Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 1493 dotazů
834) Vznik vesmíru
04. 01. 2004
Dotaz: Bigbangová teorie mimo jiné také říká, že je zbytečné zabývat se tím, co bylo
před velkým třeskem, protože nebyl čas. Podle mě si ale odporuje bigbangová
teorie vzniku vesmíru s tím, že se vesmír neustále rozpíná a pak zase
smršťuje. To by znamenalo, že nějaká hmota vybuchla, začala se rozpínat, a
začal plynout čas. Potom by gravitační síly převážily nad silou, kterou
vytvořil výbuch a urychlil hmotu, a vesmír by se začal postupně smršťovat.
Čím dál tím rychleji, až by se smrštil do malého objemu a nebyl by čas
(nekonečně hmotné těleso, podle teorie relativity nekonečně pomalé plynutí
času), potom by to teda zase bouchlo a čas by zase byl? Problém je v tom, že
když by čas v tu chvíli kdy je vesmír nejmenší nebyl, tak by nebyl po
nekonečné dlouhou dobu, takže už by nikdy nebylo nic...
Díky za odpověď.
(Antonin Kus)
Odpověď: Dobrý den!
Teorie velkého třesku jistě nezakazuje ptát se, co bylo na "počátku
existence" (námi pozorovaného) vesmíru. Problém spočívá spíše v tom, že
na základě současných obecně přijímaných fyzikálních teorii nelze na
takovou otázku seriózně odpovědět. Anebo ještě přesněji: existují různé
obecné návrhy, ale všeobecná shoda nepanuje a popravdě řečeno zatím ani
panovat nemůže.
Také se nyní spíše zdá, že ve skutečnosti NEŽIJEME v "oscilujícím"
vesmíru, na jehož počátku byl velký třesk, který se nyní rozpíná, pak se
jeho rozpínání zastaví, začne se opět smršťovat až vše skončí ve velké
singularitě, velkém krachu. Podle zcela nedávných měření supernov a
nezávislých měření reliktního záření sondou WMAP se vesmír nejspíše bude
rozpínat navždy, a to dokonce čím dál tím rychleji. Žádný závěrečný
velký krach tedy naše potomky nejspíše nečeká.
Vás ale pravděpodobně více zajímá problém, jak se může z bezčasí a
bezprostoří vynořit reálný vesmír obdařený jednou časovou a několika
prostorovými rozměry. To je samozřejmě těžká otázka a v rámci našich
obvyklých představ o světě zní velmi paradoxně. Na druhou stranu,
fyzikové si už dávno zvyklí, že některé věci a procesy na první pohled
paradoxní jsou ve skutečnosti možné, ba dokonce zcela běžné, a to
především v mikrosvětě. Například miniaturní objekt se může
"nacházet" na mnoha místech současně, může se někdy projevovat jako vlna a jindy
naopak jako částice atd. Pomocí kvantové teorie je přitom možné tyto
jevy dobře popsat a studovat (i když, pravda, asi ne beze zbytku
"pochopit" obvyklým uvažováním).
A právě existence kvantových efektů chování prostoru a času v těch
naprosto nejmenších měřítkách je všeobecně považována za možnou cestu,
jíž by se někdy v budoucnu mohlo vědcům podařit objasnit vznik časového
vesmíru z "bezčasí". Věc je ale prozatím nejistá, neboť dosud nebyla
vytvořena konzistentní kvantová teorie prostoročasu, neboli dosud nemáme
kvantovou teorii gravitace.
Dotaz: Chtěla jsem se zeptat, do kdy magnet zůstává magnetem, když ho
lámeme. Resp.kdy ten magnet přestane být magnetem, kdybychom jej pomyslně
donekonečna lámali. (Petra Černohorská)
Odpověď: Permanentní magnet opravdu můžete lámat na velmi malé kousky. Dokonce se
vyráběly magnety z prachových částic orientovaných v magnetickém poli a
zafixovaných v nějakém tmelu. Feromagnetické částice o rozměrech mikrometrů
a menších jsou jednodomenové a jejich přemagnetování je obtížnější než u
větší vicedoménových částic a tak dá se dosáhnout větších koercitivních
polí, což je podmínka pro dlouhodobou stálost permanentního magnetu.
