Căutați ceva anume?

miercuri, 6 octombrie 2021

Amănunte despre vitezele corpurilor

Unui corp în mișcare, precum o planetă, i se poate asocia o traiectorie care are o curbură bine stabilită. Dacă acel corp s-ar opri, atunci curbura traiectoriei sale n-ar mai putea fi determinată deoarece curbura punctului este un non-sens matematic. Astfel ar apărea o ciudățenie imposibil de rezolvat, ciudățenie pe care am numit-o „paradoxul informațional al repausului”. 


Cum este imposibil ca natura să aleagă o situație paradoxală, rezultă că singura variantă ce poate fi acceptată este aceea că nu există repaus. Repausul este imposibil. Corpurile nu pot fi oprite, ci sunt mereu în mișcare.


Dar, acest lucru trebuie să fie valabil  pentru orice observator din Univers! Căci, dacă ar exista un observator din Univers față de care un corp să poată fi în repaus, atunci față de acest observator privilegiat curbura traiectoriei corpului nu ar mai putea fi determinată, deși observatorii pot comunica informație între ei. Ar apărea atunci aceeași ciudățenie pe care natura nu o alege.


Așadar, repausul este imposibil pentru toți observatorii din Univers. Dar, dacă repausul este imposibil pentru toți observatorii din Univers, atunci ce ne facem cu vitezele diferite? De ce vedem viteze diferite? Și dacă vedem viteze diferite, nu ar exista un observator față de care viteza să fie tocmai zero? Cum rezolvăm aceste dileme?


Păi, știm că vitezele nu se compun după legile galileene, ci după legile relativiste. Așadar, întrebările trebuie puse altfel. Ce viteză ar trebui să aibă corpurile astfel încât repausul să fie imposibil pentru orice observator din Univers? Care este viteza pe care ar trebui s-o aibă corpurile în așa fel încât acea viteză să nu permită apariția repausului? Mai precis, care este viteza invariantă față de orice observator? Răspunsul este, desigur: viteza luminii în vid.


Aoleu! Adică cum? Corpurile au viteza luminii? Dar noi știm că un corp care are viteza luminii trebuie să aibă masa infinită, căci la viteza luminii masa de mișcare devine infinită. Aha. E-adevărat asta, dar numai dacă masa de repaus este nenulă. Așadar, pentru a putea admite că toate corpurile se deplasează cu viteza luminii în vid ar trebui să admitem și faptul că toate corpurile au masa de repaus nulă. Asta ar mai însemna că toată masa corpurilor este numai masă de mișcare.


Oare există vrei lege a naturii care să interzică faptul ca toată masa corpurilor să fie masă de mișcare? Din câte știu eu, nu! Nici o lege a naturii nu va interzice ca masa corpurilor să fie numai masă de mișcare. Și, dacă nu există nici o astfel de lege, atunci nu vom interzice nici noi așa ceva.


Ok. Presupunând că am rezolvat câteva dileme, a mai rămas una. Cum se face că vedem corpuri mergând cu viteze diferite, deși ele ar avea toate viteza luminii în vid? Avem și răspunsul la această întrebare: viteza pe care o vedem este doar o viteză aparentă, o viteză medie datorată complexității traiectoriei pe care n-o luăm în calcul atunci când măsurăm viteza adevărată. Adică cum?


Să ne imaginăm că un corp s-ar deplasa cu viteza luminii în vid pe o traiectorie simplă, de exemplu, pe o elice circulară. Atunci, un observator care ar încerca să măsoare viteza acestui corp și care nu descoperă mișcarea pe o elice, ci presupune că mișcarea corpului este rectilinie, va vedea de fapt doar proiecția vitezei reale a corpului pe axa elicei. Așadar, dacă viteza reală a corpului este c, atunci viteza aparentă pe care o măsoară observatorul va fi $$v=c\cdot\cos\alpha,$$

unde $\alpha$ este unghiul pe care îl face viteza reală a corpului cu axa elicei circulare.

Dacă traiectoria corpului va fi cu un ordin mai complicată, deci dacă mișcarea corpului s-ar face pe o elice circulară de ordinul doi (curbă de precesie constantă), atunci viteza aparentă va fi și mai mai mică, ea devenind „proiecția proiecției” pe axa elicei circulare de ordinul doi. Mai exact, în acest caz viteza aparentă ar deveni $$v=c\cos\alpha\cdot\cos\beta,$$ 

acum $\beta$ fiind unghiul pe care îl face fosta axă a elicei circulare inițiale (care acum variază și ea) cu noua axă a elicei circulare de ordinul doi, care este fixă în spațiu. De altfel, teorema de recurență a triedrelor lui Frenet (teorema lui Bilinski) este cea care aduce detaliile cantitative mai adânci.


Desigur, pentru traiectorii din ce în ce mai complicate (care, conform teoremei amintite, nu sunt altceva decât tot elice circulare, doar că de ordin mai superior), viteza aparentă devine din ce în ce mai mică, ajungându-se ca acele corpuri macroscopice să pară că se deplasează foarte încet în comparație cu viteza luminii în vid, datorită faptului că în relația vitezei apar din ce în ce mai mulți factori ce îl conțin pe cosinus, după cât de complicată este în realitate traiectoria corpului.


Astfel, cititorul răbdător care a urmărit cu atenție raționamentele mele precedente va putea accepta o asemenea paradigmă profundă a noii Fizici care se prefigurează în viitor. Din păcate, nu mă aștept ca acest cititor răbdător și atent să fie unul experimentat și bătrân, ci mă aștept ca el să fie tânăr, neîncorsetat de paradigma actuală și cu mintea bine pregătită pentru o asemenea noutate...


luni, 4 octombrie 2021

Momentul cinetic al galaxiilor este un mister

 O masă dată de gaz fără moment cinetic se va contracta într-o sferă. Galaxiile au moment cinetic și se contractă în discuri subțiri. De unde au galaxiile moment cinetic? Este o întrebare fără răspuns încă. (Volumul I al cursului de Fizică Berkeley, pagina 193)



Postări populare

Arhivă blog

Etichete

Persoane interesate