Спросите Итана №84: откуда взялся первый свет?

https://medium.com/starts-with-a-bang/ask-ethan-84-where-did-light-first-come-from-e6054566ea74#.yud9yoddd
  • Перевод

До формирования первых звёзд Вселенная была уже заполнена светом. Но как?


Свет считает, что он быстрее всех, но он ошибается: неважно, как быстро летит свет — темнота уже на месте и дожидается его.
— Терри Пратчетт

Если мы смотрим на Вселенную, мы видим точечки света, рассыпанные по огромной пустой темноте неба: звёзды, галактики, туманности и так далее. Но в далёком прошлом было время, до того, как все эти объекты сформировались и незадолго до Большого взрыва, когда Вселенная была заполнена светом. На этой неделе профессор химии Фабио Гоччо не смог ответить на один вопрос и отправил его в нашу рубрику:

Я пытаюсь держать студентов в курсе происходящего, используя материалы вашего блога. Недавно во время обсуждения Большого взрыва был задан хороший вопрос: откуда в КМФИ взялись фотоны? Как я понимаю, они появились в результате аннигиляции пар частиц/античастиц, получившихся в результате квантовых флюктуацию после инфляции. Но не должна ли была эта энергия «вернуться», поскольку они изначально были «взяты взаймы» для создания пар частица/античастица?

Некоторые вещи в вопросе Фабио очень точно сформулированы, но в нём есть и заблуждения. Давайте для начала рассмотрим КМФИ и вопрос его происхождения в далёком прошлом.



В 1965 году дуэт из Арно Пензиаса и Роберта Уилсона работал в лаборатории Белла в Холмделе, Нью-Джерси над калибровкой новой антенны, предназначенной для передачи сигналов радаров со спутников. Но вне зависимости от того, куда они направляли свою антенну, они получали шум. Он не был связан с Солнцем, другими звёздами или планетами, или даже плоскостью Млечного пути. Он продолжался днём и ночью, и его мощность не менялась от направления.

После долгого замешательства по поводу природы шума они узнали, что команда исследователей, находящаяся буквально в 30 милях от них, в Принстоне, предсказала существование такого излучения, не являющегося следствием чего-либо, происходящего на нашей планете, в Солнечной системе или Галактике. Излучение должно было родиться в горячем плотном состоянии в ранней Вселенной: в момент Большого взрыва.



Шли десятилетия, мы измеряли излучение со всё возрастающей точностью и обнаруживали, что оно находилось не на отметке 3 градусов выше абсолютного нуля, а на отметке в 2,7 К, затем в 2,73 К, затем в 2,725 К. И возможно, величайшим из всех достижений, касающихся этого остаточного свечения, было измерение его спектра, показавшее спектр идеального чёрного тела. Результат согласуется с теорией Большого взрыва и не согласуется с другими теориями, такими, как отражённый звёздный свет или теория уставшего света.




Чуть позже мы даже измерили – исходя из поглощения и взаимодействия этого света с газовыми облаками – что температура этого излучения повышается тем больше, чем дальше назад мы заглядываем во времени (и в сторону красного смещения).

С расширением Вселенная охлаждается, и когда мы смотрим дальше в прошлое, мы видим меньшую, более плотную и горячую Вселенную.



И откуда же этот свет – первый свет Вселенной – появился? Он не пришёл от звёзд, так как он древнее их. Он не был испущен атомами, поскольку он появился раньше того, как сформировались атомы. Если мы и дальше будем экстраполировать назад, ко всё более высоким энергиям, мы выясним много странного: благодаря Эйнштейновскому E = mc2, эти кванты света могут взаимодействовать друг с другом и спонтанно порождать пары частица/античастица материи и антиматерии!



И это, как правильно указал Фабио, не виртуальные пары частиц материи и антиматерии, существующие долю секунды из-за принципа неопределённости Гейзенберга и неравенства ΔE Δt ≥ ћ/2, но вполне реальные частицы. Как два протона, сталкивающиеся в БАК, могут создать большое количество новых частиц и античастиц (обладая достаточной энергией), два фотона в ранней Вселенной могли создать всё, для чего у них хватало энергии. Экстраполируя назад во времени, можно заключить, что вскоре после Большого взрыва в наблюдаемой Вселенной содержалось порядка 1089 пар частица/античастица.

Если кто-то из вас интересуется, как Вселенная оказалась заполненной материей (и не антиматерией) – по-видимому, должен быть некий процесс, создающий чуть больше частиц, чем античастиц (в соотношении порядка 1 к 1 000 000 000) из изначально симметричного состояния, приводящий к тому, что во Вселенной сейчас содержится 1080 частиц материи и 1089 фотонов.



Но это не объясняет, откуда же изначально взялась вся материя, антиматерия и излучение. Энтропия большая, и простое объяснение «с этого началась Вселенная» будет неудовлетворительным. Но если мы обратимся к решению совершенно другого набора задач – проблемы горизонта и проблемы плоскостности – ответ на первый вопрос появится сам.



Нечто должно было случиться, чтобы задать начальные условия Большого взрыва и это нечто – космическая инфляция, или период, когда больше всего энергии во Вселенной содержалось не в материи (или антиматерии) или излучении, но в энергии, присущей самому пространству, в ранней, сверхинтенсивной форме тёмной энергии.

Инфляция распрямила Вселенную, задала везде одинаковые начальные условия, разбросала все изначально существовавшие частицы или античастицы и создала зародышевые флюктуации там, где во Вселенной теперь наблюдается повышение или понижение плотности. Но как понять, откуда все эти частицы, античастицы и излучение появились? Они появились из одного простого факта: чтобы получить нашу сегодняшнюю Вселенную, инфляция должна была закончиться. В терминах энергии, инфляция происходит, когда вы медленно спускаетесь в потенциальную яму, но когда вы уже спустились в долину внизу, инфляция прекращается и преобразовывает эту энергию (накопленную на вершине) в материю, антиматерию и излучение и порождает то, что мы называем Большим взрывом.



Вот как это можно себе представить.

Допустим, у нас есть огромная, бесконечная поверхность кубиков, прижатых друг к другу и держащихся вместе невероятно большой силой притяжения. По ним катится тяжёлый шар для боулинга. В большинстве мест шар не сделает больших возмущений, но в некоторых слабых местах шар оставит вмятины. В одном счастливом месте у шара получится пробиться через несколько блоков, и они упадут. Что случится после этого? Потеря нескольких блоков приведёт к цепной реакции из-за отсутствия натяжения и вся структура рассыплется.



Падение кубиков на очень далёкую поверхность будет означать конец инфляции. И там энергия, присущая самому пространству, преобразовывается в реальные частицы. Из-за того, что плотность энергии пространства была такой высокой во время инфляции и появляется большое количество частиц, античастиц и фотонов, созданных по окончанию инфляции.

Этот процесс, окончания инфляции и появления Большого взрыва, известен как повторный космический нагрев и по мере того, как Вселенная охлаждается и расширяется, пары частица/античастица аннигилируют, создавая ещё больше фотонов и оставляя за собой небольшое количество материи.



Когда Вселенная продолжает расширяться и охлаждаться, появляются ядра, нейтральные атомы и потом уже звёзды, галактики, скопления, тяжёлые элементы, планеты, органические молекулы и жизнь. И всё это время те фотоны, оставшиеся после Большого взрыва, следы окончания инфляции, начавшей весь этот процесс, летят сквозь Вселенную, постепенно охлаждаясь, но не исчезая совсем. Когда последняя звезда Вселенной погаснет, эти фотоны – давно уже сместившиеся в радиодиапазон и рассредоточившиеся до плотности одной штуки на кубический километр – всё ещё будут присутствовать в таком же количестве, в каком они присутствовали триллионы и квадриллионы лет раньше.

