Painovoimasta energiaa

[Eusa]

Kiihtyvyys ja gravitaatio ovat ekvivalentteja. Toisiaan kiertävät kappaleet muuttavat kiihtyvyyttään suhteessa muuhun kaikkeuteen aaltofunktion tapaan. Maapallo ja aurinko esimerkiksi kiihdyttävät aineksiaan vasten avaruutta, joka kompensoi valomittakaavassa tilanteen syöksymällä tyhjöenergiavirtauksena vastaan aineen hitauden tueksi. Hitauden määrää ja tyhjöenergiavirtauksen määrää kuvaa suure massa.

Tuossa lyhykäisesti eräs mekanismi avaruuden kaareutumisen taustaksi perustuen tutkimuksiini, lähinnä ajatuskokeisiin.

Ja tosiaan, jaksolliset kiihtyvyydet laimentuvat. Siten valon väsyminen tila-avaruudelle ei ole hullu ajatus, vaikka se on paradigmoista ollut sivuun sysättynä jo kauan. Eräs ideani on, että valon väsyminen lisää samalla tyhjöenergiaa eli laajentaa tilaa.

[Eusa]

Tämä oli ensimmäinen kerta kun kuulin että gravitaatio etenee ilman viivettä mutta gravitaatioaallot valon nopeudella.

Tämä tarkoittaisi sitä että jos aurinko poistuu paikaltaan, samassa hetkessä maa menee suoraan eikä kierrä aurinkoa, samoin tietysti Merkurius ym planeetat.

Itse en tuota purematta niele, olen sitä mieltä että vasta 8 minuutin kuluttua maan kiertorata lakkaa.

Kun gravitaatioaallot, muun säteilyenergian osana, muuttavat höyrystyneen auringon gravitaatiokenttää valonnopeudella c, tarkoittaa se juuri sitä, että menee se n. 8 minuuttia ennen kuin avaruuden kaarevuus oikenee maapallon kohdalla.

[mistral]

Kun gravitaatioaallot, muun säteilyenergian osana, muuttavat höyrystyneen auringon gravitaatiokenttää valonnopeudella c, tarkoittaa se juuri sitä, että menee se n. 8 minuuttia ennen kuin avaruuden kaarevuus oikenee maapallon kohdalla.

Tuossa tapauksessa kyllä mutta en sitä tarkoittanut. Jos aurinko häviäisi totaalisesti, mikä on mahdotonta mutta havainnollistuksena vaan sen esitin, niin se on periaatteessa samanlainen ilmiö kuin gravitaatioaalto, paitsi että sen vaihe putoaa nollaan ja pysyy siellä.

[Eusa]

Tuossa tapauksessa kyllä mutta en sitä tarkoittanut. Jos aurinko häviäisi totaalisesti, mikä on mahdotonta mutta havainnollistuksena vaan sen esitin, niin se on periaatteessa samanlainen ilmiö kuin gravitaatioaalto, paitsi että sen vaihe putoaa nollaan ja pysyy siellä.

Luonnossa prosessit ovat periaatteessa käänteisesti symmetrisiä.

Voidaan ajatella, ettei ensin aurinkoa olisi, mutta eri suunnista sopivat säteilytykset materialisoituisivat auringoksi. Gravitaatiokenttä ei muodostu siten, että se alkaa levitä vasta tuon auringon muodostuttua, vaan koko prosessi muodostaa samalla gravitaatiokentän. Eli sitä mukaa kun säteilyä saapuu kohti tulevaa materialisoituvaa aurinkoa, se muodostaa sille myös valmiin gravitaatiokentän, joka ulottuu funktionaalisesti äärettömiin. Jostain energiatiheys siirtyy toiseen paikkaan ja samalla muuttuu gravitaatiokenttä. Tästäkin huomataan, että sm-säteily on kovin samanlaista kuin gravitaatioaallot, mahdollisesti suorastaan täsmälleen samanlaista kuin isoja kiertorataperusteisia gravitaatioaaltoja muodostavat informaatioaallot.

[mistral]

Asia jäi vielä askarruttamaan... Kun kvanttipainovoimailmiöiden perustietoja ja -parametreja ei tunneta niin millähän perusteella arviot g-aaltojen aikaansaamisen ja sisältämän energiamäärän arviot on tehty?

