בתשובה לאח של אייל, 21/07/23 8:24
 |
|
 |
||
|
||||
 |
קודם כל תודה על הסבלנות והנכונות לחלוק ידע! אם השאלות שלי נשמעות קנטרניות אני מתנצל על כך. כשמדובר בויכוח על פיזיקה עם מי שמבין בנושא הרבה יותר ממני אני מודע לכך שאני בוודאות גמורה טועה לחלוטין, ובעיקר מנסה ללמוד למה. ובנוגע לאיבוד אנרגיה על ידי חלקיקים מהירים - אילו המצב ההתחלתי היה צביר ח״א תחום במרחב ריק, אזי חלקיקי ח״א הנורים מתוך הצביר אל המרחב הריק מבלי לשוב היו גורמים לנשארים בצביר (הנאמנים) לאבד אנרגיה. במקרה שכזה גם האנטרופיה היתה גדלה ולא היתה בעיה לקבוע את כיוון הזמן. אך אם המצב ההתחלתי הוא חלקיקי ח״א בפיזור אחיד (פחות או יותר) בכל היקום, והצביר הוא כמות מסויימת של חלקיקים נאמנים שבנקודת זמן מסויימת נעים במסלול מחזורי סביב מרכז המסה של גלקסיה או של עצמם, אני לא רואה סיבה מיוחדת שעל כל חלקיק נאמן שנורה החוצה מהצביר (ויגרום לו לאבד אנרגיה) לא ימצא החלקיק הסורר (שאולי אף נורה בעברו מצביר אחר) שנקלע לסביבה ובמסלול פתלתל הצטרף לנאמנים תוך כדי שהוא מעניק להם בחדווה את חלק מהאנרגיה הקינטית שהביא עימו. להבדיל מהמקרה הקודם, כאן לא ניתן יהיה לקבוע על פי פיזור הח״א את כיוון הזמן. אם נחזור לאנלוגית כוס המים, כמה אפקטיבי יהיה הקירור באמצעות אידוי כאשר כל שאר היקום מורכב ממים באותה צפיפות וטמפרטורה כמו אלה שבכוס? |
 |
 |
 |
|
|
|
||
|
||||
|
בוא ננסה להתייחס לזה מזווית אחרת. אולי מתוך האינטואיציה שלך לגבי חומר רגיל ופוטונים, ניתן יהיה לבנות הסבר מספק לגבי חומר אפל. כתבתי שגם חומר רגיל שקורס תחת השפעת גרביטציה, סובל מאותה תכונה שאתה מתאר. שאם אתה מסתכל על חלקיק בודד, לא ניתן לזהות את חץ הזמן. באותה מידה שחלקיק פולט פוטון ומאט, חלקיק יכול לקלוט פוטון ולהאיץ. האם אתה מסכים? אם לא, למה לא? בתגובה האחרונה, כתבת: "אני לא רואה סיבה מיוחדת שעל כל חלקיק נאמן שנורה החוצה.. לא ימצא החלקיק הסורר שנקלע לסביבה..". את אותו משפט בדיוק אפשר לכתוב על הפוטונים! היקום מלא בפוטונים סוררים. האם אתה מסכים? אם לא למה לא? |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
העניין הוא המאזן. גלקסיה פולטת הרבה יותר פוטונים מהכמות שהיא קולטת. וכוכב - על אחת כמה וכמה. ותוך כדי כתיבה אני מבין את החור בטענה שלי - זה המצב שכבר יש גלקסיות וכוכבים. אבל ביקום הקדמוני הפעוט, בו כבר נוצרו חלקיקי חומר רגיל צפופים וחמים בצורה כמעט אחידה, מה יגרום למערבולות אקראית של חלקיקי ח״ר הממירה אנרגיה קינטית לקרינה אלקטרו-מגנטית לא להמיר חזרה לקינטית את הקרינה השווה בעוצמתה המגיעה מהמערבולות השכנות? |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
יכול להיות שאי-אחידויות מקומיות מספיקות כדי להוציא את המערכת משיווי משקל, וברגע שנוצרת 'מערבולת' כזו, היא דוקא סוחפת עוד ןעוד חלקיקים שרק מגבירים את אי האחידות ונוצר משוב חיובי לכיוון קריסה מקומית לענן/כוכב שצפיפותו גבוהה בהרבה מהסביבה שלו. | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
