חומר אפל!

[D a n n y b o y]

חומר אפל!

מישהו/י מוכן להסביר מה זה פחות או יותר?

 

[Deathatred]

החומר האפל

היפותזת החומר האפל באה ליישב מדידות על קינמטיקה של גלקסיות (עקומות סיבוב) כאשר התוצאה הנמדדת שונה מהחזוי עפ"י חוקי הכבידה והתפלגות המסה הנראית (luminous) בגלקסיה. כדי ליישב את התוצאות עם חוקי הכבידה, יש להוסיף עוד חומר בלתי-נראה בשולי הגלקסיה. החומר הזה, מאחר שאינו ניתן לתצפית נקרא "החומר האפל". בעקרון יש שני סוגים של חומר אפל, הראשון נקרא dim matter והוא חומר רגיל (חורים שחורים, כוכבי לכת, ננסים לבנים, ענני גז כהים) שקשה מאוד לראות אותו וקורן במידה מאוד חלשה. השני הוא ה dark matter האמיתי ולאף אחד אין מושג מהו בכלל. יתרה מזו, החומר האפל גם נועד ליישב את הסתירות בין המודל שמקשר בין צפיפות המסה-אנרגיה בייקום לבין מהירות התפשטותו והגיאומטריה שלו. מהתצפיות עולה שחסרה לנו הרבה מאוד מסה והרבה מאוד אנרגיה כך שההגיאומטריה של היקום תהיה אוקלידית בקירוב והיקום יתפשט לנצח במהירות המתאימה לזאת שנמדדה מהתצפיות. מאחר שזמני קצר כרגע, אני לא אפרט כרגע (אולי אני אפרט יותר מאוחר) ורק אציין שהתפשטות היקום קשורה לקבוע הבל ומשוואות פרידמן.

 

[Comfortably Morbid]

ואם כבר מדברים על חומרים...

מישהו פה יכול להסביר לי מה זה אנטי חומר? ולמה חומר ואנטי חומר לא יכולים להתקיים אחד בסביבת השני? זתאומרת, למה הם מבטלים אחד את השני, ולמה דווקא בצורה של פיצוץ) תודה מראש! אורן.

 

[Dark Muse]

אמממ היתה לזה סידרה

של סטיבן הוקינג (אממ כתבתי נכון?) שהסבירו את זה שם יפה מאוד אני לא זוכר כלום אבל חחחח (את ההסברים לא, אני רק יודע שהם לא יכולים להתקיים ביחד למרות שהם זהים לחלוטין)

 

[ailag]

חוץ מהמטען, שהפוך (גם ברמת הקוורקים

 

[netzach]

אמממ... אנטי חומר...

מבחינה כימית לא תהיה אפשרות לדעת אם אנחנו מתקיימים בעולם של חומר או אנטי חומר. בסה"כ סימני המטען הפוכים, הספין וכן כמה גדלים פיסיקליים נוספים עשויים להיות - במקום + או להפך. בקורס קוונטים 4 נפל לי האסימון שזה בסך הכל שם שניתן לחלקיקים עם אנרגיה שלילית ושנועד להסביר את כל התוצאות המוזרות שהתקבלו ממשוואת דיראק.

 

[G0d]

אמנם הידע שלי בפיסיקה הוא בסיסי...

(5 יח"ל+ הרחבות מקריאת ספרים ומאמרים שונים), אך למיטב הבנתי, אין שום משמעות ל"אנטי" או לסימני ה+- פרט להבעת יחס ה"אנטי-חומר" אלינו. כלומר, המתבונן מן החוץ לא ידע מי מן שני ה"חומרים" הוא האנטי ומי לא. אנו לוקחים את העולם שלנו כקובע הכיוונים- אך למתבונן מן החוץ אין כיוון "נכון". בשבילנו האנטי חומר הוא הפוך, אך המתבונן החביב שלנו לא יוכל לקבוע מהי ההתנהגות ה"נכונה" של החומר, מכיוון שאין כזאת. כלומר, עצם השאלה אם אנו מתקיימים בעולם של חומר או אנטי חומר אינה רלוונטית, מכיוון ששני העולמות זהים לחלוטין, והשאלה הרלוונטית היא "האם אנו חיים בעולם "חומר" אחד או בעולם "חומר" שני". ככלל, סימני ה+- בפיסיקה נקבעים על ידי החלת "כיוון" באופן שרירותי. וכמובן, יכול להיות שברברתי המון שטויות כרגע שנובעות מחוסר הבנה.

 

[G0d]

ולאחר שקראתי שאתה פיסיקאי...

אני כמעט בטוח שברברתי המון שטויות שנובעות מחוסר הבנה. =]

 

[netzach]

עם רוב השטויות אני דווקא מסכים ../images/Emo13.gif

 

[G0d]

אחלה. =]

 

[vizini]

אפשר להבחין בין חומר לאנטי חומר.