Вот откуда взялся первый свет во Вселенной и как он пришёл к сегодняшнему состоянию. Спасибо за прекрасный вопрос, позволивший рассказать удивительную историю, Фабио! Присылайте мне ваши вопросы и предложения для следующих статей.
Поделиться публикацией
Ой, у вас баннер убежал!

Ну. И что?
Реклама
Комментарии 76
    +6
    А этот Итан — плодовитый автор.
      0
      «всё ещё будут присутствовать в таком же количестве, в каком они присутствовали триллионы и квадриллионы лет раньше.»

      т.е. эти фотоны ничем не поглощаются (например черной дырой)?
        0
        Поглощаются, но черная дыра «отдает» фотоны через излучение Хокинга и в теории через очень большой промежуток времени полностью испарится вернув все фотоны обратно.
          0
          а излучение Хокинга имеет те же характеристики (температура, спектр), что и реликтовое излучение?
            0
            А где во фразе «присутствовать в таком же количестве» вы увидели слова про температуру, спектр и т.п.? Потом при стремлении времени в бесконечность, энергия всех фотонов, температура и спектр будет одинаково маленькой.
          +1
          Думаю, тут просто пренебрегли тем количеством, что будет поглощено до момента угасания последней звезды.
          0
          Я один не понял из статьи откуда взялся свет?
          В терминах энергии, инфляция происходит, когда вы медленно спускаетесь в потенциальную яму, но когда вы уже спустились в долину внизу, инфляция прекращается и преобразовывает эту энергию

          Что на самом деле спускалось в потенциальную яму? И почему медленно?

          Попробую сформулировать, то что я смог понять.
          • Сначала была вселенная до большого взрыва.
          • Потом произошло её разрушение и вселенная начала разлетаться в виде фотонов (инфляция). Материи пока нет.
          • Фотоны набирают кинетическую энергию, как в колайдере и достигают такой величины, после которой уже не могут лететь через пространство и начинают его «повреждать» выбивая из него материю и антиматерию.

          Почему и как энергия фотонов увеличивалась? Что за потенциальная энергия превращалась в кинетическую?
            +1
            Нет, он говорит не о фотонах, а о некоей форме энергии «присущей самому пространству». Еще о темной энергии упоминает, вроде бы это она и была. Короче говоря, вакуум состоит из чего-то, чего мы пощупать и измерить не можем, но при этом содержит в себе огромную энергию. (Хокинг называет это ложным вакуумом). По крайней мере содержал до большого взрыва. Он был сжат как пружина. Потом вдруг, по непонятной причине всё разлетелось вдрызг, при этом возникла этакая вспышка уже нормального электромагнитного излучения из фотонов высоких энергий, а они уже сталкиваясь друг с другом породили пары частица-античастица. Вроде бы так…
              0
              Звучит логично, хотя в статье это сказано по другому
              Но в далёком прошлом было время, до того, как все эти объекты сформировались и незадолго до Большого взрыва, когда Вселенная была заполнена светом.
              а ещё
              И там энергия, присущая самому пространству, преобразовывается в реальные частицы. Из-за того, что плотность энергии пространства была такой высокой во время инфляции и появляется большое количество частиц, античастиц и фотонов, созданных по окончанию инфляции.

              Т.е. начинается с утверждения, что свет был до материи. Но в объяснении сказано, что материя (частицы) возникли одновременно со светом.
                0
                Думаю перевод не вполне адекватен или расказзчик запутался пытаясь объяснить идею. «Эти объекты» он имеет в виду видимо структуру пространства. Видимо как раз про конец инфляции и говорит. Сначала всё же фотоны образовались, а потом (на сколько это было позже я не в курсе) уже частицы. Следующий абзац не разделяет по времени частицы и фотоны, но это можно подразымевать, т.к. сказано «фотонов, созданных по окончанию инфляции». Т.е. после инфляции вспышка фотонов, потом в ней образовались элементарные частицы. Но фотоны были раньше. Думаю имеется в виду это.
                  0
                  Это тонкости. Можно сказать что и одновременно. Вообще свет (хотя правильнее энергия — какой же это «свет» если у тех фотонов энергии было достаточно для создания даже самых тяжелых частиц — это сверх-ультра жесткое гамма излучение, а не видимый/УФ/ИК свет) появился раньше. Но инфляцию и Большой Взрыв разделяют ничтожные доли секунды, так что можно сказать и одновременно — и то и другое случилось больше 13 миллиардов лет назад с разницей в доли секунды.
              0
              Вопрос для обсуждения:
              Если Вселенную представить как расширяющаясю сферу, внутри которой находимся мы, то реликтовое излучение исходит и области близкой к поверхности этой сферы?
              Процессы начальной стадии Вселенной прекратились, почему же мы до сих пор видим их след спустя 13 млрд лет?
                0
                >> Процессы начальной стадии Вселенной прекратились, почему же мы до сих пор видим их след спустя 13 млрд лет?
                Из-за быстрого расширения Вселенной и ограниченной скорости света мы видим их след. Это как телепередача в прямом эфире, отправленная на космолет, летящий «почти» со скоростью света, передачу они получат через сотни лет, после того как её снимут на самом деле. Поэтому самые дальние объекты для нас выглядят как будто они только-только после Большого взрыва, грубо говоря мы можем «увидеть» даже первые часы после БВ (не визуально, конечно), но это лишь «запись».
                0
                Теория построенная на теории. Может не лезть пока в история возникновения...? Начать с поиска ответов на простые вопросы, например почему конечна скорость света?..
                  0
                  Если фронт Вселенной расширяется со световой скоростью, то превышение этой скорости означало бы возможность выйти за конечный промежуток времени за пределы этого фронта, то есть за Вселенную. Это означало бы, что Вселенная не отвечает своему этимологическому значению, как содержащая «всё в себе», и является подмножеством некоего множества. Развитие этой мысли приводит к возможности наблюдения сверхсветовых объектов, пересекающих Вселенную «из вне». Это не наблюдается. Следовательно Вселенная соответствует своему смысловому содержанию. Следовательно, скорость объекта не может быть выше скорости фронта, то есть света.
                    0
                    Хмм, ИМХО, слишком много аксиом в этом «доказательстве»:
                    — Почему наблюдаемая вселенная должна быть равна всей Мультивселеной в принципе?
                    — Почему у Вселенной должен быть фронт или граница?
                    — Почему не может быть что наблюдаемая вселенная (метавселенная) лишь одна из многих частей мультивселенной, возникших от других Больших Взрывов?
                    — Кто сказал что сверхсветовые объекты должны приходить из вне или мы их способны их наблюдать при текущих технологиях?
                    — Кто сказал что реальная граница Вселенной расширяется со скоростью именно света, а не большей?

                    ИМХО, слишком много аксиом, доказательств от определений или использования здравого смысла для научного подхода. В целом, такой подход не сильно отличается от «скорость объектов ограничена скоростью света, потому что мне кажется это разумным»…
                      –1
                      Давайте поразмыслим)
                      Почему у Вселенной должен быть фронт или граница?

                      Потому что был Большой Взрыв. Мы же наблюдаем реликтовое излучение?
                      На самом деле ограничение предельной скорости говорит о том, что это фронт недостижим, то есть с нашей точки зрения Вселенная бесконечна. Однако если посмотреть на всё это «со стороны», то фронт есть, это очевидно.
                      Почему не может быть что наблюдаемая вселенная (метавселенная) лишь одна из многих частей мультивселенной, возникших от других Больших Взрывов?

                      Предполагаю, что с таким подходом должен иметь место парадокс, вроде фотометрического, — равномерном распределении изучения в пространстве, что не наблюдается
                      Кто сказал что сверхсветовые объекты должны приходить из вне или мы их способны их наблюдать при текущих технологиях?

                      Никто не сказал, но концепцию мультивселенных можно развивать до бесконечности, что, в конечном итоге приведет к хаосу, подобному выше, с излучением, только с объектами. Почему нет?
                      Кто сказал что реальная граница Вселенной расширяется со скоростью именно света, а не большей?

