שאלה בשימור אנרגיה

[shimonshay1]

שאלה בשימור אנרגיה

האם כמות האנרגיה המושקעת בהווצרות כוכב לכת שווה בהכרח לכלל השינוי באנרגיה שהוא משליך על סביבתו? כלומר, כאשר נוצר הכוכב הוא "מעניק" אנרגיה פוטנציאלית לעצמים אחרים, אנרגיה שלא הייתה להם מן הסתם לפני כן - דהיינו, מקור האנרגיה חייב (להבנתי) להיות באנרגיה (הכימית?) שהושקעה ב"ייצור" הכוכב. מפני שאחרת, לעצמים במרחב הוענקה אנרגיה יש מאין. זאת ועוד, כיצד חוק שימור האנרגיה עולה בקנה אחד עם התיאוריה של התפשטות היקום? (האם השאלות הנ"ל שייכות לתחום האסטרופיזיקה?) אני מקווה שהמקרה והשאלות ברורים, ואשמח לקבל תשובות. תודה רבה.

 

[johngalt2]

האמת היא שהשאלות לא ברורות...

אני לא כ"כ מבין וגם לא מכיר את הטרמינולוגיה שאתה משתמש בה. מה זה "להשליך אנרגיה על הסביבה"?

 

[shimonshay1]

אנסה שוב-

ברגע שהכוכב נוצר, הוא גורם לשינוי באנרגיה במרחב - הוא מעניק אנרגיה פוטנציאלית לעצמים אחרים (זו הייתה הכוונה ב"משליך" אנרגיה, אכן מינוח לא נכון). מאחר והאנרגיה הפוטנציאלית הזו של העצמים (כל עצם - שביט, פלנטות וכו') לא הייתה קיימת לפני היווצרות הכוכב, שאלתי הינה מה מקור האנרגיה? התשובה הברורה היא שהאנרגיה נובעת מכח המשיכה של הכוכב - אך מאין זה הגיע? מהאנרגיה שהושקעה ע"מ ליצור את הכוכב?

 

[Rus Almighty]

האנרגיה הפוטנציאלית תמיד קיימת

E=mc^2 נוכחות האנרגיה גורמת למשיכה

 

[shimonshay1]

התשובה לא מובנת לי..

תוכל/י בבקשה לפרט?

 

[Shukikor]

הרחבה

אנרגיית הכוכב היא בעצם פונקציה של המאסה שלו ולכן האמירה שכלל שדה האנרגיה שיוצר הכוכב נובעת מן האנרגיה שהושקעה ביצירת המאסה שלו היא נכונה. כיוון,שעל פי תורת היחסות,יש שוני בין המאסה של גוף במנוחה,לבין מאסת הגוף בתנועה,נהוג לחלק את מאסת הגוף למאסה "במנוחה" שהיא E=MC^2 ולמאסה ,"יחסית" שהיא מאסת הגוף בתנועה שעל פי תורת היחסות,משתנה כפונקציה של מהירות התנועה,כאשר נעים במהירויות המתקרבות למהירות האור.זו גם המאסה ה"ניוטונית" על פיה מחשבים את השפעת הכוכב על סביבתו.ההשפעה היא במונחי אנרגיה,מומנטים,תנע וכו'. יוצא שסך כל אנרגיית הכוכב היא סכום אנרגיית המנוחה ואנרגית התנועה. אם נכנס למשוואות,האנרגיה הכללית היא:E^2=P*C^2+ZZZ(Mc^2)^2ZZZ כאשר P הוא התנע הלינארי ,"הניוטוני" M*V . שוקי.

 

[AnarchistPhilosopher]

משהו קטן:

E^2=(PC)^2+(MC^2)^2​

 

[Shukikor]

תודה !

 

[shimonshay1]

אכן תודה, הנושא ברור כעת

 

[shimonshay1]

ומה עם השאלה על התפשטות היקום?

כיצד הנושא מתיישב על חוק שימור האנריגה?

 

[Shukikor]

שימור האנרגיה בהתפשטות היקום

חוק שימור האנרגיה הוא חוק המתקיים תמיד.(על פי הידוע כיום) ולכן העולם "מציית" לכלל זה מרגע בו קיים יקום במושגים המוכרים לנו כיום,קרי קיימים בו מושגי מרחב וזמן. האנרגיה שגרמה ל"מפץ הגדול" היא זו שתרמה לכל האנרגיות הקימות בעולמנו.החל מהאנרגיות הקיימות בחלקיקי החומר וכלה בגופים הסובבים בחלל. אותה אנרגיה היא זו ש"בזכותה" ממשיך היקום להגדול ולהתפשט.על פי קצב התפשטות זו מנסים לשער מה היה המצב האנרגטי באותו שלב ראשוני ("סינגולרי") בו עדיין לא היו קיימים ממדי מרחב וזמן. אחד הדברים שמנסים לבדוק,באמצעות חוקי שימור האנרגיה וחישוב כלל המאסה המצוייה ביקום , הוא עד מתי תמשך התפשטות זו ומה יהיה בסופה. יש ,לכאורה,שלוש אפשרויות: 1.היקום ימשיך להתפשט לאינסוף. 2.היקום יאיט בהדרגה ואז יתחיל להתכווץ לכוון מרכז ה"פיצוץ" ויקרוס שוב לנקודה סינגולרית. 3.העולם יאיט בהדרגה ויגיע לשווי משקלץ על פי המחקרים האחרונים מתברר,למרבה ההפתעה,שהיקום לא רק שאינו מאיט אלא שהוא מאיץ בהתרחבותו. שוקי.

