Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 365 dotazů obsahujících »jev«
97) Vypařování černých děr
12. 04. 2007
Dotaz: Dobrý den. Minulé jsem se ptal na vypařování černých der, s odpovědi však nejsem
spokojen. A tak bych se zeptal takto. Dejme tomu, že vytvořím černou díru ze
Slunce takže ze hmoty. Pak někde seženu proud antihmoty o váze právě jednoho
Slunce a ten nechám padat do díry. Podle mne černá díra nezanikne, ale
zdvojnásobí svou hmotu. Jak pak můžete tvrdit, že se černé díry vypařují
Hawkingovým zářením, když nerozlišují mezi hmotou a antihmotou, která do nich
spadne. Vždyť ze vzniklého párů částic z vakua jedna padne do díry a ta druhá
může odletět, ale už jsou obě reálné a černá díra ji vakuu nevrátí. Takže černá
díra má o tuto částici větší hmotnost sníženou o výdej energie potřebné na únik
druhé. dík za odpověď (vladyka)
Odpověď: Při vypařování černé díry skutečně nejde o to, že by anihilovala hmota v černé díře s antihmotou, která do černé díry spadne. Jde o ryze kvantově mechanický jev, který si lze jen těžko představit na základě zkušeností z našeho světa velkých rozměrů, v mikrosvětě totiž platí dosti jiné zákony, které umíme rozumně popsat jen matematicky. Přesto se pojďmě podívat na dvě možné interpretace, které by mohly danou situaci přiblížit. Znovu však připomínám, že jde pouze o jakousi ilustraci, značné zjednodušení, které nám má jenom ulehčit naše představy.
V mikrosvětě nemusí platit zákon zachování hmoty/energie vždy a všude, stačí, když platí tak nějak průměrně, tedy ve větších měřítkách či v delším časovém horizontu. Je tedy možné půjčit si na nepatrný okamžik jen tak z ničeho (resp. z vakua) trochu energie a z ní vytvořit pár částice-antičástice. Když nám ale jedna z nich uletí pryč a druhá částice spadne do černé díry, nemáme ten energetický dluh najednou čím splatit. A my jej splatit musíme, zákon zachování energie pro delší časové úseky platit musí. Příroda to tedy vyřeší tak, že si chybějící hmotu/energii vezme z nejbližšího možného zdroje - sebere ji černé díře, která je hned vedle, takřka po ruce.
Jinou možnou interpretací je, že v blízkosti Schwarzschildova poloměru dochází k tzv. tunelovému jevu, částice tzv. tunelují ven. Jde o to, že podle kvantové mechaniky je možné, aby částice překonala nějakou barieru, ikdyž na to nemá dost energie - v jednu chvíli je částice před bariérou, za chvíli už za ní. Přitom neměla tato částice dost energie, aby bariéru přelezla... proto tomu říkáme, že se bariérou protunelovala. (Matematický zápis kvantové mechaniky takový jev předpovídá a také jej v běžném životě využíváme v mnoha aplikacích, například v elektronice, nejde tedy o nic hypotetického.) Schwarzschildův poloměr lze z tohoto pohledu brát jako takovou bariéru, na jejíž překonání žádná částice nemá dostatečnou energii... občas by se ale některé mohlo podařit protunelovat ven.
Dotaz: Lze ze Země pouhým okem rozlišit Moře nepokojů (Mare Crisium), ktere má
průměr 520km? (Tereza)
Odpověď: Objekt o velikosti okolo 500 km lze ze vzdálenosti okolo 384 000 km (střední vzdálenost Země-Měsíc) rozlišit, pokud dokážete na vzdálenost jednoho metru rozlišit objekt o rozměrech okolo jednoho milimetru. To by vetšina lidí (ikdyž někteří jen s brýlemi) měla zvládnout.
Moře nepokojů (Mare Crisium) je tmavší ovál na povrchu Měsíce o rozměrech zhruba 560x430 kilometrů. Nejedná se o moře tvořené vodou, jak jsme zvyklí na Zemi, ale o oblast, jejíž horniny mají menší odrazivost (albedo) a jeví se nám proto tmavší. Naleznete jej v severovýchodní části měsíčního kotouče.
Tato otázka byla součástí zadání astronomické olympiády, odpověď proto byla zveřejněna až po uzávěrce příslušného kola soutěže.