                      Используя релятивистский принцип сложения скоростей, по аналогии, заменив предельную скорость фронта на конечную, придём к тому, что скорость фонового изучения (реликтового) была бы переменной и меньше существующего значения c.
                        0
                        >> Используя релятивистский принцип сложения скоростей

                        Я правильно понимаю, что используя уравнения теории, где главным условием «ограниченность скоростей всех объектов во Вселенной скоростью света», мы доказываем «ограниченность скоростей всех объектов во Вселенной скоростью света»?

                        >> Предполагаю, что с таким подходом должен иметь место парадокс, вроде фотометрического, — равномерном распределении изучения в пространстве, что не наблюдается

                        Если Метавселенные, возникающие как пузыри в бесконечной Вселенной, разделены триллионами световых лет, то никаких излучений от них не будет. И вообще никакого влияния друг на друга.

                        >> предельную скорость фронта
                        Фронт частиц не обязательно означает границу наблюдаемой Вселенной и не обязательно означает реальную границу Вселенной, вполне может быть что Вселенная в миллионы раз больше чем тот участок что мы наблюдаем или вообще бесконечна. Отсюда логика что мы можем «вылететь» за пределы Вселенной не применима.

                        >> концепцию мультивселенных можно развивать до бесконечности, что, в конечном итоге приведет к хаосу, подобному выше, с излучением, только с объектами. Почему нет

                        Другими словами вы отбрасываете возможный вариант реальности, только потому что он вам не нравится. Как показывает квантовая физика (например, о влиянии наблюдателя на суперпозицию частицы или квантовая запутанность частиц), реальность вовсе не стремится к простате или следовании «здравому смыслу». Кстати, ОТО тоже не проста и не логична в бытовом плане.

                        >> Потому что был Большой Взрыв. Мы же наблюдаем реликтовое излучение?
                        Правильно, «по имеющим у нас наблюдениям» есть большая вероятность что существовал Большой Взрыв. Реликтовое излучение и т.п. объяснялось и другими причинами
                          0
                          Я правильно понимаю, что используя уравнения теории, где главным условием «ограниченность скоростей всех объектов во Вселенной скоростью света», мы доказываем «ограниченность скоростей всех объектов во Вселенной скоростью света»?

                          Используя принцип рассуждений, если Вы об этом, можно показать, что любая другая скорость фронта Вселенной привела бы к парадоксам в регистрации реликтового излучения.
                          Если Метавселенные, возникающие как пузыри в бесконечной Вселенной, разделены триллионами световых лет, то никаких излучений от них не будет. И вообще никакого влияния друг на друга.

                          У Вас ошибка. Если Вы утверждаете, что «мультипространство» бесконечно, то, в рамках данной концепции, найдётся бесконечное количество «Вселенных», чьё излучение успеет дойти до на нашей Вселенной. Математически доказывается элементарно.
                          Фронт частиц не обязательно означает границу наблюдаемой Вселенной и не обязательно означает реальную границу Вселенной, вполне может быть что Вселенная в миллионы раз больше чем тот участок что мы наблюдаем или вообще бесконечна. Отсюда логика что мы можем «вылететь» за пределы Вселенной не применима.

                          Наблюдаемая Вселенная ограничена дошедшему до нас сигналу (изучению) от объектов. Вселенная расширяется, как бы сказать, в «небытие» и «через него». Если это «небытие» таковым не является, а бесконечно, да еще и «наполнено» по типу нашей Вселенной, мы непременно получим аналог фотометрического парадокса.
                          С другой стороны, с точки зрения нас, наблюдателя, Вселенная бесконечна. т.к. любая попытка приблизиться к ёё краю обречена на провал, т.к. догнать фронт невозможно. Вот Вам и дуализм!

                            0
                            >> У Вас ошибка. Если Вы утверждаете, что «мультипространство» бесконечно, то, в рамках данной концепции, найдётся бесконечное количество «Вселенных», чьё излучение успеет дойти до на нашей Вселенной. Математически доказывается элементарно.

                            — Предположим, что каждая метавселенная представляет собой некую «Черную дыру» и свет её покинуть не может (это допустимо так как гравитационный радиус нашей Вселенной (ра́диус Шва́рцшильда) значительно больше радиуса наблюдаемой части Вселенной),
                            — Предположим, что пространство между Вселенными заполнено непрозрачной для фотонов субстанцией, либо само свойство пространства не пропускает фотоны на такое расстояние,
                            — Предположим, что расширяется в данный момент не только наша метавселенная, но все Вселенная причем быстрее скорости света,
                            — Предположим, что концентрация метавселенных настолько маленькая по сравнению с расстояниями между ними что излучение от других Вселенных настолько ничтожно, что мы его не можем обнаружить или отделить от реликтового излучения,
                            — Предположим, что кроме областей излучения фотонов во Вселенной есть области их поглощения,
                            — Предположим, что реликтовое излечение на самом деле это излучение от других метавселенных,
                            — Предположим, что свет на огромном расстоянии все-таки «стареет» и рассеивается,

                            Докажите математически, что любое из этих предположений неверно.

                            >> Если это «небытие» таковым не является, а бесконечно, да еще и «наполнено» по типу нашей Вселенной, мы непременно получим аналог фотометрического парадокса.
                            Не получим, фотометрический парадокс существует только для равномерной вечной Вселенной равномерно заполненной звездами. Очевидно, для отдельных пузырей-метавселенных, расположенных на большом расстоянии друг от друга (и разделенных субстанциями о которых мы не имеем никого знания), может быть огромное кол-во вариантов при которых никакого излучения либо до нас не будет доходить (вариант Черной дыры, темных Вселенных), либо оно будет настолько мало, что мы его не сможем обнаружить (вариант очень маленькой плотности метавселенных в пространстве).

                            >> Используя принцип рассуждений, если Вы об этом, можно показать, что любая другая скорость фронта Вселенной привела бы к парадоксам в регистрации реликтового излучения.

                            Докажите, что если ОТО на самом деле не верна, любая другая скорость и любая другая теория (а так же, например, переменная скорость света, старение света) приведут к парадоксам в регистрации реликтового излучения. Учитывайте, что вы сами сказали любая, то есть вам нужно доказать неверность вообще ЛЮБОЙ теории (даже ещё не сформулированной) кроме ОТО для объяснения параметров реликтового излучения.

                            P.S. Я вообще-то говорил, о том что использовать ОТО для доказывания правильности ОТО это схоластика. Так же прием, что вы можете доказать неверность вообще ЛЮБОЙ возможной теории кроме вашей (в том числе ещё не известной ученым). Можете — доказывайте.
                              0
                              Послушайте, мне больше нравится вариант, что фронт Вселенной пытаются прогрызть гигантские кролики. Сидят на этой расширяющейся сфере и грызут. И не излучают при этом. Докажите что это не так.
                              Эта ирония, как пример того, на что способно наше воображение. Более того, высказывания типа
                              пространство между Вселенными заполнено непрозрачной для фотонов субстанцией
                              равнозначно моим кроликам, поскольку подобные гипотезы ненаучные невалидные.
                              Вопрос о том, что находится за пределами фронта, судя по всему, вообще не относится к естественно научным вопросам.
                                0
                                >> подобные гипотезы невалидные.

                                Не валидно пытаться доказать конечность скорости скоростью света притягивая невозможность пересечения границы Вселенной.По «логике» частица не может быть и волной и частицей одновременно и тем более её состояние не должно волшебно зависеть от того есть информация о ней у наблюдателя По «логике» релятивистское сложение скоростей нелогично. По «логике» квантовая запутанность и ужасающее дальнодействие — странно. По «логике» Вселенная не могла появится из сингулярности, а время иметь начало. «По логике» пространство не может расширятся само по себе и иметь энергию сам по себе, а вакуум быть намного более сложно структурой, чем просто пустое пространство, материя и энергия не может появится из пустоты и т.д.