Tässä T&A:n uutisessa vuodelta 2008 selviää että aaltojen energia selviää suhteellisuusteoriasta:

___________________________________________________
Einsteinin suhteellisuusteoria sai lisävahvistusta

17.04.2008Sakari Nummila

Havainnekuva suomalaisten tutkimasta OJ287:stä. Kaksoismusta-aukkojärjestelmä löytyi aikoinaan systemaattisen etsintäprojektin yhteydessä. Projekti käynnistyi vuonna 1980 Teknillisen korkeakoulun ja Turun yliopiston yhteistyöhankkeena. Kuva Tuorlan observatorio

Professori Mauri Valtosen johtama kansainvälinen tutkijaryhmä on löytänyt lisävahvistusta Einsteinin yleiselle suhteellisuusteorialle. Viime tammikuussa Yhdysvaltain tähtitieteellisen seuran AAS:in kokouksessa alustavasti esitellyt tulokset ovat nyt ilmestyneet arvovaltaisessa Nature-lehdessä.

Tutkimuksessa seurattiin kvasaarin OJ287 valonvaihtelua. Kyseisessä kvasaarissa kaksi mustaa aukkoa kiertää toisiaan radalla, joka prekessoi eli kiertyy. Radan kiertyminen on herkkä mitta suhteellisuusteorialle, sillä Einsteinin mukaan painovoima johtuu nimenomaan aika-avaruuden kaareutumisesta taivaankappaleen ympärillä.

Kaikki ilmiön aiemmat testaukset on tehty suhteellisen heikoissa painovoimakentissä, kuten maapallon tai Auringon vetovoimakentässä. Vaikka koetulokset ovat olleet sopusoinnussa Einsteinin teorian kanssa, niitä on voitu tulkita toisinkin. OJ287:ssä havaittu 39 asteen kiertyminen yhtä ratakierrosta kohti ei kuitenkaan jätä tilaa tulkinnoille. Tutkimuksessa mitattu aika-avaruuden kaareutuminen tapahtuu täsmälleen Einsteinin ennustamalla tavalla.

Mittausten mukaan myös aukkoparin kiertoaika lyhenee. Tämä johtuu parin säteilemistä gravitaatio- eli painovoima-aalloista. Vuoden 2016 tienoilla avaruuteen sijoitettavan LISA-laitteiston odotetaan näkevän myös OJ287:stä tuleva gravitaatioaaltosäteily.
_______________________________________________________

Jotenkin ne saadaan laskettua mutta se voi olla aika vaikeaa koska gravitaatioaaltojen olemassaoloa ei vähän aikaa sitten pidetty varmana.


Ehkä framadragging ei vaadi energiaa kun ympärillä ei ole kiihdytettäviä taivaankappaleita mutta jos taas on, siirtyy pyörimisenergiaa kappaleen liike-energiaksi.

[mistral]

Erilaiset viimeaikojen havainnot vahvistaa g-aaltojeen olemassaolon mutta mikä on ollut se perushavainto johon g-aaltojen energiasisällön kaava perustuu?

Olettaisin että perushavainto on se että valon nopeudella pyörivä komponentti on "luonnottomassa tilanteessa" kun avaruuden kaarevuus antaa sille lisää nopeutta ikään kuin ilmaiseksi. Ei-relativistisissa nopeuksissa komponenttien välinen gravitaatio kohdistuu 90 asteen kulmassa toisiinsa eikä edestäpäin ole yhtään vetoa. Näin vauhti pysyy samana, tilanne on luonnollinen. Mutta relativistisissa nopeuksissa toisen komponentin lähettämä gravitaatiorintama tulee viiveellä ja koska se on viiveellä, se on lähtenyt sellaisesta kulmasta joka ei ole 90 astetta enää kun osuu toiseen komponenttiin. Tämä kulmamuutos joko on taka- tai etuviistossa, ja hullua tässä on se että minun logiikalla se on etuviistossa mikä EI luovuta komponenttien energiaa vaan loihtii sitä jostakin lisää, en tiedä mistä. Mutta siis tässä 90 asteesta poikkeamassa on iso generaattori, kuinka se sitten tuottaa aaltoja, siinäpä arvoitus.