חומר אפל או רגיל? עד כמה שאני מבין, מערבולת של חומר רגיל סוחפת חלקיקים ומתכווצת (כלומר מתאימה בהתמדה את מהירותם וכיוונם הממוצעים של החלקיקים לחלק הפנימי של המערבולת) במחיר פליטה קרינה אלקטרומגנית. השאלה שלי האם מערבולת של חלקיקי חומר אפל1, שבה התאמת מהירות וכיוון החלקיקים נעשה במחיר פליטת חלקיקי ח״א החוצה, יכולה - במאזן הכללי - לספח אליה יותר חלקיקי ח״א ממה שהיא פולטת. ___ 1. חלקיקי חומר אפל תיאורטים - כאלה שהתכונה היחידה שלהם היא מסה. אם יש אינטראקציה שאינה גרוויטציה בין החלקיקים הנ״ל אז הכל אפשרי2. 2. או אם המרחב מתפשט מהר יותר באיזורים דלילי ח״א, או שיש איזורים של אנטי גרוויטציה, או אלוהים יודע מה. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
==> כמעט אחידה מדוייק, בדגש על המילה כמעט. אם בוחרים להסתכל על הרגע שבו נפלט ה cmb. ברגע זה הצפיפות היא כמעט אחידה, אבל יש איזורים שהם חמים יותר ואיזורים שהם קרים יותר. האסטרופיזקאים טוענים שיש התאמה בין האיזורים החמים/קרים לבין ריכוז הגלקסיות ביקום המודרני (האיזורים הקרים יותר מכילים את רוב הגלקסיות). האם זה מסתדר לך (אך ורק אם מתייחסים לחומר רגיל; נעזוב לשניה את החומר האפל)? |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
חומר רגיל - כן. אם אני מבין נכון את המאזן, איזורים צפופים מעט יותר מאחרים התכווצו במחיר פליטת יותר קרינה ממה שקיבלו מאיזורים פחות צפופים (והעלאת האנטרופיה הכללית) ומשם התהליך רק המשיך. האם יתכן תהליך דומה של חומר האפל, שאינו פולט קרינה אלה (בהינתן פערי צפיפות קטנים התחלתיים) חלקיקים של עצמו ובכך מעלה את צפיפות החומר באיזורים הדלילים יותר? |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
רגע רגע, לפני שמדברים על חומר אפל.. אני רוצה לראות שאנחנו מבינים זה את זה. אז יש ענן גז התחלתי בנפח מקורי k. ואז הוא מתכווץ לנפח קטן מ k. כחלק מהתהליך, (בנטו, אחרי קיזוזים), יש קרינה שמסתלקת החוצה מאותו נפח מקורי k. אם אני מבין נכון, כתבת שהאנטרופיה הכללית גדלה במצב הזה. מן הסתם בזכות העובדה שהקרינה שהסתלקה מאכלסת עכשיו נפח יותר גדול. האם זה מה שאתה אומר? |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
כן. | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
אז לדעתי העיקרון דומה עבור חומר אפל. מבחינת אנטרופיה זה לא משנה אם החלקיקים שהסתלקו הם פוטונים או חומר רגיל, או חומר אפל. הפרטים יכולים להיות שונים.. קצב ההסתלקות הוא שונה, האנטרופיה פר חלקיק אולי אחרת, עוצמת "הכח שמתנגד" לגרביטציה היא שונה וכו. האם זה הגיוני בעיניך? |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
אם הפרש הצפיפות ההתחלתי גדול מספיק, אז כן. | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
אז יש איזה גלאי חדש שטוענים שיכול לגלות (או כבר גילה? גילה היתכנות? לא הבנתי במדויק) חומר אפל. אם אתה יודע משהו יותר מוסמך בנושא, נשמח לשמוע. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
שמעתי, זה מעניין מאד, ותכננתי להגיע לזה. אבל זה ייקח זמן. | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
לא יודע ולא מוסמך, אבל כתבה מעניינת שלמדתי ממנה דברים חדשים, וגם לראשונה הבנתי מה זה חומר אפל (עננים של חומר בלתי נראה המקיפים גלקסיות וממלאים את מה שנקרא בעבר הריק החללי). נראה שכל מיני הסברים מסובכים שהיו לחומר האפל בערך הופרכו בינתיים. ע"פ התיאור של הגלאי, נראה שהאנלוגיה הקרובה ביותר לחומר אפל הם הנייטרינואים. לשני סוגי החומר אין אינטראקציה אלקטרומגנטית ולכן קשה להבחין בהם (לא פולטים או קולטים פוטונים של קרינה א"מ). לשני החומרים יש אינטראקציות חלשות וכבידתיות. בגלל הכבידה התגלה החומר האפל. בגלל