                                >> Вопрос о том, что находится за пределами фронта, судя по всему, вообще не относится к естественно научным вопросам.
                                Но и притягивать фронт как границу, которую нельзя пересекать, тоже нельзя. И тем более делать какие-то выводы по тому что вам Вселенная что-то «должна».
                                  0
                                  «По «логике» частица не может быть и волной и частицей одновременно и тем более её состояние не должно волшебно зависеть от того есть информация о ней у наблюдателя»
                                  -Кусочек энергии, который в зависимости от воздействия на него проявляет свойства которые мы называем «частицой» или «волной».
                                    –1
                                    В бреде Эйнштейна все возможно, что подтверждает его ОТО. Даже то, что на Меркурий влияет только Юпитер.
                                      0
                                      Что за голоса из бани?
                      0
                      Это теория на слух неплохо воспринимается, только не объясняет почему скорость света внутри расширившейся вселенной (внутри пузыря) ограничена в 300000 км/с. :)
                      0
                      Потому что так надо. Был такой дядя как Физо, который намекнул, что скорость света явялется непостоянной. И был такой дядя, как Доплер, который намекнул, что скорость звука постоянна. И был такой дядя Эйнштейн, который в своей ОТО условием поставил что скорость света постоянная. Что в результате? Физо со своими намеками — до свидания, Доплер со своими намеками — велком. Осталось, правда, непонятым, как аккустическая природа может быть нацеплена на электромагнитную… Но зачем об этом задумываться? ;)
                        0
                        «как аккустическая природа может быть нацеплена на электромагнитную…» — есть версия, что волновые свойства сходятся :)

                        А скорость электромагнитных волн (света) вероятно ограничивается свойствами среды распространения…
                          0
                          а то, что свет волна кто придумал? Свет это поток частиц. Причем тут волна? А не при чем, как и все в ОТО
                            0
                            Вряд ли свет — это поток частиц, иначе мы были б как решето, а обычные лампочки просто бы испарялись, теряя массу из-за излучения обычного света. Как-то больше свет в частности, а э-м излучение напоминает поток возмущений среды (волны), в которой он распространяется. И частотой излучения определяется к какому виду нам, людям, его относить... До ОТО… пока далековато :)
                              0
                              Ну они и теряют массу постоянно — но в количестве таком же как получают из электропроводки, так что общая не меняется. Это если не учитывать испарение спирали.

                              А так свет и волна и частица. Распространяется в пространстве — как волна(электромагнитная), взаимодействует с чем-нибудь — как частица (фотон).
                                0
                                Сорри, но если масса идет по электропроводке, то получается при подаче напряжения провода должны тяжелеть, а при особо большом провисать или даже рваться. Не слышал о таком. Но прикол в том, что по проводам с переменным током, которые нас блин окружили, вообще ничего не передается — там с частотой 60 колебаний в секунду скачут одни и те же электроны, как хохлы на майдане :), и на лампочку ничего не попадает, кроме ВОЛН возмущения электронов в цепи. А лампочка светит. Получается без потпитки массой. Поэтому то массой эти частицы не обладают, это волны возмущения эл-м среды, видимого спектра. Короче энергия в чистом виде.
                                  0
                                  А энергия имеет массу, точнее это масса — просто одна из форм существования энергии.

                                  Естестестенно не слышали о провисании — просто масса очень маленькая, ее даже на свехточных научных весах толком не измерить, а без них и вообще не заметно будет.
                                  За 10 часов непрерывного горения 100 Вт лапочка разбрасывает вокруг себя фотонов массой примерно на 0.04 микрограмма. (4*10^-11 кг). Столько же притекает за это время по проводам.

                                  В штуках же на эти 0.04 мкг приходится 3*10^25 шт или по 10^21 в секунду.
                                    –1
                                    Массу имеет материя. Энергия не имеет никакой массы.
                        0
                        Скорость света конечна потому что ночью темно. Нет, серьёзно, если бы она была бесконечной, ночью все бы звезды из видимой Вселенной постоянно светили бы нам постоянно. Хотя это ответ на вопрос «откуда мы об этом знаем».

                        А на самом деле просто получилось, что для уравнений Максвелла в движущейся и покоящейся системах отсчёта, да и вообще в любой системе отсчёта наблюдателя (в разных reference frame) просто математически нету других решений, кроме преобразований Лоренца, которые бы обеспечили симметричность и согласованность преобразований (были бы инвариантом). Правда это то, что сейчас называется cosmic speed limit и это просто параметр в уравнение Лоренца. А вот почему он равен именно скорости света — ну потому, что мы как раз использовали его для описания движения световой волны.

                        Тут лучше подумать на тему почему у этой величины нет квантовых флуктуаций.
                          0
                          Я некорректно сформулировал про конечность скорости света. Для меня очевидно, что скорость любых частиц и/или волн имеет свои пределы. Вопрос в том, почему скорость эл-м волн (в т.ч. света) 300000 км/с, а не другая, например 600000 или 150 и, связанный с ним вопрос, почему скорость эл-м волн одинакова в любой среде.
                            0
                            Она НЕ одинакова в любой среде. Во всех средах скорость света отличается друг от друга. А то что подразумевают под фундаментальной константой с (почти 300 000 км/с) и входит в уравнения СТО/ОТО — это скорость света конкретно в вакууме.
                            Т.е. в среде в которой скорость у света максимальна из всех возможных сред.
                              0
                              скорость эл-м волн одинакова в любой среде. Если есть весомые ссылки, например таблица скоростей в разных средах, был бы весьма признателен, о таком не известно.
                                +1
                                Ндааа, учебник физики за 8 класс пойдет? :))) http://interneturok.ru/physics/8-klass/bsvetovye-yavleniyab/prelomlenie-sveta

                                Ну или гуглите «По­ка­за­тель пре­лом­ле­ния» (хотя бы в вики).
                                  0
                                  Прикольно, — я читал в свое время. Только вопрос остался, кто и когда экспериментально замерял скорость света в алмазе, воде или другой плотной среде, которая этот свет рассеивает. В учебниках физики за 8-11 класс об этом не пишут…
                                    +1
                                    Кто — Леон Фуко, когда — в 1849 году. Была измерена скорость света в воздухе, воде и других средах и доказана, что она отличается. С тех пор, много раз значения уточнялись, так как вся оптика построена на «по­ка­за­теле пре­лом­ле­ния света». Собственно при равенстве скоростей света в любой среде не работала бы ни одна линза и собственно даже наши глаза имели бы совсем другую структуру.
                                      0
                                      Вот общеизвестная формула:

                                      отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для данных двух сред, равная отношению скоростей света в этих средах

                                      Отношение синусов углов экспериментально замерить не сложно… а вот кто замерял скорость в среде? Ведь проще было ее вывести, зная скорость света и углы :) Есть свидетельства фактических экспериментов по измерению скоростей в средах?
                                        –2
                                        Я внимательно все изучил и знаете вывод то какой? Скорость никто не мерял, а высчитывал исходя из гипотезы о равенстве отношений синусов углов и скоростей. А гипотеза ни чем не подтверждена. Не нашел.
                                          +1
                                          Во-первых, измеряли, вы серьезно верите, что в эпоху колайдеров и космических полетов, такую вещь как скорость света/радиоволн или излучения не померяна тысячи раз в различных средах?
                                          Во-вторых, с точки зрения физике это равносильно веры в Плоскую землю.
                                          Во-третьих, Человечество постоянно использует радиосвязь, лазеры, радары и т.п., в том числе под водой и для связи со спутниками, любая ошибка в скорости электромагнитных волн была бы замечена еще лет сто назад.
                                            0
                                            При всем уважении, но у Вас не прозвучало конкретного аргумента. А вопросы верите-не верите… Я сомневаюсь. А сомнения — ключ познания. Кто сказал?.. Чего и Вам желаю.
                                            0
                                            Нет, во основных распространенных средах скорость света измеряли напрямую. Впервые еще больше 100 лет назад. Благодаря этому как раз и нашли зависимость, что оказывается соотношение скоростей света в разных средах всегда равняется коэффициенту преломления света на границе этих сред. После этого для остальных сред скорость света стали определять по оптическим свойствам — т.к. это проще чем прямые замеры.