[mistral]

Tämä viistoveto on kyllä energian säilymislain vastainen jos ilmiö on vain siinä, sensijaan jos siihen liittyy joku takaisinkytkentä, voi se olla säilymislain puitteissa.

Mutta voihan olla että gravitaatioaallot syntyykin yksinkertaisesti komponenttien hurjista pyörähdyksistä, kun ollaan relativistisissa nopeuksissa ja kappale tekee "u-käännöksen" sekunnin murto-osassa, saattaa se itsessään tehdä g-aallon.


Lisää kummallisuuksia, tässä T&A:n uutinen helmikuulta:

Huhu Science-lehdeltä - gravitaatioaaltolöytö julkaistaan alkavalla viikolla

07.02.2016Mikko Suominen

Ensimmäiset havainnot painovoima-aalloista saatetaan julkistaa jo alkavalla viikolla. Science-lehden uutisoimien huhujen mukaan löytöraportti ilmestyy Nature-lehdessä 11. helmikuuta.

Julkisuuteen tihkuneiden vihjeiden mukaan kyseessä olisi LIGO-observatoriossa havaittu kahden mustan aukon yhdistyminen.

Mikäli tiedot ovat oikeita, mustat aukot olisivat massoiltaan 29 ja 36 -kertaisia Aurinkoon nähden ja niiden yhdistyessä olisi syntynyt 62 kertaa Aurinkoa massiivisempi aukko.
________________________________________

Viimeinen lause "....massoiltaan 29 ja 36 -kertaisia Aurinkoon nähden ja niiden yhdistyessä olisi syntynyt 62 kertaa Aurinkoa massiivisempi...."

Tässä väitetään että materiaa (3 auringon verran) olisi päässyt muuntumaan g-aalloiksi mikä on outoa. Sen vielä ymmärtäisi että komponenttien raapiessa toisiaan, tapahtumahorisontin ulkopuolelle lentävistä rouheista voisi syntyä fotoneita jotka pakenee ulkoavaruuteen, mutta että materia muuttuisi suoraan g-aalloiksi, miten ihmeessä se voisi tapahtua?

[Eusa]

Tämä viistoveto on kyllä energian säilymislain vastainen jos ilmiö on vain siinä, sensijaan jos siihen liittyy joku takaisinkytkentä, voi se olla säilymislain puitteissa.

Mutta voihan olla että gravitaatioaallot syntyykin yksinkertaisesti komponenttien hurjista pyörähdyksistä, kun ollaan relativistisissa nopeuksissa ja kappale tekee "u-käännöksen" sekunnin murto-osassa, saattaa se itsessään tehdä g-aallon.


Lisää kummallisuuksia, tässä T&A:n uutinen helmikuulta:

Huhu Science-lehdeltä - gravitaatioaaltolöytö julkaistaan alkavalla viikolla

07.02.2016Mikko Suominen

Ensimmäiset havainnot painovoima-aalloista saatetaan julkistaa jo alkavalla viikolla. Science-lehden uutisoimien huhujen mukaan löytöraportti ilmestyy Nature-lehdessä 11. helmikuuta.

Julkisuuteen tihkuneiden vihjeiden mukaan kyseessä olisi LIGO-observatoriossa havaittu kahden mustan aukon yhdistyminen.

Mikäli tiedot ovat oikeita, mustat aukot olisivat massoiltaan 29 ja 36 -kertaisia Aurinkoon nähden ja niiden yhdistyessä olisi syntynyt 62 kertaa Aurinkoa massiivisempi aukko.
________________________________________

Viimeinen lause "....massoiltaan 29 ja 36 -kertaisia Aurinkoon nähden ja niiden yhdistyessä olisi syntynyt 62 kertaa Aurinkoa massiivisempi...."

Tässä väitetään että materiaa (3 auringon verran) olisi päässyt muuntumaan g-aalloiksi mikä on outoa. Sen vielä ymmärtäisi että komponenttien raapiessa toisiaan, tapahtumahorisontin ulkopuolelle lentävistä rouheista voisi syntyä fotoneita jotka pakenee ulkoavaruuteen, mutta että materia muuttuisi suoraan g-aalloiksi, miten ihmeessä se voisi tapahtua?