Dotaz: Dobrý den chci se vás zeptat, když je družice geostacionární, tak to znamená, že
kolem Země neobíhá nebo obíha, a za jakou dobu? Děkuji Michal. (Michal Čurda)
Odpověď: Geostacionární družice je taková družice, která, postaví-li se pozorovatel na rovníku přesně pod ní, bude stabilně viset zhruba 36 tisíc kilometrů nad jeho hlavou. Z pohledu pozorovatele na Zemi se tedy družice nehýbá, neobíhá. Podíváme-li se ale na celou situaci z vesmíru (jako naši vztažnou soustavu vezmeme systém okolních hvězd), zjistíme, že družice krouží okolo Země, a to stejně rychle, jako se Země otáčí okolo své osy (takže se otáčí okolo zemské osy i onen na rovníku stojící pozorovatel, nad jehož hlavou se družice stále nachází). Jedno otočení se okolo Zemské osy přitom trvá Zemi, pozorovateli i družici stejně, a sice 23 hodin, 56 minut a necelých 5 sekund.
Poznámka: Někoho možná zarazí, že jedno otočení Země okolo své osy netrvá přesně 24 hodin, ale o necelé 4 minuty méně... jak je tedy možné, že v běžném životě počítáme s 24 hodinami a neprojevují se nikde viditelně žádné chyby? Odpověď je jednoduchá, pro běžný život na Zemi je spíše než pohyb vůči hvězdám důležitý pohyb vůči Slunci. Zde se však ona rotace kombinuje ještě s každoročním oběhem Země okolo Slunce a právě tato kombinace obou jevů dohromady tvoří 24hodinový den, tak jak jej známe z běžného života.
Dotaz: Dobrý den, známý si na dovolené v Itálii koupil sadu svíček. Jsou zajímavé tím,
že mohou hořet různými barvami. Jednu z nich zapálil a hořela zeleným plamenem.
Bylo to hodně zajímavé, ale nedokážu si vysvětlit, v čem je rozdíl od obyčejných
svíček. Jaký materiál mohl být použitý? Předem děkuji za odpověď. S pozdravem
Jan Feilhert. (Jan Feilhert)
Odpověď: Barvu plamene ovlivňuje nejčastěji přítomnost iontů kovů, které dodáním
energie ve formě tepla přecházejí do stavu o vyšší energii. Při návratu zpět
do stavu o nižší energii se přebytečná energie vyzáří ve formě
charakteristicky zbarveného světla. S tímto jevem se obvykle setkáváme při
ohňostrojích, využívá se též v chemii jako tzv. plamenové zkoušky k důkazu
přítomnosti některých kationtů kovů.
Prakticky jde zřejmě o to, že knot svíčky na nasycen nejčastěji chloridy
(ale v rachejtlích například i dusičnany) příslušných kovů - k červenému
zbarvení se využívají sloučeniny lithia, vápníku či stroncia, k žlutému
zbarvení chlorid sodný, k zelenému zbarvení chlorid měďnatý či dusičnan
barnatý, následně i jejich kombinace. Přítomnost strontnatých a barnatých
sloučenin může naznačit (pokud nemáte k dispozici přímo informace o složení)
varování před jedovatostí výrobku, rozpustné sloučeniny strontnaté a barnaté
jsou totiž silně toxické a zbytky po Sivestrovských ohňostrojích dokonce
měřitelně kontaminují sníh, který následně může způsobit lehké otravy
například u psů.
Dotaz: Moja otázka je viac praktického charakteru a dotýka sa možno viac chémie.
Hexahydrát chloridu vápenatého nám po veµmi dlhom skladovaní prešiel do veµmi
hustého roztoku. Pre praktické potreby by som ho potreboval mať v kryštalickom
stave - ako by sa dal spätne vykryštalizovať? Dá sa udržať v tomto stave aj za
bežných podmienok? (Kmeťo Ąudovit)
Odpověď: Tento jev znám bohužel z vlastní zkušenosti - jak u chloridu vápenatého, tak
u dalších látek. Zkusila bych rozpustit po částech ve velkém množství horké
vody a nechat volně vykrystalizovat, pokut máte čas se tím zabývat. Nevím,
nakolik se dá rozpouštění krystalů ve vzdušné vlhkosti, případně ve vlastní
uvolněné hydrátové vodě (?), zabránit, pomoci by mohla přítomnost sušidla ve
skladovací nádobě (vlepit sáček se silikagelem do víka), které by pohlcovalo
vznikající vlhkost.
