Szybciej od światła w ciemnej przestrzeni

Układ odniesienia

Hipoteza:

"Żadna cząstka nie posiada masy. Masa nie istnieje jako wielkość fizyczna. To zjawisko emergentne, powstające tylko i wyłącznie wtedy, gdy cząstka poruszająca się pod wpływem siły, napotka opór. Gdy nie ma oporu - to nie ma masy. Masa jest bardzo podobna do parcia: nie ma oporu - nie ma parcia :)

Nie istnieje bezpośredni pomiar masy dla cząstek. Ich masa jest zawsze wyliczana jako pewien współczynnik proporcji. Dla cząstek naładowanych zwykle mierzy się q/m, i z tego wylicza m, pomijając fakt, ze m może nie być żadną masą, a tylko wielkością wynikającą z prędkości przekazywania oddziaływań pomiędzy polem, w którym porusza się cząstka, a jej ładunkiem" - wugo

Dopisane - do komentarza wugo (1 października 2024, 16:12):

ChatGPT podaje, że ideę miary q/m wprowadził eksperymentem J.J. Thomson (stosunek ładunku do masy, e/m), którą następnie wykorzystał Robert Millikan:

Eksperymentem J.J. Thomson: W 1897 roku J.J. Thomson odkrył elektron i przeprowadził eksperymenty, które pozwoliły wyznaczyć stosunek ładunku elektronu do jego masy (e/m). Thomson badał, jak wiązka elektronów (ówcześnie nazywana promieniami katodowymi) zachowuje się w polu elektrycznym i magnetycznym. Elektrony wprowadzane do jednoczesnego działania pola magnetycznego i elektrycznego są odchylane przez te pola, a wielkość odchylenia zależy od stosunku ładunku do masy cząstki (e/m). Znając wartości natężenia pola elektrycznego i magnetycznego, a także obserwując trajektorię elektronów, Thomson mógł obliczyć stosunek e/m (w przybliżeniu 1.758820 × 10¹¹ C/kg). Thomson nie wyznaczył bezpośrednio masy elektronu, lecz stosunek ładunku do masy. Aby uzyskać masę, konieczne było wyznaczenie wartości samego ładunku elektronu, co uczynił Millikan w swoim słynnym eksperymencie.
Eksperyment Millikana (wyznaczenie ładunku e): W 1910 roku Robert Millikan wyznaczył wartość ładunku elementarnego w swoim eksperymencie z kroplami oleju. Wiedząc, że stosunek e/m jest już znany z eksperymentów Thomsona, a także mając wartość e, można było obliczyć masę elektronu.

Masa nośników i ich ładunek elektryczny

Ilustracja ChatGPT
do idei
oddziaływania elektronu bez masy z elektronem i pozytonem z masą

Nośniki ładunku elektrycznego z masą nie anihilują z nośnikami ładunku elektrycznego bez masy, ponieważ tych drugich nie ma w nauce (fizyce), jednak masa nie jest koniecznym warunkiem istnienia ładunku ani jego nośników, jak np. elektronu i pozytonu.

W idei:
We wszechświecie rozszerzającej się przestrzeni niemożliwy jest kosmolot szybszy od światła.
Zatem trzeba zatrzymać rozszerzanie się przestrzeni wszechświata, aby kosmolot był możliwy.

Ilustracja ChatGPT do idei "Wielki Wybuch powstrzymamy i kosmolot szybszy od światła poruszymy" z napędem jonowym zanurzony w czterowymiarowej czasoprzestrzeni

Tunel czasoprzestrzenni (encyklopediafantastyki.pl)

W trzecim przybliżeniu

W tej idei kosmolot przemieszcza się wewnątrz przestrzeni π (pi), czyli poza wpływem jej zewnętrznego zakrzywienia. Zatem kosmolot lecąc prosto w tej przestrzeni będzie poruszał się trajektorią ruchu związaną z zakrzywieniem wewnętrznych i nie zderzy się z tunelem czasoprzestrzennym ani z czarną dziurą oraz innymi ciałami niebieskimi omijając je. W tym ułożeniu przesłanką samą w sobie nie jest "nowy opis wszechświata". Puntem odniesienia jest maszyna, urządzenie, przemieszczające się we wszechświecie szybciej od światła względem odcinka drogi w jego naturze i układzie odniesienia. Wewnątrz przestrzeni π (pi) kosmolot poza sobą nie doznaje oporu ruchu, jak samolot w powietrzu, ale napęd korzysta z oporu w nim. Rzecz w tym, że obecnie technologia i technika napędów pojazdu kosmicznego korzysta z metody elektryczno-odrzutowego silnika jonowego, którego działanie związane jest z przyspieszeniem nośnika masy, np. jonów ksenonu jako nośników ładunku elektrycznego dodatniego.

Zatem w idei scenariusza filmowego, korzystając z dwóch układów odniesienia (jeden zewnętrzny będący w spoczynku i drugi związany z kosmolotem będącym w ruchu), kosmolot jest zanurzony w przestrzeni π (pi), jest "kroplą masy zawierającą nośniki ładunku elektrycznego", "bańką masy", "zanurzoną kulką masy, jak kulka oleju w mieszaninie wody i denaturatu" (Google).