                                            Помимо всей оптики и прямых замеров различие скорости света в зависимости от среды еще регулярно проявляется и наблюдается в виде излучения Вавилова-Черенкова — как только скорость движения заряженных частиц превышает скорость света в данной конкретной среде — появляется характерное излучение.
                                              0
                                              Честно, говоря про измерение 100 лет назад лучше никому не говорить, — приборов точных не было. Но где эксперимент? Если это опять Физо, то там он ее в воде не мерял. Сами посмотрите, вы это лучше меня оценить сможете.
                                                0
                                                Эксперименты по измерению скорости света сейчас школьники/студенты на лабах делают

                                                http://genphys.phys.msu.ru/rus/lab/opt/404.pdf

                                                http://lms.physics.spbstu.ru/pluginfile.php/2660/mod_resource/content/1/Lab_3_06_Phys.pdf

                                                http://portal.tpu.ru/departments/kafedra/tief/method_work/method_work2/lab4/LabsOpticsFiles/o16.pdf

                                                http://physoptika.ru/relyativistskie-effekty-v-optike/klassicheskie-opyty-po-izmereniyu-skorosti-sveta.html

                                      0
                                      Как там живется застряв где-то в 19 веке судя по по представлениям о мире?
                                      Про эквивалентность энергии и массы не знаем (или не верим). Про то что скорость света не зависит от скорости источника, но зато зависит от среды где он распространяется — тоже не знаем.
                                        0
                                        Ознакомился с экспериментами. Подгонка это. Расчет на придуманной логике, что соотношение синусов углов= соотношению скоростей света в вакууме и скорости в среде. А логика — не доказательство истины, это просто подгонка… эмпирика чистая :)
                                    0
                                    Ну с числовым значением никакой подоплёки нет, примерно по той же причине, почему вводя URL без протокола браузер соединяется по HTTP. Так договорились в своё время, сначала определили 1 секунду, а потом сказали, что 1 метр это длина пути, который пройдёт свет в вакууме за 1 / 299 792 458 секунды. Ну число подобрали чтобы примерно подходило к эталону метра из Парижской Палаты, чтобы особо вопросов не было. Ещё были попытки определить метр через длину меридиана земли и через колебания маятника при периоде в ту же 1 секунду. Так как 1 метр определили через скорость, то и скорость в таких обозначениях очевидно чему равна.

                                    А вот про среду я не понял, что вы имеете в виду. Скорость света (электромагнитной волны) в среде как раз не одинакова и зависит от показателя преломления (который сам зависит от диэлектрической и магнитной проницаемости вещества), что можно воспринимать как Лоренцево сокращение длины частиц среды (между частицами среды) и увеличение плотности заряда, который создаёт противодействующее электромагнитное поле (вспомните школьный парадокс подводной лодки в СТО, тут как бы примерно то же самое). Есть всякие случаи, связанные, например, с тем, что волны вызывают поляризацию вещества и переориентацию электромагнитного поля в некоторой части, и в итоге волна может распространяться быстрее, чем ей «положено», но не быстрее скорости в вакууме. Ну и есть всякая эквилибристика с понятияем фазовой скорости, которая может быть выше скорости света, но это примерно того же уровня, что комплексные числа в сильном взаимодействии.
                                      0
                                      1. С конкретным численным выражение скорости понятно, оно таково, как мы его выразили через известные нам меры длины и времени. 2. «Скорость электромагнитной в среде как раз не одинакова», — и далее представлено обоснование. Согласен. Но если точно до копейки считать, то скорость распространения меняется незначительно. Настолько незначительно, что этим пренебрегают. И нигде нет таких таблиц, как, например, для скорости распространения механических волн в различных веществах. 3. Наблюдается закономерность — скорость распространения волн в среде тем выше, чем плотнее среда. Чем можно объяснить что скорость электро-магнитной волны в вакууме — максимальная из известных нам скоростей.
                                      Р
                                        0
                                        Кхм, залез в первый попавшийся справочник по физике (кстати К. Нордлинг, Д. Остерман «Справочник по физике для учёного и инженера», рекомендую), и сразу же нашёл таблицу
                                        коэффициентов преломления

                                        Если помните, то это как раз отношение скорости света в вакууме к скорости света в среде. Вон оно для воды разной температуры отличается. Да и даже в воздухе разное для разной длины волны. Извините, но 30% разницы в скорости в воде против вакуума учитываются даже в школьных задачах. Да и, на секундочку, радуга после дождя на фундаментальном уровне как раз обусловлена разной скоростью разных длин волн света в водяной капле.

                                        Откуда вы 3 взяли я честно говоря не понимаю. Для подавляющего большинства веществ показатель преломления, вычисляемый как корень из произведения диэлектрической и магнитной проницаемости вещества (и равный, напомню, отношению скоростей света в вакууме к среде), пропорционален (с учётом того, что магнитная проницаемость подавляющего большинства веществ не отличается от магнитной проницаемости вакуума) плотности электронов среды (и ещё ряду параметров, которые можно опустить для понимания). И у подавляющего большинства веществе с ростом плотности скорость распространения света в них падает. Есть отдельные случаи с метавеществами с другим показателем магнитной проницаемости, есть ряд эффектов в сцинтилляторах, когда падающий поток «переизлучается» на другой длине волны, а поскольку излучаться он может только с определёнными энергиями, соответствующими энергетическим уровням электронов в веществе, то при большом потоке может наблюдаться нехватка электронов для такого перехода и последующая интерференция с родительским потоком, но это закономерностью как раз не является. Вакуум «пустой», в воздухе скорость меньше, в спирте ещё меньше, в воде ещё меньше, разницу между скоростью света в воде и воздухе можно дома померить бытовыми приборами, и там таки будут не копейки.

                                        А вообще сейчас напишу пару вещей для понимания терминологии того, что мы в нашем языке называем «скоростью света». Возьмём для простоты, что Земля — это шар. Мы стоим с Вами в одной точке, потом вы начинаете идти. Прошли 10 000 км, прошли ещё 10 000 км. Вроде как вы должны быть от меня на 20 000. Однако по факту максимальное расстояние на Земле, на которое вы можете от меня уйти — это диаметр Земли: 12600 км с копейками. Это то, что называется Earth distance limit. А теперь возьмите пространство-время, вспомните, что скорость это производная координаты по времени, и напишите формулу сложения скоростей, инвариантную к преобразованиям Лоренца. Вот тот коэффициент C, который при этом возникнет — это будет cosmic speed limit, который в русскоязычной терминологии не употребляется. Это фундаментально максимальная скорость в пространстве-времени. А вот свет (фотоны) да и вообще переносчики взаимодействия (глюоны, гравитон), согласно стандартной модели, являются безмассовыми частицами. Если вспомните закон сохранения энергии и теорему Пифагора для треугольника с гипотенузой E и катетами mc² и pc, то увидите, что единственная возможность у безмассовых частиц — иметь скорость, равную cosmic speed limit, что и называют у нас скоростью света. Есть некоторые модели, где фотоны имеют массу (в частности, по причине возможной интерференции фотонов и Хиггса), вот если это подтвердят, то формально вы сможете сказать, что скорость света таки не максимально возможная, но фундаментальный cosmic speed limit от этого никуда не денется.
                                          0
                                          Не до конца переварил Ваш ответ. Но переварю :)

                                          Вот общеизвестная формула:

                                          отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для данных двух сред, равная отношению скоростей света в этих средах

                                          Отношение синусов углов экспериментально замерить не сложно… а вот кто замерял скорость в среде? Ведь проще было ее вывести, зная скорость света и углы :) Есть свидетельства фактических экспериментов по измерению скоростей в средах?
                                            0
                                            Знаете, я тут начал писать ответ, вспомнил опыт Физо, рефрактометр Пульриха и прочие интересные вещи, а потом понял, что вы скорее всего путаете. Конкретный индивидуальный фотон существует всегда, вероятно существовал везде от начала времён и вообще есть мнение что они двигаются в пространстве-времени с одной пространственной и тремя временными координатами. И фотоны безмассовые, поэтому они всегда движутся со скоростью c (которая cosmic speed limit и вытекает из свойств пространства-времени).