Aine ei ole pallurahiukkasia vaan kenttäilmiö. Kun kentän olosuhde muuttuu radikaalisti, voi massaa eli energiaa siirtyä rajustikin. Gravitaatioaallothan eivät ole viritystilaa edellyttävä tehollisesti rajoittuva värähtely vaan suora kenttävärähtely, joka on huomattavasti tehokkaampi energian siirtäjänä.

Kiertoradoilla osa energiasta, siis massasta, on sitoutunut rataliikkeen potentiaaliin. Massa, joka häipyy, on tuota vähenevää kiertoliikettä. Liikkumattoman kappaleen  aiheuttaman gravitaatiokiihtyvyyden sen pinnalla voi ajatella olevan kiertoratavelkaa, aineen osaset puskevat toisiaan samalla voimalla, joka niillä olisi tuottamassa keskeiskiihtyvyyttä, jos voisivat olla häiriöttömillä kiertoradoilla.

[mistral]

Kiertoradoilla osa energiasta, siis massasta, on sitoutunut rataliikkeen potentiaaliin. Massa, joka häipyy, on tuota vähenevää kiertoliikettä.

Tuo pätee kyllä fotoniin. Kun se ponnistaa horisontin läheisyydestä ulkoavaruuteen, on sen "massa" suuri verrattuna siihen mitä se on ulkoavaruudessa. Ja toisin päin, jos hyvin "pienimassainen radioaalto" lähetetään kohti mustaa aukkoa, kasvaa sen massa lopulta painavaksi röntgenaalloksi.

Mutta materiahiukkasille se ei päde, niiden nopeus vain kasvaa valon nopeuteen mutta atomisidokset ei ole moksiskaan. Kun nyt kaksi mustaa aukkoa putoaa toisiinsa, luovuttaa ne liike-energiaa g-aaltoina, mutta itse materia säilyy tallella, sen takaa ainakin horisontti jonka takaa ei pääse ulos muuta kuin g-vaikutus.

[Eusa]

Tuo pätee kyllä fotoniin. Kun se ponnistaa horisontin läheisyydestä ulkoavaruuteen, on sen "massa" suuri verrattuna siihen mitä se on ulkoavaruudessa. Ja toisin päin, jos hyvin "pienimassainen radioaalto" lähetetään kohti mustaa aukkoa, kasvaa sen massa lopulta painavaksi röntgenaalloksi.

Mutta materiahiukkasille se ei päde, niiden nopeus vain kasvaa valon nopeuteen mutta atomisidokset ei ole moksiskaan. Kun nyt kaksi mustaa aukkoa putoaa toisiinsa, luovuttaa ne liike-energiaa g-aaltoina, mutta itse materia säilyy tallella, sen takaa ainakin horisontti jonka takaa ei pääse ulos muuta kuin g-vaikutus.

Eiköhän sitä voi aika suoraan ajatella niin, että fotonit/gluonit siellä aineessakin jylläävät ja tulevat kiertäneeksi erinäisiäkin kiertoratoja, joista kaikista se massa muodostuu. Horisontin luonteesta emme voi mitään kovin tarkkaa tietää havaintojen puuttuessa.

[mistral]

Eiköhän sitä voi aika suoraan ajatella niin, että fotonit/gluonit siellä aineessakin jylläävät ja tulevat kiertäneeksi erinäisiäkin kiertoratoja, joista kaikista se massa muodostuu. Horisontin luonteesta emme voi mitään kovin tarkkaa tietää havaintojen puuttuessa.

Pari poittia jotka ei sovi tuohon. Ensinnäkin säilymislaki, kun massa putoaa niin pot.energia muuttuu kin.energiaksi. Silloin ei materian sisäisiin voimiin liikene ylimääräistä eli säilymislaki ei anna lupaa muuhun kuin kin.energiaan.