האינטראקציות החלשות שני החומרים משתתפים בתהליכים דמויי-רדיואקטיביות שבהם משתתפים גם חומרים עם אינטראקציה א"מ ובאמצעותם ניתן לגלות אותם. בכתבה הגלאי מתואר כגלאי ישיר של חומר אפל וזה קצת מטעה. הכוונה היא כנראה לגילוי החומר שלא באמצעות אפקטים כבידתיים כמו סיבוב זוויתי של גלקסיות או הסטה של קרינה. כמו בגלאים של נייטרינו, נוכחות החומר האפל מתגלה באמצעות אפקטים אלקטרומגנטיים או כימיים שנגרמו ע"י אינטראקציה עם חלקיק כזה. בגלאי החומר האפל מדובר בעל-מוליכים שהם מספיק רגישים לרשום שדות א"מ זעירים שנגרמו ע"י אינטראקציה עם חלקיק חומר אפל. בגלל שהאינטראקציה החלשה היא חלשה, מספר האירועים נמוך מאוד והבעיה הגדולה היא איך להבדיל את האפקט מן הרעש הסביבתי (קרינה קוסמית, טעות המדידות). אני לא זוכר את המספרים, אבל בגלאי הנייטרינו נדרשים חודשים מספר עד שמקבלים תוצאה עם מובהקות סטטיסטית. ההבדל הגדול בין חומר אפל לנייטרינואים הוא שהאינטראקציה שלו עוד יותר חלשה ולכן כל כך קשה לגלות אותו. מה שנאמר בכתבה הוא שבגלאים נרשמו ארועים של שדות א"מ זעירים (פחות מעשירית eV) שיתכן ונגרמו בגלל תנועת כדה"א שחלף בתנועתו השמיימית דרך ענן של חומר אפל. מה שנדרש זה גלאים גדולים יותר ומבודדים יותר מרעשים. בצורה כזו יהיו יותר מדידות של האותות החלשים האלו ויהיה ניתן למדוד קורלציות כיווניות (האותות הא"מ הם כיווניים וצריכה להיות קורלציה עם כיוון התנועה הרגעי של כדוה"א בתוך הענן). |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
החיפוש הניב משהו הרבה פחות סקסי. האפשרות הפופולרית ביותר לחומר אפל הוא איזשהו חלקיק שקשה במיוחד לגלות אותו. יש "מרחב חיפוש" שמתואר באופן תמציתי בדיאגרמה 1 מתוך המאמר הזה מ 2024. חלקים של המרחב הזה כבר מכוסים ע"י ניסויים שנעשו בעבר, וכידוע לא מצאו כלום1. כשהמדענים אומרים "הצבנו חסמים חדשים" הכוונה היא ש"כיסינו חלק נוסף וחדש ממרחב החיפוש". הגלאי החדש נקרא QROCODILE והנה המאמר של הצוות מלפני כחודש. הוא מכסה טווח חדש במרחב החיפוש - חלקיקים במסות קלות מאד. הדיאגרמה באיזור הזה2 ריקה כי אין גלאי אחר שעושה את זה. אז זוהי פריצת דרך טכנולוגית וזה בהחלט נהדר. אנחנו ממש בתחילת הדרך של הגלאי. הוא רץ במשך כשבועיים וכל מה שהוא רשם זה 15 אותות "לא מזוהים". דהיינו זה יכול להיות הרבה דברים והגלאי+שיטה צריכים להשתפר. מוקדם מדי לשמוח3 אבל אפשר להיות אופטימיים. הבשורות הטובות הן שזו רק תחילת הדרך של הגלאי הספציפי הזה ויש לצוות תוכניות איך לשפר אותו. ---- 1 המציאות מורכבת.. הכל זה סטטיסטי וזה שלא מצאו כלום בטווח מסויים לא באמת מבטיח שהחלקיק לא שם. ויש גם חפיפה בין הטווח של ניסויים מסוימים. 2 באיזור התחתון של הדיאגרמה, למי שטרח לראות את התמונה 3 עוד לא גילו כלום. אבל גם אם יגלו חלקיק חדש ואקזוטי, כנראה לא כתוב עליו "אני חומר אפל". אז לנתח את המשמעות של זה עלול לקחת עוד כמה שנים. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
תודה על הפירוט המעניין. לגבי 3 - חלקיק שכתוב עליו "אני חומר אפל" ראוי לאמון כמו מטבע שכתוב עליו "150 שנה לפני הספירה". |
|
|
|
| חזרה לעמוד הראשי | המאמר המלא |
| מערכת האייל הקורא אינה אחראית לתוכן תגובות שנכתבו בידי קוראים | |
 RSS מאמרים |
כתבו למערכת |
אודות האתר |
טרם התעדכנת |
ארכיון |
חיפוש |
עזרה |
תנאי שימוש והצהרת נגישות
|
© כל הזכויות שמורות |