                                            Но (!), в то же время, фотон — это квант возбуждения электромагнитного поля, и распространение (propagation) этого возбуждения описывается действием оператора A (амплитуда) равного e^(i(kx-ωt)) в конкретной точке пространства. Путешествуя по среде это возбуждения вызывает и колебания (изменения амплитуд движения) элементов среды, что мы измеряем, и подразумеваем под скоростью света в среде распространение этого колебания. Для большинства сред мы просто имеем сдвиг фазы колебания элементов среды на 90 градусов с сохранением частоты колебаний, что в итоге интерферирует как бы само с собой и итоговое распространение волны замедляется. Ну или увеличивается если фаза повернута на 270 градусов, или вообще всякий бред если итоговая фаза комплексная. Именно распространение колебаний. Индивидуальные фотоны по-прежнему всегда имеют c, ни больше ни меньше, потому что безмассовые. В вакууме сопротивляться нечему (в некотором приближении), поэтому и волны колебаний там распространяются с максимальной скоростью.

                                            А вот эта общеизвестная формула является всего лишь следствием математического требования непрерывности и выводится из равенства фаз волн на границе раздела.
                                              0
                                              Вы очень обстоятельно ответили и по многим пунктам интересно подискуссировать, но позволю себе с главного вопроса не свернуть: чем плотнее среда тем быстрее волна, пример звук в воздухе, воде, металле — с ростом плотности и/или упругости скорость распространения возрастает. Почему тогда в пустоте — скорость электро-магнитной волны максимальна? По логике, она должна быть вообще близка к 0. Чем объясните?
                                                0
                                                Так, начнём с того, что для газов в формуле скорости звука плотность стоит под корнем в знаменателе. Чем плотнее газ, тем скорость звука будет меньше. В воздухе 330 м/с, в чистом водороде — 1285 м/с (плотность воздуха — 0.00129 г/см³, плотность водорода — 0.0000899 г/см³). Даже банально плотность воздуха с понижением температуры возрастает (уравнение Клапейрона), скорость звука в нём тоже падает. Откройте табличку на википедии.
                                                Для жидкостей между жидкостями принципиально то же самое. С ростом плотности жидкости скорость падает. Да, есть солёная вода, где скорость выше, чем в обычной, но это уже связано именно с раствором солей.
                                                А теперь внимание, у газа и у жидкости звук переносится колебанием молекул. Только газ при этом может сжаться, а жидкости — не особо. Только жидкость фундаментально нельзя воспринимать газом большой плотности, потому что у молекул появляются связанные степени свободы.
                                                И таки да, заметьте, в вакууме скорость звука, в полном соответствии с Вашей логикой, нулевая.

                                                А вот фотонам-переносчикам электромагнитного взаимодействия примерно всё равно, можно считать, что они возникают из флуктуаций квантового электромагнитного поля (и немного гравитационного), наличие которого является фундаментальным свойством нашей Вселенной. Точнее они являются передатчиками возбуждения электронов (и позитронов) квантового электромагнитного поля и передают импульс от одного электрона/позитрона к другому. Для таких частиц (передатчиков взаимодействий) есть ещё название Gauge Boson, на русский переводимое как калибровочные бозоны. Так вот, оказалось, что и наличие самих электронов не особо обязательно, и вот эти фотоны просто путешествуют по нашему пространству, а мы их называем светом, радиоволнами, рентгеном и чем только не… Электромагнитное поле есть везде, в «среднем по больнице» имеет нулевой потенциал (в отличие от Хиггса), или чуть побольше вблизи возбуждений поля кварков (в итоге получаем атомы), а фотоны просто обеспечивают передачу импульса (propagation волны). Только вот в отличие от газов и жидкостей электронам в своём поле (да и кваркам с нейтрино) сжиматься некуда, потому что есть принцип запрета Паули. Для кварков правда пришлось придумать цвета и ароматы, а для нейтрино вообще сорта, но всё равно. В одной точке они находиться не могут (да и вообще можно воспринимать электрон как один единственный электрон во всей Вселенной, просто измеренный в разном времени-месте), поэтому и фотонам при передаче импульса деваться некуда.
                                                  0
                                                  По таблице, на мой взгляд, прослеживается закономерность о росте скорости звука с ростом плотности и/или упругости. Не только плотность, но и упругость! В целом, в любом газе скорость звука меньше, чем в жидкости, а в жидкости, меньше, чем в твердом теле. Внутри газов и жидкости играет роль упругость, и, возможно, еще какие-то факторы в большей степени, чем плотность. Поэтому мы и наблюдаем частный пример с водородом и по формуле вообще (что плотность в знаменателе под корнем).