Toiseksi fotoni välittäjähiukkasena on vaikeasti tutkittava, sitähän ei olla edes nähty. Ja siksi sen taajuudestakaan ei voi tietää, vai voiko? Edelleen virtuaalifotonin matka on lyhyt, sehän matkustaa vain atomin sisällä jolloin esim valon nopeudella putoava materia ehtii pudota vain atomin verran, siis mitättömän matkan. Kuinka se niin lyhyellä matkalla voisi lyhentää aallonpituuttaan?

[Eusa]

Pari pointtia jotka ei sovi tuohon. Ensinnäkin säilymislaki, kun massa putoaa niin pot.energia muuttuu kin.energiaksi. Silloin ei materian sisäisiin voimiin liikene ylimääräistä eli säilymislaki ei anna lupaa muuhun kuin kin.energiaan.

Toiseksi fotoni välittäjähiukkasena on vaikeasti tutkittava, sitähän ei olla edes nähty. Ja siksi sen taajuudestakaan ei voi tietää, vai voiko? Edelleen virtuaalifotonin matka on lyhyt, sehän matkustaa vain atomin sisällä jolloin esim valon nopeudella putoava materia ehtii pudota vain atomin verran, siis mitättömän matkan. Kuinka se niin lyhyellä matkalla voisi lyhentää aallonpituuttaan?

Fotonin aallonpituusmuutokset ovat sähkömagnetismia, eivätkä liity gravitaatio-/massamuodostukseen, vaan päinvastoin gravitaatio- eli massaenergia mahdollistaa sähkömagneettiset ilmiöt.

Sen sijaan tarkoitan, että samoin kuin gravitaatiolingossa ratamuutoksilla energiaa voidaan siirtää toisaalle, samoin valon kaarevat reitit indikoivat tietyn gravitaatiopotentiaalin sitoutumista tietylle alueelle ja valonluonteisen säteilyenergian läsnäolo voi tuota gravitoivaa massaa lisätä. Kiertoratojen vaikutusta voi ajatella vertailemalla samoin etäälle gravitoivia erilaisia kohteita: a) neutronitähteä, b) ainesumua. Mitä lähemmäs kohdetta tullaan sitä erilaisemmin gravitaatiokenttä vaikuttaa riippuen onko se tiivis keskittymä vai harva laaja ainemuodostelma.

Alkeishiukkasia voi ajatella hyvin pienelle kiertoradalle käpertyneenä valona tai valonsädettä pitkälle matkalle levittäytyneenä aineaiheena.

Mekaniikan säilymislaeista: potentiaalienergia on vain koordinaatistovalinnalla potentialisoitua liike-energiaa. Ajatellaan kahta toisensa suhteen liikkuvaa/kiihtyvää kohdetta - kun koordinaatisto kiinnitetään toiseen kohteista, on sillä potentiaalienergia ja toisella liike-energia. Voidaan myös valita yhteisen massakeskipisteen koordinaatisto, jolloin molemmilla on sen suhteen liike-energiaa ja jos gravitaatiokiihtyvyyksistä on kyse, yhteisellä massakeskipisteellä on harmonisen värähtelijän potentiaali-/liike-energian funktio erikseen kummankin kohteen kanssa. Tuostakin avautuu se, kuinka gravitaatiomassa mahdollistaa aaltoenergiat.

[Zalama]

Tässä mentiin aika korkealentoisin ajatuksiin. Ihan pääajatuksena tarvitsee aina olla kaksi eri potentiaalissa olevaa tasoa, jossa tätä väliä pienennetään ja muunnetaan toiseen energiamuotoon. Esimerkiksi periaatteessa rakentamalla kuusta suuri generaattori pienennettäisiin rataa voitaisiin tätä potentiaalieroa muuttaa sähköksi.

