108 [m/s]. Ova "neznatna" razlika nema gotovo nikakav uticaj pri malim, srednjim pa ni velikim brzinama. Ovo je verovatno jedan od razloga zbog kojih je Maxwell (i ostali fizicari), u svojim radovima, izjednacio i zapravo sasvim poistovetio ove dve vrednosti. Po nasem misljenju, iako Lorentz-ove transformacije ostaju (gotovo) iste, kvalitativna razlika je veoma velika, tako da, koristeci hipotezu 3, izraz (7) mozemo napisati u sledecem obliku:lc=l / (1-v2/vmax2)1/2 .......... (9)
i nastaviti sa daljim razmatranjima:
k) Foton [5]:
Za opticki spektar
lsred ~ 5*10-6 [m].l) Iks zraci [5]:
lsred=10-9 [m]. Tada iz (9) => lc=2.69*10-8 [m].
Uocimo da je prosto neverovatna "podudarnost" podataka koje smo dobili za neutrino kao cesticu i ovih koje smo dobili za iks zrake!
m) Gama zrake [5]:
lsred=5*10-11 [m]. Iz (9) => lc=1.34*10-9 [m] i mo =1.65*10-33 [kg]
n) Kosmicke zrake [5]:
lsred=10-13 [m]. => lc=2.69*10-12 i mo,cos=8.2*10-31 [kg].
m = mo / (1-v2/vmax2)-1 ....................................................................(10)
Cinjenica da su izrazi za energiju identicni, ukazuje na to da su i energetski sadrzaji objekata na koje se odnose sasvim isti, pa proizilazi da se u osnovi radi o istom objektu (za one ortodoksne neka to bude samo u ergetskom "smislu".
Objekat koji vidimo i dozivljavamo kao cesticu i koji se krece sve vecom brzinom stice sve vecu kineticku energiju. Povecanjem brzine, raste i masa objekta, ali ona u trenutku dostizanja brzine svetlosti nije beskonacno velika, nego ima neku konacnu vrednost. Energija iskazana kao mc2 ili hc/
U grupi Bariona jedina stabilna cestica je proton. U grupi Leptona samo elektron i njegov neutrino, za razliku od ostalih cestica, imaju dovoljno dug zivot. U ovoj grupi su jos mionov neutrino i neutrino teske Tau cestice. Proverimo sada nase pretpostavke.
1) Hipoteticna cestica 1 [5],[6]:
Pretpostavimo da maksimalna talasna duzina gama zraka odgovara nekoj hipoteticnoj-cestici 1, cija Comptonova talasna duzina ima istu vrednost.
Iz literature [5] nalazimo da je
lc=10-9 [m], sto je ekvivalentno masi mo,hip1=2.2*10-33 [kg], ili mo,hip1=1.2 keV. Prema podacima u [6, page 1166] gornja granica mase za mionov neutrino je 500 keV, sto omogucuje veoma jaku asocijativnu vezu izmedju hipoteticne cestice 1 i mionovog neutrina...2) Hipoteticna cestica 2 [5],[6]:
Mozemo razmisljati i "obrnuto". Po istom izvoru [6, page 1166], gornja granica neutrina Tau cestice je 31 MeV ( ili u smislu "mase" 5.5*10-29 [kg]).
Odgovarajuca Comptonova talasna duzina je
lc=4*10-14 [m].Kao sto vidimo, (slika 3), ovo je talasna duzina na kojoj "zavrsava" oblast kosmickih zraka, sto, obzirom da se pojedini "opsezi" talasnih duzina preklapaju, dozvoljava asocijativnu vezu hipoteticne cestice 2 i neutrina Tau cestice...
Uocene pravilnosti i zakonitosti iskazane kroz harmonicnu vezu izmedju mase (energije), poluprecnika i odgovarajuce talasne duzine objekata, na citavoj skali velicina, od Plankove duzine do Univerzuma, zaista ne daju visoko precizne rezultate. Ipak, poznavajuci (ili pretpostavljajuci) bar pribliznu vrednost samo neke od pomenutih velicina, koristeci izlozene hipoteze, mozemo barem proceniti ocekujuce vrednosti, a metodom iteracija dostici i veoma korektne rezultate.
Najveca vrednost izlozenih hipoteza, metoda i dobijenih rezultata je u tome sto nam je omoguceno da, bez narusavanja bilo koje naucno utvrdjene i trenutno vazece fizicke zakonitosti, "zavirimo" u svet materije, energije i zracenja, u nezamislivo velikim dubinama mikro i makro svemira, gde su oficijelni aksiomi fizike sasvim nemocni.
Povratak na Sadrzaj ?
1. Oznake, jedinice, nazivi i fundamentalne konstante u fizici, Naucna knjiga, Beograd, 1990.god.
2. Astrophysical Data: Planets and Stars, Springer - Verlag, New York, 1992.god.
3. Kvarkovi, Harald Fritzsch, R.Piper Co Verlag, Munchen, 1981.g./ Skolska knjiga, Zagreb 1988.god.
4. The Hamlyn guide to astronomy, David baker, Hong kong, 1989.god.
5. Opsta enciklopedija Larousse, Tom 2, Vuk karadzic, Beograd, 1972.god.
6. Proceedings of the xxVI International Conference on HIGH ENERGY PHYSICS, Vol 1, American institute of Physics, New York, 1993.god.
7. Od atoma do nebeskih tela, P. Savic, Radnicki univerzitet "R.Ciripanov", N.Sad, 1978.god.
8. Enciklopedijski leksikon, mozaik znanja, fizika, Interpres, Beograd, 1972.god.
Povratak na Sadrzaj ?
Object |
m (kg) |
r (m) |
p (g/cm3) |
l c (m) |
Planck length |
0.15*10-67 |
0.15*10-36 |
1039 |
1.47*1026 |
a wave-corpuscule |
2.38*10-50 |
0.26*10-26 |
1027 |
0.3*108 |
Neutrino* |
1.3*10-35 |
1.45*10-20 |
1021 |
1.7*10-7 |
Electron** |
9.1*10-31 |
0.6*10-17 |
1018 |
2.4*10-12 |
Proton |
1.66*10-27 |
0.7*10-15 |
1015 |
1.33*10-15 |
Earth |
6*1024 |
6.38*106 |
5.5 |
0.37*10-66 |
Sun |
2*1030 |
7*108 |
1.4 |
1.1*10-72 |
Galaxy |
3.3*1041 |
4.3*1020 |
10-24 |
6.5*10-84 |
Galaxy Clasters |
3.3*1043 |
0.93*1022 |
10-27 |
6.5*10-86 |
Universe |
1.2*1052 |
1.42*1026 |
10-30 |
1.47*10-94 |
Photon |
1.6*10-38 |
1.5*10-21 |
1021 |
1.35*10-4 |
X waves* |
8.2*10-35 |
2.7*10-20 |
1021 |
2.69*10-8 |
g waves |
1.65*10-33 |
7.3*10-19 |
1018 |
1.34*10-9 |
Cosmic rays** |
8.2*10-31 |
0.58*10-17 |
1018 |
2.69*10-12 |
Povratak na Sadrzaj ?
Povratak na Sadrzaj ?
Povratak na Sadrzaj ?
Povratak na Sadrzaj ?
UMESTO PRAVOG Kraj-a
(i bez konacnih zakljucaka...)
Autorska prava: Goran Marjanovic
ipak, slobodno koristite iznete ideje, navodjenjem njihovog izvora.