                                                  Азот
                                                  скорость звука азота 333.6 (Метр / Секунда)
                                                  Алюминий
                                                  скорость звука алюминия 5100 (Метр / Секунда)
                                                  Аргон
                                                  скорость звука аргона 319 (Метр / Секунда)
                                                  Барий
                                                  скорость звука бария 1620 (Метр / Секунда)
                                                  Бериллий
                                                  скорость звука бериллия 13000 (Метр / Секунда)
                                                  Бор
                                                  скорость звука бора 16200 (Метр / Секунда)
                                                  Ванадий
                                                  скорость звука ванадия 4560 (Метр / Секунда)
                                                  Висмут
                                                  скорость звука висмута 1790 (Метр / Секунда)
                                                  Водород
                                                  скорость звука водорода 1270 (Метр / Секунда)
                                                  Вольфрам
                                                  скорость звука вольфрама 5174 (Метр / Секунда)
                                                  Гадолиний
                                                  скорость звука гадолиния 2680 (Метр / Секунда)
                                                  Галлий
                                                  скорость звука галлия 2740 (Метр / Секунда)
                                                  Гафний
                                                  скорость звука гафния 3010 (Метр / Секунда)
                                                  Гелий
                                                  скорость звука гелия 970 (Метр / Секунда)
                                                  Германий
                                                  скорость звука германия 5400 (Метр / Секунда)
                                                  Гольмий
                                                  скорость звука гольмия 2760 (Метр / Секунда)
                                                  Диспрозий
                                                  скорость звука диспрозия 2710 (Метр / Секунда)
                                                  Железо
                                                  скорость звука железа 4910 (Метр / Секунда)
                                                  Золото
                                                  скорость звука золота 1740 (Метр / Секунда)
                                                  Индий
                                                  скорость звука индия 1215 (Метр / Секунда)
                                                  Иридий
                                                  скорость звука иридия 4825 (Метр / Секунда)
                                                  Иттербий
                                                  скорость звука иттербия 1590 (Метр / Секунда)
                                                  Иттрий
                                                  скорость звука иттрия 3300 (Метр / Секунда)
                                                  Кадмий
                                                  скорость звука кадмия 2310 (Метр / Секунда)
                                                  Калий
                                                  скорость звука калия 2000 (Метр / Секунда)
                                                  Кальций
                                                  скорость звука кальция 3810 (Метр / Секунда)
                                                  Кислород
                                                  скорость звука кислорода 317.5 (Метр / Секунда)
                                                  Кобальт
                                                  скорость звука кобальта 4720 (Метр / Секунда)
                                                  Кремний
                                                  скорость звука кремния 2200 (Метр / Секунда)
                                                  Криптон
                                                  скорость звука криптона 1120 (Метр / Секунда)
                                                  Ксенон
                                                  скорость звука ксенона 1090 (Метр / Секунда)
                                                  Лантан
                                                  скорость звука лантана 2475 (Метр / Секунда)
                                                  Литий
                                                  скорость звука лития 6000 (Метр / Секунда)
                                                  Магний
                                                  скорость звука магния 4602 (Метр / Секунда)
                                                  Марганец
                                                  скорость звука марганца 5150 (Метр / Секунда)
                                                  Медь
                                                  скорость звука меди 3570 (Метр / Секунда)
                                                  Молибден
                                                  скорость звука молибдена 6190 (Метр / Секунда)
                                                  Натрий
                                                  скорость звука натрия 3200 (Метр / Секунда)
                                                  Неодим
                                                  скорость звука неодима 2330 (Метр / Секунда)
                                                  Неон
                                                  скорость звука неона 936 (Метр / Секунда)
                                                  Никель
                                                  скорость звука никеля 4970 (Метр / Секунда)
                                                  Ниобий
                                                  скорость звука ниобия 3480 (Метр / Секунда)
                                                  Олово
                                                  скорость звука олова 2500 (Метр / Секунда)
                                                  Осмий
                                                  скорость звука осмия 4940 (Метр / Секунда)
                                                  Палладий
                                                  скорость звука палладия 3070 (Метр / Секунда)
                                                  Платина
                                                  скорость звука платины 2680 (Метр / Секунда)
                                                  Плутоний
                                                  скорость звука плутония 2260 (Метр / Секунда)
                                                  Празеодим
                                                  скорость звука празеодима 2280 (Метр / Секунда)
                                                  Рений
                                                  скорость звука рения 4700 (Метр / Секунда)
                                                  Родий
                                                  скорость звука родия 4700 (Метр / Секунда)
                                                  Ртуть
                                                  скорость звука ртути 1407 (Метр / Секунда)
                                                  Рубидий
                                                  скорость звука рубидия 1300 (Метр / Секунда)
                                                  Рутений
                                                  скорость звука рутения 5970 (Метр / Секунда)
                                                  Самарий
                                                  скорость звука самария 2130 (Метр / Секунда)
                                                  Свинец
                                                  скорость звука свинца 1260 (Метр / Секунда)
                                                  Селен
                                                  скорость звука селена 3350 (Метр / Секунда)
                                                  Серебро
                                                  скорость звука серебра 2600 (Метр / Секунда)
                                                  Сурьма
                                                  скорость звука сурьмы 3420 (Метр / Секунда)
                                                  Таллий
                                                  скорость звука таллия 818 (Метр / Секунда)
                                                  Тантал
                                                  скорость звука тантала 3400 (Метр / Секунда)
                                                  Теллур
                                                  скорость звука теллура 2610 (Метр / Секунда)
                                                  Тербий
                                                  скорость звука тербия 2620 (Метр / Секунда)
                                                  Титан
                                                  скорость звука титана 4140 (Метр / Секунда)
                                                  Торий
                                                  скорость звука тория 2490 (Метр / Секунда)
                                                  Углерод
                                                  скорость звука углерода 18350 (Метр / Секунда)
                                                  Уран
                                                  скорость звука урана 3155 (Метр / Секунда)
                                                  Хлор
                                                  скорость звука хлора 206 (Метр / Секунда)
                                                  Хром
                                                  скорость звука хрома 5940 (Метр / Секунда)
                                                  Церий
                                                  скорость звука церия 2100 (Метр / Секунда)
                                                  Цинк
                                                  скорость звука цинка 3700 (Метр / Секунда)
                                                  Цирконий
                                                  скорость звука циркония 3800 (Метр / Секунда)
                                                  Эрбий
                                                  скорость звука эрбия 2830 (Метр / Секунда)

                                                    0
                                                    Молодец, притащили бесполезную простыню, могли бы, раз так хотели, ещё плотности каждого из этих веществ записать заодно. А теперь посчитаете упругость квантового электромагнитного поля, которое распространяет свет.
                                              0
                                              А в плане экспериментов — да, преимущественно меряют углы и показатель преломления, примерно пятью методами. Вот тут в референсах 91 ссылка на реальные эксперименты. Ещё можно измерять число фотонов, вылетевшее из источника, отразившееся и преломившееся. Оно правда зависит от отношения диэлектрической и магнитной проницаемостей, а не от произведения, и работает только с поляризованными источниками, но тем не менее.
                                                –1
                                                Так вывод то какой? Скорость никто не мерял, а высчитывал исходя из гепотезы о равенстве отношений синусов углов и скоростей
                                                  +1
                                                  Мерили её и не раз без углов, опыт Физо был как раз с водой. И ничего не мешает поставить на одно из плечей интерферометра прозрачную среду и наблюдать интерференционную картину от задержки одного из плечей. Собственно из 91 метода в статье примерно 20 так или иначе это и делают.
                                                  А равенство отношений синусов это не гипотеза, это весьма строгий математической вывод из граничных условий распространения.
                                                    0
                                                    Описание опыта Физо по определению скорости в воде есть? Честно говоря нашел, но оно очень короткое: Луч света от источника разделяется полупрозрачной пластинкой на два луча, один из которых, отражаясь от зеркал, проходит через текущую в трубах воду по направлению её движения, а другой — против её движения. После этого оба луча попадают в интерферометр, где и наблюдается интерференционная картина. Измерения производились сначала при неподвижной воде, а затем — при движущейся, со скоростью {\displaystyle u=} {\displaystyle u=}7 м/c [3]. По смещению интерференционных полос определялась разность времён прохождения лучей в движущейся и неподвижной среде, а следовательно, и величина {\displaystyle \alpha } \alpha (коэффициент увлечения).
                                                    0
                                                    Ещё её периодически меряют напрямую в метаматериалах и в кристаллах, когда это действительно надо. Просто не было наблюдений, по которым эти измерения могли бы как-то отличаться.
                                                      0
                                                      отличаться от чего?
                                                        0
                                                        Ну а вы о чём спрашиваете? Прямое измерение скорости распространения волны в среде против «вычисленной» скорости на основе коэффициента преломления. Поставьте эксперимент, где это будет не так (могу даже подсказать, как это сделать (: ), тогда будете рассуждать
                                                          0
                                                          Обоснование делает тот, кто утверждает, что эта пропорция верна. Нет обоснования экспериментального — значит это непроверенная гипотеза.
                                              –1
                                              Так вывод то какой? Скорость никто не мерял, а высчитывал исходя из гепотезы о равенстве отношений синусов углов и скоростей :)
                                    0
                                    Давайте поразмыслим)
                                    Почему у Вселенной должен быть фронт или граница?

                                    Потому что был Большой Взрыв. Мы же наблюдаем реликтовое излучение?
                                    На самом деле ограничение предельной скорости говорит о том, что это фронт недостижим, то есть с нашей точки зрения Вселенная бесконечна. Однако если посмотреть на всё это «со стороны», то фронт есть, это очевидно.
                                    Почему не может быть что наблюдаемая вселенная (метавселенная) лишь одна из многих частей мультивселенной, возникших от других Больших Взрывов?

                                    Предполагаю, что с таким подходом должен иметь место парадокс, вроде фотометрического, — равномерном распределении изучения в пространстве, что не наблюдается
                                    Кто сказал что сверхсветовые объекты должны приходить из вне или мы их способны их наблюдать при текущих технологиях?

                                    Никто не сказал, но концепцию мультивселенных можно развивать до бесконечности, что, в конечном итоге приведет к хаосу, подобному выше, с излучением, только с объектами. Почему нет?
                                    Кто сказал что реальная граница Вселенной расширяется со скоростью именно света, а не большей?