Poniżej w tabeli masa w idei ulokowana jest w rzeczywistych nukleonach, ponieważ tak wskazuje umownie waga (linka):

W idei wagi to co cięższe jest niżej od lżejszego. Jak pomnożymy ideę przez -1 to byłoby odwrotnie.

Rys. 1.

Rys. 2.

"proton z masą + antyneutron bez masy" → ( -1, +1, +1 ) → ( i², +1, +1 ) → ( i², -j², -k² )

"neutron z masą + antyproton bez masy" → ( +1, -1, -1 ) → ( +1, j², k² ) → ( - i², j², k²)

i² = j² = k² = -1

*
W fizyce występuje wielkość wektorowa zwana pędem i określona jest jako iloczyn masy ciała i wektora prędkości z jaką się porusza o wartości: p = m ∙ v. Występuje również iloczyn ładunku elektrycznego i prędkości jego nośnika "q ∙ v", ale nie samodzielnie: F_B = q ∙ v ∙ B. Jest w ułożeniu idei siły Lorentza, która działa na cząstkę obdarzoną ładunkiem elektrycznym, poruszającą się w polu elektromagnetycznym (link):

Jednak w przypadku nośników rzeczywistych (dodatnich i ujemnych), posiadających ładunek elektryczny i masę, siła ta zakrzywia ich tor ruchu:

Kierunek działania siły Lorentza w zależności od ładunku cząstki

Inspiracja:
Wzajemne zmiany wektorów natężenia pola elektrycznego i pola magnetycznego podczas przemieszczania się fali elektromagnetycznej (link) są w idei względem siebie "prostopadle symetryczne":

W idei archeologii kosmolotu szybszego od świata, w scenariuszu ułożenia przesłanki przez Rogera Bacona - "Mogą być zbudowane maszyny latające, takie że człowiek siedzący wewnątrz maszyny będzie nią kierował za pomocą pomysłowego mechanizmu i leciał przez powietrze jak ptak" - w wersji kosmicznej jest: "Mogą być zbudowane maszyny latające, takie że człowiek siedzący wewnątrz maszyny będzie nią kierował za pomocą pomysłowego mechanizmu i leciał w przestrzeni kosmicznej jak ...". Zatem w tej idei wewnątrz maszyny jest człowiek, to musi być w takim kosmolocie światło i odpowiednio dla jego natury ciepło.

Problem kasy biletowej

Potrzebne są zatem dwa układy odniesienia:

Jeden, w którym silnik kosmolotu przyspiesza jony ksenonu nukleonów z masą - zatem w nim kosmolot szybszy od światła nie byłby możliwy.
Drugi, w którym silnik kosmolotu przyspieszana jony ksenonu nukleonów bez masy - zatem w nim kosmolot szybszy od światła byłby możliwy.

Wówczas w tym ułożeniu idea trafiłaby do biznesowego zagadnienia marketingu w scenariuszu oferty kasy biletowej, która byłaby w pierwszym układzie odniesienia i sprzedawała bilety na kosmiczny lot w drugim układzie.

ChatGPT:

Przeanalizuj ułożenie: Masa nie jest koniecznym warunkiem istnienia ładunku elektrycznego - podaj przykłady. Nie ma znanych cząstek naładowanych elektrycznie, które nie posiadałyby masy spoczynkowej.

Odpowiedź: Stwierdzenie „masa nie jest koniecznym warunkiem istnienia ładunku elektrycznego” można zrozumieć w kontekście teoretycznym, jednak w praktyce, we współczesnej fizyce, wszystkie znane cząstki naładowane elektrycznie mają masę spoczynkową. Przyjrzyjmy się temu dokładniej:

1. Elektromagnetyzm a masa
Zasadniczo ładunek elektryczny i masa to dwie różne własności cząstek. Teoretycznie, masa nie jest bezpośrednio związana z ładunkiem elektrycznym, co oznacza, że istnienie cząstki z ładunkiem nie wymaga, aby miała ona masę. Można więc stwierdzić, że masa nie jest koniecznym warunkiem istnienia ładunku – w sensie czysto teoretycznym, nie ma fundamentalnej zasady fizycznej, która łączyłaby te dwie własności cząstki w sposób absolutny.

Jednakże w praktyce, we wszystkich znanych cząstkach naładowanych elektrycznie, masa spoczynkowa jest zawsze obecna.

2. Przykłady znanych cząstek naładowanych
Oto przykłady cząstek naładowanych, które mają masę spoczynkową:

Elektron: naładowany ujemnie, ma masę spoczynkową wynoszącą około 9.109 × 10⁻³¹ kg.
Proton: naładowany dodatnio, masa spoczynkowa wynosi około 1.673 × 10⁻²⁷ kg.
Pozyton: antycząstka elektronu, ma dodatni ładunek i tę samą masę co elektron.
Mezony (np. mezon π+): cząstka z ładunkiem dodatnim, posiada masę.