Kvalitní permanentní magnet musí mít i vysokou hodnotu remanentní
magnetizace, případně součinu (BH)max ale to už je otázka složení materiálu
a jeho struktury.
V posledním desetiletí se studují tzv. Klastry (clusters), shluky od
desítek do tisíců atomů přechodových prvků, které projevují mimořádné
magnetické vlastnosti.
Další informace naleznete např. v kap. 15 knihy Ch. Kittel: Úvod do fyziky
pevných látek, Academia Praha 1985.
Dotaz: Dobrý den, posílám Vám dotaz, na který už dlouho hledám odpověď, žádné
dokonale uspokojivé se mi však zatím nedostalo. Týká se jiskrového výboje
elektrického proudu (v atmosféře tak často pozorovaného v podobě blesku).
Může dojít k tomuto výboji v absolutním vakuu? Je tento jev podmíněn
přítomností částic plynu? Předem děkuji za odpověď. (Martin Čurda)
Odpověď: Jiskrový výboj v podobě blesku je v podstatě tvořen „chomáčkem“ či kanálem vysoce rozžhaveného plazmatu. V centrech kanálů atmosférických blesků při bouřkách dosahuje teplota 20-30 tisíc kelvinů. V tomto smyslu přirozeně nelze uvažovat o blescích ve vakuu.
Dotaz: Chtěl bych se zeptat, proč se duha na oblohu promítá jako kružnice a jak je to
s její výškou nad horizontem během dne. Děkuji (Karel Zíval)
Odpověď: Na připojeném obrázku je kružnicí znázorněn řez kulovou kapkou obsahující její střed. Tímto středem prochází osa x položená do směru dopadajícího svazku rovnoběžných slunečních paprsků. Z tohoto svazku je zakreslen jeden paprsek, jenž na kapku dopadá s úhlem dopadu
α, lomí se dovnitř kapky (úhel lomu β) podstupuje jeden vnitřní odraz a posléze se lomí z kapky ven. Úhel, který svírá vystupující paprsek se směrem původně dopadajících paprsků, je označen δ. Jev duhy působí ty paprsky, které splňují podmínku minimální odchylky, tj. pro něž ve funkční závislosti úhlu na úhlu existuje lokální minimum.
Předpokládejme, že náš zakreslený paprsek právě splňuje tuto podmínku. Promítneme-li si stopu paprsku vystupujícího z kapky zpětně na nebeskou klenbu dostaneme zde světelný bod. Vzhledem k tomu, že při lomu paprsku dovnitř a ven z kapky dochází k disperzi světla, bude tento světelný bod rozložen do spektra barev. Od našeho plošného řezu k prostorovému obrazu dospějeme tak, že provedeme rotaci dle zakreslené osy x. Zmíněná zpětná stopa vystupujícího paprsku pak opíše po nebeské klenbě oblouk duhy. Nejvyšší bod má úhlovou výšku nad ideálním obzorem 42-α , když α je úhlová výška Slunce nad obzorem.
Uvedený výklad se týká tzv. hlavní (primární) duhy. Duhy vyšších řádů pak dostaneme při vícenásobných vnitřních odrazech paprsků v kapkách.
Dotaz: Jaké jsou podmínky v ergosféře? Může tam existovat nějaká hmota? (Šarlota)
Odpověď: Ergosféra je oblast blízko horizontu černé díry. Přesněji řečeno je
ergosféra "zdola" ohraničená horizontem a "shora" tzv.
plochou statické limity, což je místo, pod nímž žádný pozorovatel (či fyzikální částice) nemůže zůstávat v klidu vůči vzdáleným pozorovatelům. Tato oblast je tím větší, čím víc černá díra rotuje (tj. čím větší má moment hybnosti).
V ergosféře je vše vlivem gravitace rotující černé díry strháváno do
společné rotace. Tento efekt neexistuje v klasické (Newtonově) teorii
gravitace, ale je přirozeným důsledkem Einsteinovy teorie, již je pro
správný popis silného gravitačního pole černých der nutno použít.
Oblast ergosféry má i další důležité vlastnosti z hlediska fyziky
černých děr. Například je v principu možné v této oblasti urychlovat
částice a dodávat jim energii na úkor rotační energie černé díry, která
se tak postupně zpomaluje. Hmotné částice tedy mohou v ergosféře existovat.