                                    Используя релятивистский принцип сложения скоростей, по аналогии, заменив предельную скорость фронта на конечную, придём к тому, что скорость фонового изучения (реликтового) была бы переменной и меньше существующего значения c.
                                      0
                                      Чтобы лучше понять Вселенную, надо по уже известным о ней сведениям узнать её примерное будущее. Известно, что она возникла 14 млрд лет назад как ограниченный расширяющийся объект. Уже это говорит о том, что одна наша Вселенная не может представлять собой вечное и бесконечное мироздание. Поэтому нужно сразу вводить вечное и бесконечное сверхпространство, в области которого возникло и расширяется множество вселенных, соразмерных нашей.
                                      Тогда будущее нашей Вселенной и всех прочих, расширяющихся вместе с ней, примерно такое. Однажды их свободное расширение, в течение которого внутри них протекает эволюция материи, закончится, и они сдавят друг друга своим эфиром/вакуумом, перейдут во взаимно сжатое состояние.

                                      Пояснение. Расширяющееся пространство вселенных вовсе не пустота, не вакуум в буквальном смысле этого слова, а энергетически плотная среда, которую поэтому точнее называть эфиром. Это не эфир Майкельсона, но и не вакуум Эйнштейна. Она влияет на поведение частиц материи и, расширяясь, раздвигает скопления галактик. Чтобы учитывать эти её свойства и открывать новые, проще уточнить, осовременить понимание термина «эфир», чем наполнять термин «вакуум» противоположным ему по смыслу содержанием — считать пустоту физической, космической, квантованной, способной искривляться.

                                      Так вот, взаимное сжатие множества вселенных означает образование из них пространства более масштабной вселенной — макровселенной. Они — кванты её пространства, частицы её эфира — эфироны. Соответственно, частицами эфира нашей Вселенной, его эфиронами являются вселенные предыдущего масштаба — микровселенные. Множество вселенных нашего масштаба возникло в какой-то точке пятого измерения — между бесчисленными меньшими масштабами пространства вселенных и бесчисленными большими масштабами пространства вселенных.
                                      Если Вселенная окажется просто эфироном плотного эфира макровселенной, то наша участь печальна. Эфир сжатой со всех сторон Вселенной, не имея возможности свободно расширяться и увеличивать свой объём, начнёт увеличивать свою плотность. Это затормозит эволюцию материи и развернёт её обратно. Жизнь во Вселенной иссякнет, материя распадётся на элементарные частицы.
                                      Но если в ходе эволюции материи успеет возникнуть единая вселенская система цивилизаций, способная контролировать плотность своей внутренней среды — вселенского эфира, то мы выживем. Наша Вселенная станет разумной (федерацией), а такие разумные вселенные являются для макровселенной её фотонами. Которые, как и запутанные фотоны нашей Вселенной, будут взаимодействовать с мгновенной скоростью и станут основой частиц материи макровселенной.
                                      Вот и ответ на вопрос к Итану — откуда во Вселенной появились фотоны. Ими стали разумные микровселенные, которые выделились из остальных микровселенных при их взаимном сжатии и образовании пространства Вселенной. Описанная картина мира отвечает и на другие к нему вопросы.
                                        0
                                        «Расширяющееся пространство вселенных вовсе не пустота, не вакуум в буквальном смысле этого слова, а энергетически плотная среда, которую поэтому точнее называть эфиром.» — если судить по скорости распространения электро-магнитных волн, то эта среда сверхплотная и сверх проницаемая, она проходит сквозь осязаемый нами мир, вселенную как хочет. А мы — «Призраки». Но все-таки она с нами взаимодействует, хотя очень слабо :)
                                          0
                                          Да, в смысле плотностей эфира и материи, мы — «призраки». Чем плотней материя, тем она менее плотная относительно эфира. Чёрная дыра — вообще как дырка в 5 измерение, через которую со сверхсветовой скоростью из нашей Вселенной вытекает эфир.
                                          Но нынешний эфир просто плотная среда, сверхплотным он был в момент образования пространства Вселенной, когда его объём рос за счёт слияния с ним внешних микровселенных-эфиронов (инфляционная стадия), а не за счёт расширения внутренних. От чего и произошёл его Большой взрыв.
                                          Как же материя движется сквозь эту плотную среду? Благодаря гравитации. Всё начинается с фотонов — разумных микровселенных. Фотон — это не электромагнитная волна, это элементарная частица для нашего пространства, полёт которой в нём сопровождается «волнением» пространства. Как своя волна присуща электрону и другим частицам. А летит он потому, что эта разумная микровселенная постоянно ликвидирует перед собой (вызывает коллапс) очередную давящую на неё микровселенную-эфирон. И перемещается давлением эфира на её место, где повторяет ликвидацию очередного эфирона. Содержимое ликвидируемых эфиронов уходит в пятое измерение — так действует на элементарном квантовом уровне гравитация.
                                          Все элементарные частицы материи (кварки, электроны) состоят из фотонов, поэтому материя всасывает окружающий эфир, снижая внутри и вокруг себя его плотность. Разреженный эфир, постоянно притекающий к телам, и есть гравитационное поле тел. Поэтому тела, поглощая окружающий эфир и выводя его в пятое измерение, без трения движутся в плотном эфире, они просто поглощают больше эфира по курсу своего движения. Это стабильно асимметричное поглощение эфира проявляется как движение тела по инерции. Тела всегда движутся в сторону менее плотного эфира, если только этому не мешает инерция — ещё менее плотный эфир, прилегающий к телу.
                                            0
                                            Скорость волны определяется характеристиками среды пропускания — это всем вроде понятно. Например скорость механических колебаний (звука) в воздухе одна, в воде существенно больше, в металле, бетоне еще больше. Чем плотнее и/или упружистей среда среда тем быстрее передается волна. От сюда интересный момент — скорость эл-м волны (света) максимальная из известных нам скоростей — наверняка так же определяется средой распространения. И если нигде нет ошибки то вокруг нас невероятно плотная и упругая среда, в которой проходит сквозь наш мир, едва с ним взаимодействуя. А мы «Призраки». Мне кажется, но без обстоятельного исследования этого вопроса двигаться дальше, пытаясь понять историю вселенной, черные дырки и другие глобальные темы — просто купаться в собственных фантазиях, пусть даже и очень логичных. Но… логика — не есть доказательство истины :)
                                        –2
                                        Всё верно Вы говорите. Только со звуковыми волнами лучше сравнивать тоже продольные волны в эфире. Электромагнитные волны — поперечные. Продольные гораздо быстрее поперечных.
                                        Уже по этой причине поиск и генерация сверхсветовых продольных волн является областью секретных исследований. А поскольку они могут быть носителями информации во взаимодействиях инопланетных цивилизаций, то тем более. Поэтому нам остаётся «купаться в фантазиях», пока какие-нибудь события не сделают тайное явным.
                                          0
                                          Шли десятилетия, мы измеряли излучение со всё возрастающей точностью и обнаруживали, что оно находилось не на отметке 3 градусов выше абсолютного нуля, а на отметке в 2,7 К, затем в 2,73 К, затем в 2,725 К. И возможно, величайшим из всех достижений, касающихся этого остаточного свечения, было измерение его спектра, показавшее спектр идеального чёрного тела.


                                          Кто-нибудь может объяснить, как так получается что максимум излучения в спектре абсолютно черного тела с температурой 2.725 К приходится на длину волны примерно 1 мм (закон смещения Вина — точное значение 1.06 мм), тогда как в спектре реального реликтового излучения максимум излучения приходится на длину почти 2 мм — см графики в статье. (Или 1,87 мм / 160,4 ГГц если точнее погуглить).

                                          Однако РИ приписывают температуру именно 2.725 K, хотя такому спектру соответствует температура 1.55 К

                                          При этом плотность (удельная мощность) РИ как и положено соответствует АЧТ с температурой 2.725 К

                                          Если никто не знает, то можно как раз Итану вопрос закинуть будет…

                                          Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                          Самое читаемое