3. Brak cząstek naładowanych bezmasowych
Nie są znane cząstki bezmasowe, które miałyby ładunek elektryczny. Cząstki bezmasowe, takie jak foton (nośnik siły elektromagnetycznej), nie mają ładunku elektrycznego. Zatem, w świetle dzisiejszej wiedzy, nie ma przykładów cząstek, które byłyby jednocześnie naładowane elektrycznie i pozbawione masy spoczynkowej.

4. Teoretyczne konteksty
Istnieją teoretyczne ramy, w których można sobie wyobrazić istnienie cząstek naładowanych, które nie mają masy spoczynkowej. Na przykład:

Symetria teorii pola: W niektórych modelach teorii pola można skonstruować cząstki, które byłyby bezmasowe, a jednocześnie posiadałyby ładunek, ale takie cząstki nigdy nie zostały zaobserwowane w naturze.
Teorie poza Modelem Standardowym: Mogą istnieć spekulatywne cząstki przewidziane przez teorie wykraczające poza Model Standardowy, które miałyby inne własności, ale na ten moment brak jest eksperymentalnych dowodów na ich istnienie.

5. Brak bezmasowych cząstek naładowanych:

Możliwe przyczyny
Jednym z powodów, dlaczego nie ma znanych cząstek naładowanych elektrycznie, które nie miałyby masy, może być sposób, w jaki oddziałują one z polem Higgsa w Modelu Standardowym. Pole Higgsa nadaje masę cząstkom masywnym, a cząstki takie jak elektron czy proton (które są naładowane) oddziałują z tym polem, co prowadzi do ich masywności.

Podsumowanie:
Teoretycznie, ładunek elektryczny i masa nie są bezpośrednio powiązane, co oznacza, że masa nie jest koniecznym warunkiem istnienia ładunku. Jednakże, w praktyce wszystkie znane cząstki naładowane elektrycznie mają masę spoczynkową. Nie są znane cząstki naładowane elektrycznie, które byłyby jednocześnie bezmasowe – jedynymi znanymi bezmasowymi cząstkami są fotony, które nie posiadają ładunku elektrycznego.
*
ChatGPT:

Pytanie: Co dzieje się z ładunkiem elektrycznym w procesie anihilacji elektronu i pozytonu?

Odpowiedź: W procesie anihilacji elektronu i pozytonu, ładunki elektryczne tych cząstek ulegają wzajemnemu zniesieniu. Oto dokładne wyjaśnienie tego procesu:

1. Ładunki elektryczne elektronu i pozytonu

Elektron (e−) ma ujemny ładunek elektryczny wynoszący −1e (gdzie e to wartość elementarnego ładunku elektrycznego, czyli e ≈ 1.602 × 10⁻¹⁹ C.
Pozyton (e+) to antycząstka elektronu i ma dodatni ładunek elektryczny wynoszący +1e.

2. Proces anihilacji
Kiedy elektron i pozyton napotykają się, mogą ulec anihilacji, czyli procesowi, w którym ich masa i energia kinetyczna przekształcają się w inne formy energii, zazwyczaj w postaci fotonów promieniowania gamma. Zgodnie z zasadą zachowania ładunku elektrycznego, całkowity ładunek przed i po anihilacji musi być taki sam.

Przed anihilacją: Mamy ładunek elektryczny −1e (elektron) i +1e (pozyton).
Po anihilacji: Całkowity ładunek wynosi zero, ponieważ −1e + 1e = 0.

Podczas anihilacji elektron i pozyton znoszą swoje ładunki, co prowadzi do tego, że wynikowe cząstki, które powstają (zazwyczaj fotony), nie mają ładunku elektrycznego.

3. Co dzieje się z energią i masą?
Anihilacja nie oznacza "zniknięcia" energii i masy, lecz ich przekształcenie. Energia wynikająca z masy elektronu i pozytonu (zgodnie z równaniem Einsteina E=mc²) oraz ich energii kinetycznej jest przekształcana w energię elektromagnetyczną, najczęściej w postaci dwóch fotonów gamma. Foton jest cząstką bezmasową i neutralną pod względem elektrycznym, więc ładunek elektryczny w tym procesie nie jest obecny w produktach końcowych.

4. Zasada zachowania ładunku
Zasada zachowania ładunku elektrycznego jest jednym z fundamentalnych praw fizyki i mówi, że ładunek elektryczny nie może być stworzony ani zniszczony, lecz jedynie może się przemieszczać między cząstkami. W anihilacji elektronu i pozytonu całkowity ładunek początkowy (ujemny elektron i dodatni pozyton) sumuje się do zera, co oznacza, że końcowy stan również ma ładunek zerowy.

Podsumowanie:
W procesie anihilacji elektronu i pozytonu, ich przeciwne ładunki elektryczne wzajemnie się znoszą, co prowadzi do tego, że produkty końcowe (foton(y)) są neutralne pod względem elektrycznym. Ładunek elektryczny nie „znika”, ale zgodnie z zasadą zachowania ładunku, całkowity ładunek przed i po anihilacji wynosi zero.