זה קשור לשבירת סימטריית CP. כלומר, ישנם תהליכים מסויימים שקורים בחומר, אך לא באנטי חומר (או להיפך).

 

[שייח ספיר]

לא לגמרי מדוייק

CP אמנם נשבר אך לא כך TCP ולכן התהליכים כן יתקיימו באנטי חומר, רק בכיוון זמן הפוך. כיוון שלא ברור המקור של חץ הזמן הקוסמולוגי והתרמודינמי, יתכן שהם יחפפו בכל מקרה לכיוון המוגדר על ידי תהליכים המפרים את סימטרית CP. במקרה כזה בעולם של אנטי חומר הזמן יזרום הפוך מכל הבחינות ולכן אי אפשר יהיה להבחין בינו ובין עולם של חומר. בכל מקרה, התהייה האם עולמנו איננו מורכב בעצם מאנטי חומר, מזכירה את הטענה שאת כתבי שייקספיר לא כתב בכלל ויליאם שייקספיר אלא מחזאי אחר שגם הוא נקרא ויליאם שייקספיר.

 

[vizini]

לא היינו כבר בסרט הזה?

יש יותר מדרך אחת להגדיר את כיוון הזמן (בלי קשר לחומר או אנטי חומר). למשל, כיוון הזמן החיובי הוא זה שבו תמיד נויטרון הופך לפרוטון, אלקטרון ונויטרינו.

 

[netzach]

../images/Emo45.gif

 

[שייח ספיר]

זה כיוון חץ הזמן התרמודינמי

גם התהליך ההפוך אפשרי. אנטי פרוטון אנטי אלקטרון ואנטי ניוטרינו יכולים עקרונית להפוך לאנטי ניוטרון. שים אותם מספיק זמן בכלי סגור (אם תמצא כלי סגור לניוטרינו, זאת אומרת) ותווכח בכך. הסיבה שאתה לא רואה דברים כאלה נובעת מהתרמודינמיקה ולא מחוקים מיקרוסקופיים. אני אחזור על דברי: אם כיוון החץ התרמודינמי חופף לכיוון המוגדר באינטראקציות חלשות לא תוכל להבחין בין עולם של חומר לעולם של אנטי חומר. פשוט הזמן בעולם האנטי חומר "יזרום" הפוך. כל עוד איננו יודעים מה התלות בין חיצי הזמן השונים אי אפשר לתת פתרון ודאי לשאלה.

 

[שייח ספיר]

שכחתי משהו

כמובן, אתה צריך לשים בכלי הסגור שלך גם את הקרינה שמשתחררת בתהליך הרגיל.

 

[vizini]

גם כאן אין סימטריה

נויטרון יהפוך ל"מרכיביו" אחרי זמן מוגדר. התהליך ההפוך, גם אם אפשרי אנרגטית (וכאמור, אין "כלי" שיכול להחזיק נויטרונים ולא לאבד אנרגיה) לא יקרה אחרי זמן מוגדר.

 

[שייח ספיר]

נו באמת...

האם אינך יודע שקבוע הזמן לריאקציה זהה לקבוע הזמן לריאקציה בכיוון ההפוך? זמן מוגדר ועוד איך! וה"כלי" הדמיוני איננו אלא ניסוי מחשבתי הבא להוכיח שהמגבלה לתהליך ההפוך היא תרמודינמית בלבד.

 

[vizini]

לא נכון.

זמן מחצית החיים של נויטרון הוא כשמונה דקות. אם אתה יכול להבטיח שהריאקציה הנגדית תקרה בשמונה דקות, אני אמליץ עליך לקבלת פרס נובל...

 

[שייח ספיר]

אני מחכה להמלצה

יש פה נקודה עדינה. בעצם בהתפרקות של ניוטרון אין תהליך יחיד אפשרי משום שהתוצרים יכולים "לתפוש" כל מצב פנוי במרחב עצום של מצבים. אם תשאל מה זמן ההתפרקות בהנחה שהתוצרים תופשים מצב פנוי ספציפי תקבל זמן מחצית חיים הרבה הרבה הרבה יותר ארוך משמונה דקות. כעת אתה יכול להקטין את הכלי הדמיוני עד שיהיה רק מצב פנוי אחד לתוצרים. במקרה זה לתהליך בשני הכיוונים יהיה קבוע זמן זהה. שים לב שהעובדה שיש כל כך הרבה מצבים פנויים לתוצרי הריאקציה היא עניין תרמודינמי (היא נובעת לדעתי מהתפשטות היקום ש"מיצרת" גידול מתמיד במרחב הפאזה). אנחנו חוזרים לנקודה שכיוון הזמן הוא עניין תרמודינמי בלבד שאינו נקבע מיקרוסקופית.