9623 Mše světla Avi Loeb

[ Ezoterika ] 2024-11-08

Avi Loeb je vedoucím projektu Galileo, zakládajícím ředitelem iniciativy Harvard University - Black Hole Initiative, ředitelem Institute for Theory and Computation v Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics a bývalým vedoucím katedry astronomie na universitě Harvard (2011-2020). Je bývalým členem Prezidentské rady poradců pro vědu a technologii a bývalým předsedou Rady pro fyziku a astronomii Národní akademie věd. Je autorem bestselleru "Mimozemšťan - První znamení inteligentního života mimo Zemi" a spoluautorem učebnice "Život ve vesmíru", obě vydané v roce 2021. Jeho nová kniha s názvem "Interstellar" vyšla v srpnu 2024.

V prázdném prostoru je částice světla - foton, nehmotná. Volný foton se tedy šíří mezní rychlostí světla... V plazmě volných elektronů však foton získává hmotnost. Druhá mocnina energie fotonu, E, se rovná druhé mocnině součinu mezi hybností fotonu a rychlostí světla, pc, plus druhá mocnina klidové energie fotonu, mc². Klidová energie fotonu se rovná Planckově konstantě krát tzv. plazmové frekvenci. Plazmová frekvence se škáluje jako druhá odmocnina elektronové hustoty. Pokud je hustota vyladěna tak, aby přesně odpovídala frekvenci fotonu, dostaneme E=mc² a světlo stojí na místě, aniž by se vůbec šířilo. Obecněji řečeno, plazma zpomaluje fotony při přenosu signálů na méně než je rychlost světla.

Udělal jsem si doktorát z fyziky plazmatu a tento základní vhled jsem využil při diagnostice hustoty mraků volných elektronů. Nyní víme, že vesmír byl naplněn volnými elektrony během prvních 400 000 let po velkém třesku, stejně jako během posledních 12,8 miliard let kosmické historie, po takzvané "epoše reionizace", kterou jsem rozsáhle studoval po většinu své kariéry v astrofyzice. Související zpoždění v rychlosti šíření rádiových fotonů je skutečně pozorováno u rychlých rádiových záblesků, přechodných rádiových pulsů detekovaných z kosmických vzdáleností, typicky trvajících tisícinu sekundy.

Foton zprostředkovává elektromagnetismus.
Fotony obdařené hmotou se podobají masivním mezonům, které zprostředkovávají silnou sílu. V roce 1938 publikoval fyzik Hideki Yukawa teorii, která vysvětlovala silnou interakci mezi protony a neutrony na krátkou vzdálenost jako výměnu mezonů, za což obdržel v roce 1949 Nobelovu cenu. Ve statické limitě se související interakční potenciál škáluje nepřímo se vzdáleností jako potenciál elektrického náboje, doplněný o další exponenciální faktor obsahující mínus vzdálenosti v jednotkách de Broglieho vlnové délky relativistického mezonu, h/mc, kde h je Planckova konstanta. Aplikace tohoto výsledku na masivní foton v plazmatu by naznačovala exponenciální potlačení statického elektrického potenciálu náboje zabudovaného do plazmatu. Tak tomu skutečně je. Elektrický náboj je exponenciálně stíněn v plazmatu po takzvané Debyeově délce, která se rovná de Broglieho vlnové délce elektronů při jejich charakteristické tepelné rychlosti. Fotony s frekvencí nižší než plazmatická frekvence nemohou proniknout plazmou a exponenciálně se rozpadají v hloubce vrstvy rovnající se h/mc. (pozn. uf)

Zrcadla odráží světlo, protože jsou potažena kovovým povrchem obsahujícím volné elektrony.
Až se příště podíváte na zrcadlo, mějte na paměti, že vidíte sami sebe, protože plazmová frekvence kovového povlaku zrcadla překračuje frekvenci fotonů, které se od něj odráží. Vysokoenergetické gama záření by proniklo zrcadlem a neodrazilo by se.

V roce 1992 jsem napsal článek (Dynamika a gravitační interakce vln v nerovnoměrném prostředí) s fyzikem plazmatu Russellem Kulsrudem, který se zabýval základní otázkou o hmotnosti světla. Princip ekvivalence v gravitaci Alberta Einsteina předpokládá, že gravitační hmotnost všech částic se rovná jejich setrvačné hmotnosti, konkrétně hmotnosti vyskytující se ve vztahu mezi jejich energií a hybností. Platí to však také pro hmotnost fotonu v plazmatu? Spojil by se foton s gravitací se stejnou hmotností? Russell a já jsme ukázali, že toto je skutečně případ uniformního plazmatu, správně definovaného v gravitačním poli. Jinými slovy, gravitační hmotnost fotonu je skutečně rovna jeho setrvačné hmotnosti. Protože hmotnost fotonu závisí na elektronové hustotě, lze na ni také pohlížet jako na index lomu pozaďového média. (pozn. fffffffff)


Čočky v brýlích jsou tvarovány tak, aby zaostřovaly nebo rozostřovaly světlo na základě indexu lomu materiálu, ze kterého jsou vyrobeny. Na vlnoplochu světla lze pohlížet jako na řadu pochodující rychlostí, která závisí na prostředí pochodujících. Pokud je hranice nového prostředí - kde se pohybují pomaleji, skloněna pod úhlem vzhledem ke směru jejich pohybu - pochodující, kteří vstoupí na hranici jako první, zpomalí jako první, což způsobí, že se řada nakloní do strany. Světelné paprsky jsou odkláněny ze stejného důvodu. Oblak volných elektronů má tendenci rozostřovat světlo, zatímco gravitace shluknuté hmoty má tendenci zaostřovat světlo. U většiny astrofyzikálních systémů, jako jsou galaxie nebo kupy galaxií, gravitace vítězí a vede ke gravitačnímu zaostřování světla, běžně nazývanému "gravitační čočka".

Snímky kup galaxií z Webbova dalekohledu ukazují krásné příklady zdrojů pozadí gravitační čočky. Tento týden byla hlášena první klikatá čočka, ve které jsou ve hře dvě čočky podél linie pohledu. Gravitační čočka by také mohla být formulována jako efektivní index lomu časoprostoru vzhledem k prázdnému prostoru. Před dnešním ranním výklusem jsem analogicky k hmotnosti fotonu v plazmatu odvodil hmotnost gravitonu, který zprostředkovává gravitační interakce, a to tak, že jsem nahradil elektromagnetickou vazbu ve frekvenci plazmatu gravitační vazbou s médiem pozadí. Při střední hustotě vesmíru jsem vypočítal, že de Broglieho vlnová délka masivního gravitonu je 5krát větší než kosmický horizont. Z toho vyplývá, že tato hmotnost gravitonu nemá žádný význam pro kosmologii v pozorovatelném objemu vesmíru.

Hmotnost získaná interakcí fotonu s plazmatem připomíná tzv. Higgsův mechanismus, díky kterému všechny hmotné částice získávají svou hmotnost - Nobelova cena za fyziku 2013. Analogie tohoto typu ukazují krásu přírody. Nicméně stále neznáme povahu 95% rozpočtu kosmické hmoty ve formě temné energie a temné hmoty. Naše čočky dalekohledů nemohou tyto komponenty zobrazovat přímo. Jak jsem dnes řekl reportérovi, naše znalosti jsou malým ostrovem v oceánu nevědomosti. To, co si můžeme představit, je malá část toho, co by mohlo být venku. (pozn. už chápu, proč je lepší být uvnitř..)

Zdroj: https://www.bibliotecapleyades.net/ciencia4/fisica182.htm
Zpět