regulus regulus
445
BLOG

Grawitacja bez oddzialywań silnych

regulus regulus Nauka Obserwuj temat Obserwuj notkę 23

W naszym wszechświecie istnieją  trzy fundamentalne oddziaływania:

1. Elekro-słabe (elektromagnetyczne i słabe)

2. Silne (pomiędzy kwarkami, gluonami)

3. Grawitacyjne

Zacząłem się zastanawiać, co to by było, jakby nie istniało któreś z nich.

  Na przykład oddziaływanie silne. Zlepiające w jedną całość kwarki w większe struktury, w tym przede wszystkim w trwałe protony i czasem towarzyszące im neutrony,  stanowiące 99% masy we wszechświecie. Kwarki, kilkakrotnie cięższe od elektronu, stanowią znikomą część tej masy, jeśli rozpatrywać ją bez energii wiązań silnych. Niezwykła siła tych wiązań nakazuje jednak doliczyć znaczące efekty relatywistyczne powodujące, że hadrony - takie jak proton i neutron są prawie 2000 razy cięższe od elektronu. Nie trudno się domyślić, że w związku ze swoją masą, cząstki te tworzące jądra atomowe są w największym stopniu odpowiedzialne za występowanie innej siły - grawitacji.  Ale cząstki nie oddziaływujące silnie - elektrony,  pozytony i ich nietrwałe cięższe generacje też mają masę.  Gdyby więc nie było odziaływań silnych, grawitacja też powinna występować... ale czy rzeczywiście?

Wszechświat składałby się elektronów i pozytonów:

Grawitacja bez oddzialywań silnych

 

  Elektrony i pozytony nie tworzą trwałych atomów. Co najwyżej mogą przed anihilacją, stworzyć na krótko atom egzotyczny zwany pozytonium. W skali kosmologicznej taki stan rozproszony po całym wszechswiecie nie byłby stabilny - po pewnym czasie  by oczywiście  anihilował. Przy odpowiednio dużej gęstości, mógłby się utrzymać w równowadze pomiędzy anihilacją, a kreacją par.  Kreacja par nie może zachodzić w czystej próżni. Zawsze musi przy tym uczestniczyć cząstka materialna z polem elektrycznym. Nie znalazłem w żadnych żródłach informacji o możliwości kreacji z dwóch fotonów gamma.  (czyżby to wynika z związku spinu ze statyką?). W takim przypadku można mówić o braku zachowania symetrii, bo kreacja nie zachodzi w warunkach symetrycznych do anihilacji. Przypomina to drugą zasadę termodynamiki.

  W leptonowym świecie grawitacja nie istniałaby. Oddziaływania elektromagnetyczne są o wiele rzędów silniejsze niż grawitacyjne. Cząstki o ładunku ujemnym i dodatnim  przyciągnęłyby się głównie z racji swoich ładunków, a nie grawitacji i anihilowałyby. Olbrzymie ciśnienie powstałe z powstałego promieniowania elektromagnetycznego rozproszyłoby pozostałe cząstki, zanim grawitacja miałaby cokolwiek do powiedzenia.

A gdyby zaistniał brak równowagi pomiędzy cząstkami ujemnymi a dodatnimi?

Grawitacja bez oddzialywań silnych

 

   Sytuacja szybko wyklarowała by się. Cząstki o przeważającym ładunku wypełniłyby wszechświat równomiernie i grawitacja miałaby jeszcze gorsze warunki do ujawnienia się. Ogromna siła elektrostatyczna przyczyniłaby się zapewnie do rozszerzenia wszechświata.

    To, że w świecie w którym żyjemy w dużej skali panuje  równość pomiędzy ilością cząstek dodatnich i ujemnych   jest dla mnie  zagadką. Istnieje zapewne mechanizm termodynamiczny, który zapobiega tym nierównościom w dużej skali. Naukowcy zaś często piszą, że zagadką jest  to, że istnieje nierówność pomiędzy materią a antymaterią. Dla mnie to jest trochę niesprawiedliwe określenie. Sam fakt, że proton ma przeciwny ładunek do elektronu, zastępując mu pozyton, ale nim nie będąc,  a także złożona potrójność budowy protonu,  świadczy  o tym, że niektóre okruchy materii znalazły możliwość stabilnego połączenia z innymi okruchami antymaterii.  Z takich samych powodów jak to, że  podwójna helisa jest prawo skrętna, a nie lewoskrętna. Dlatego jesteśmy.

 

 

 


 

regulus
O mnie regulus

Nowości od blogera

Komentarze

Inne tematy w dziale Technologie