 

[shimonshay1]

אז דבר ראשון שאני עושה זה ביטוח מקיף לרכב

לפני שהיקום קורס בחזרה פנימה ובמידה והתיאוריה של התפשטות אינסופית מתבררת כנכונה, המסקנה היא שהאנרגיה שגרמה למפץ הגדול הייתה אינסופית? היש דבר כזה? ותודה רבה על ההסברים המפורטים.

 

[Shukikor]

לאו דוקא אנרגיה אין סופית

תחשוב על היקום כאילו הוא נמצא על מעטפת של בלון. כיוון שבתחילה היקום היה נקודתי זה כאילו שהבלון היה בואקום,כלומר מכווץ לחלוטין. כעת אתה מנפח את הכדור. הבלון מתחיל להתנפח.התנגדות הבלון לניפוח משולה לכוח המשיכה בין חלקי היקום המתנגד להתפשטות. אתה יכול להגיע למצב שבו,לאחר כמות מסויימת של אויר שהכנסת למערכת אתה מגיע לשווי משקל בין כוח הכיווץ לכוח הלחץ ואז הבלון נשאר מנופח אולם אם אתה מכניס אויר בלחץ הגדול יותר מכוח ההתנגדות של המעטפת היא תתרחב ותתפוצץ למרות שלא הכנסת כמות אין סופית של אויר.הכמות שהכנסת היתה מספיקה כדי להגדיל את מעטפת הבלון לאינסוף. כמובן שהאנלוגיה אינה מושלמת בהרבה מובנים אבל היא ממחישה שניתן להתגבר על הכוחות שרוצים לגרום לקריסת היקום על ידי השקעת אנרגיה סופית. העובדה שהיקום עדיין מתפשט בתאוצה זה הדבר היותר מעניין כיוון שהעובדה שגוף מאיץ מעידה על הפעלת כוח.לכאורה קיים עדיין כוח המרחיב את היקום (לא השקעת אנרגייה חד פעמית). זה נושא בו מתחבטים המדענים כיום.קיימת סברה שקיימת אנרגיה הקרויה "אנרגיית ריק" או אנרגייה של החומר ה"אפל" שהוא חומר המצוי ביקום על אף שלא ניתן לראותו באמצעים אופטיים.הכח שמפעיל כח זה מספק את האנרגיה המאפשרת להתגבר על כוחות הכבידה וליצר שקול כוחות,בכוון החוצה מן המרכז,הגורם לאותה תאוצה. יתרה מכך,בעוד שכח זה ממשיך ופועל,הולכים כוחות הכבידה ופוחתים ככל שהמרחק בין גורמי השמיים גדל (כח הכבידה קטן פרופורציונאלית למרחק בריבוע) ולכן שקול הכוחות בכוון ההתפשטות הולך וגדל. המצב הטוב ביותר ליקום הוא,כמבן, הגעה לשווי משקל.הן קריסה והן התפשטות אין סופית יגרמו לחיסול המין האנושי. נצטרך להמתין ולראות עוד כמה מיליארדי שנים ולקוות לטוב... אגב,יש הרבה מאוד חומר בנושא והוא הולך ונעשה יותר ויותר פופולארי. תוכל לקרוא,להתעדכן ולעדכן. להתראות,שוקי.

 

[shimonshay1]

שאלה אחרונה בהחלט -

האם "השקעת האנרגיה" באותו מפץ ראשוני דומה בעצם להשקעת אנרגיה בגוף מסויים ע"מ להביאו למהירות הימלטות, וכך בעצם היקום "מתגבר" על אותם כוחות רשע הבאים להשמידנו?

 

[Shukikor]

:"איפה היית ביוסדי ארץ? הגד אם ידעת בינה?"

על פי זכרוני,מימי לימודי התנ"ך בתיכון,זה היה דבר ה' לאיוב... השאלה ששאלת היא כבר ברמה הפילוסופית.האם היתה כוונת מכוון באותו רגע קמאי בו נוצר היקום ? ואם כן,האם אנו מסוגלים להבינה ? אם היתה כוונה כזו,,ייתכן וכמות האנרגיה נועדה להשיג תוצאה מסויימת שבעקבותיה היקום ימשיך להתקיים לעד (אם אנחנו מאמינים בטוב) או,אולי,יסיים את גורלו כעבור זמן מסויים (אם אנחנו פסימיים) ואלי אח"כ יברא במפץ גדול חדש ? ואנשי האמונה מוסיפים ואומרים "אלוקים בורא עולמות ומחריבם". ואולם אם אין כוונת מכוון והאירוע היה אקראי לחלוטין והוביל לרצף אירועים בעקבותיו העולם נמצא כיום במצבו הנוכחי.במקרה זה,אין ליקום "שכל" העוזר לו לשמור על קיומו ואנחנו יכולים רק להגדיר,על פי תצפיותינו היום מה עשוי לקרות בעתיד,במידה וכל הנתונים בידינו (מה שכנראה לא). תודה על השאלות המענינות.גרמת לי לחשוב וזה חשוב.

 

[shimonshay1]

האמת שההודעה שלי הייתה (אמורה להיות) צינית...

אך התשובה ברורה, רב תודות!