Potentiaalienergia ei ole vain liikenergiaa muutettuna koordinaatistoon. Ne molemmat ovat laskennallisesti suhteellisia arvoja, sillä nopeus on aina suhteelista koordinaattivalintaan. Kahden pisteen välillä voidaan aina määritellä niiden potentiaaliero ja nopeus (paikan derivaatta). Oletetaan kaksi objektia ovat avaruudessa, joiden etäisyys olisi x olisivat toisiinsa nähden täysin paikallaan. Sillä kyseisellä hetkellä niillä ei olisi lainkaan nopeutta toisiinsa nähden. Niillä olisi potentiaalienergiaa paikoista / etäisyydestä, mutta ei nopeutta hetkellä 0 (paikan derivaatta) mutta olisi kuitekin kiihtyvyyttä (nopeuden derivaatta). Gravitaatiovoima aiheuttaa kiihtyvyden (nopeuden derivaatta) eli nopeudenmuutoksen. Toisinsanoen nopeus on vain etäisyyden (potentiaalienergian) muutosnopeutta kuvaava suure.

Tässä kannattaa kuitenkin erotella vielä absoluuttinen nopeus ja suhteellinen nopeus. Absoluuttinen nopeus sinänsä ei ole niin merkityksellinen (esimerkiksi kiertoradalla olevan kappaleen absoluuttinen nopeus) kun taas suhteellinen nopeus (ympyräkiertoradalla olevan kappaleen suhteellinen nopeus olisi 0). Aiemmassa kappaleessa tarkoitin nimenomaan suhteellisia arvoja niin kiihtyvyyden kuin nopeuden suhteen. Käytännössä absoluuttista nopeutta ei edes sinänsä tunneta vaan tällöinkin on pitänyt valita jokin 0 piste johon se on suhteutettu.

Painovoima-aallot ovat niin heikkovoimaisia jonka takia niitä on ollut hankala edes havaita niin niitä tuskin mitenkään tullaan valjastamaan.

[mistral]

Painovoima-aallot ovat niin heikkovoimaisia jonka takia niitä on ollut hankala edes havaita niin niitä tuskin mitenkään tullaan valjastamaan.

Derivaatat ym on minulle hepreaa, vaikea kommentoida sitä puolta.

Kevättalvella kun keskustelu kävi kuumana g-aalloista, jossain vaan sanottiin ettei niitä pysty muuntamaan takaisin muuksi energiaksi. Kari Enqvist sanoi että se johtuisi pienestä todennäköisyydestä, että g-aalto vuorovaikuttaa todennäköisyyden kautta, mikä ilmeisesti tarkoittaa että g-kvantti vuorovaikuttaa. Tietääkseni gravitaatiota ei olla vielä onnistuttu "kvantittamaan" eli kehittämään sille kvanttiteoriaa.

Jos ääniaaltoja vertaa g-aaltoihin, on niissä jotain yhteistä. Kaiuttomassa huoneessa on jotain vaahtomuovin tapaista seinät täynnä ja sen tarkoitus on muuntaa ääniaallon energiaa lämmöksi. Kun ääniaalto uppoaa muoviin, se heikkenee ilmeisesti muovin atomirakenteen "jähmeyteen" vertaa kun maalia sekoitetaan purkissa, on se työlästä veivaamista. Nyt jos vaahtomuovi olisi vaikkapa miljardin kilometrin paksuinen ja g-aalto läpäisisi sen, liikkuisi muovi hiukan sen vaikutuksesta. Tästä liikkeestä syntyisi hiukan lämpöä. Säilymislain mukaan aallon energia putoaa sen verran kuin muovi lämpeni - jos lämpeni! Kun aallon tekemä liike atomitasolla on niin pieni että sillä tuskin on mitään vaikutusta naapuriatomiin kohdistuviin sidosvoimiin, mitään tuskin tapahtuu, paitsi ehkä jonkun sidoksen tilanne jossa ollaan aivan veitsen terällä. Jos näitä veitsen terällä tilanteita on mitätön määrä, muuntuu energiaa käytännössä +-0.

Tilanne voisi olla toinen jos Betelgeuse jakautuisi kahdeksi mustaksi aukoksi jotka lähettäisi paljon lähempää voimakkaan aallon.

[Lauri Kangas]

Derivaatat ym on minulle hepreaa, vaikea kommentoida sitä puolta.

Differentiaalilaskenta on lukiomatikkaa ja huomattavasti helpommin ymmärrettävä tieteenhaara kuin kosmologia. On myös oleellinen rakennuspalikka monelle muullekin tieteenhaaralle, mukaanlukien kosmologialle. Suosittelen lämpimästi perehtymään.