giannis_k

Ναι πιθανόν, και χάρη σε αυτά τα στοιχεία αποκτήσαμε τελικά την σύγχρονη αντίληψη για το χωρόχρονο μέσα στον 20ό αιώνα!

Όντως, μπορούμε να φανταστούμε το μεμονωμένο φωτόνιο να μην αλλάζει το μέτρο της ταχύτητάς του, και η αλλαγή της ταχύτητας του φωτός να είναι ένα στατιστικό αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης των φωτωνίων με την ύλη. Τελικά τι παρατηρούμε όμως σαν φωτόνιο; Το σωματίδιο ή το group velocity; Τελοσπάντων για να μην τα μπλέξουμε με τις διφορούμενες έννοιες της κβαντομηχανικής, ναι μπορούμε να φανταστούμε ότι ως μια προσέγγιση ισχύει αυτό που λες! Με μια εξιδανικευμένη προσέγγιση μπορούμε να πούμε ότι στο κενό το φως είναι πάντοτε ανεπηρέαστο και έχει αυτή την ταχύτητα, τέλος. Η κβαντομηχανική λέει ότι κοντά στα άτομα του μέσου διάδοσης αρχίζει να υπάρχει πιθανότητα να δούμε το φως να φτάνει πιο αργά εκεί που το περιμένουμε. Όταν αλληλεπιδρούν τα φωτόνια με τα άτομα μπλέκουμε με το τι είναι και τι δεν είναι το φωτόνιο, αν αυτό που παρατηρούμε τελικά είναι η ταχύτητα του φωτονίου ή αν η ταχύτητά του είναι η c ανεξαρτήτως του μέσου διάδοσης, οπότε πάμε μετά στα φιλοσοφικά ερωτήματα της κβαντομηχανικής. Σε αυτό το link εκθέτει αυτή την αντίληψη για το φωτόνιο και την ταχύτητά του: http://en.wikipedia.org/wiki/Photon#Photons_in_matter -στην παράγραφο που λέει "Alternatively, photons may be viewed as always traveling at c, even in matter..." Οπότε είναι μια σωστή θεώρηση αυτή που εξέθεσες!

Όχι, το είχα αφήσει το θέμα του μεταπτυχιακού, βρήκα όμως ένα και θα ξεκινήσω φέτος στο Ανοιχτό Πανεπιστήμιο.

Θυμάμαι πως όταν διάβαζα το μάθημα της Σχετικότητας όταν ήμουν φοιτητής μου δημιουργούνταν ακριβώς αυτή η αίσθηση, ότι το φως κατά κάποιον τρόπο βρίσκεται "στην υφή" του χωρόχρονου, πάνω στις γεωδαισιακές ενός 4-διάστατου χωρόχρονου γεωμετρίας Riemann, πέρα από το χώρο και το χρόνο όπως τον βιώνουμε εμείς που αποτελούμαστε από την "κανονική" μάζα! Αυτή είναι μια εξιδανικευμένη εικόνα που μπορούμε να τη φανταστούμε για το κενό, η πραγματικότητα είναι όμως διαφορετική. Το φως αλληλεπιδρά με την υπόλοιπη ύλη μέσω του ηλεκτρομαγνητισμού: όταν πχ. περνάει μέσα από γυαλί, κινείται πιο αργά από ότι στο κενό, χωρίς όμως αυτό να σημαίνει ότι στο γυαλί ο χωρόχρονος γίνεται πιο "πυκνός". Όταν πέφτει επάνω σε έναν καθρέφτη ανακλάται και δε μπορεί να τον διαπεράσει, χωρίς αυτό να σημαίνει πως ο καθρέφτης είναι ένα όριο του χωρόχρονου! Οπότε το φως κινείται και αυτό μέσα στο χώρο και στο χρόνο όπως όλοι μας, μπορεί να επιβραδύνεται και να επιταχύνεται. (Mάλιστα στο γυαλί κινείται με ~200000 km/sec και υπάρχει περίπτωση σωματίδια πολύ υψηλής ενέργειας να "σπάσουν" το φράγμα της ταχύτητας του φωτός δημιουργώντας την ακτινοβολία Cherenkov, όπως ένα αεροπλάνο που σπάει το φράγμα του ήχου προκαλεί έναν πολύ δυνατό κρότο. Βεβαίως τίποτα δε μπορεί να ξεπεράσει την ταχύτητα του φωτός στο κενό, όπου δεν υπάρχει ύλη με διηλεκτρικές ιδιότητες που να το επιβραδύνει) Άλλο σωματίδιο χωρίς μάζα ηρεμίας είναι το γλοιόνιο, από τη φύση του όμως δε μπορεί να "ταξιδεύει" σε αποστάσεις μεγαλύτερες από τις διαστάσεις ενός πρωτονίου ή νετρονίου, χωρίς αυτό να σημαίνει και πάλι ότι προσκρούει σε κάποιο "χωροχρονικό εμπόδιο". Μάζα ηρεμίας επίσης δεν έχει και το υποθετικό βαρυτόνιο, αλλά εφόσον είναι υποθετικό σωματίδιο δε μπορώ να πω κάτι παραπάνω για αυτό. Η θεωρία της σχετικότητας προκειμένου να εκθέσει τα συμπεράσματά της θεωρεί έναν χωρόχρονο μόνο με βαρύτητα, χάριν απλότητας. Ακόμη πιο εξιδανικευμένη προσέγγιση κάνει η ειδική σχετικότητα, όπου αφαιρεί τα βαρυτικά πεδία προκειμένου να εξετάσει πώς συμπεριφέρεται ο χωρόχρονος καθαρά σε συνάρτηση με τις σχετικές ταχύτητες διαφορετικών σωμάτων. Με αυτή τη θεώρηση όντως μπορούμε να φανταστούμε το φως σαν να μην επιταχύνει ή να επιβραδύνει, σαν να υπάρχει πάνω στην υφή του χωρόχρονου. Όταν συμπληρώνουμε όμως την εικόνα λαμβάνοντας υπόψη και την υπόλοιπη φυσική, βλέπουμε ότι δεν είναι έτσι.

Γειά σας, είμαι νέο μέλος στο forum και δεν έχω ξαναγράψει, οπότε με την ευκαιρία να σας χαιρετήσω! Θα ήθελα πρώτα να ξεκαθαρίσω κάτι όσον αφορά τη λειτουργία του σωματιδίου Higgs: η δράση του εξηγεί πως κάποια σωματίδια έχουν μάζα ηρεμίας και κάποια όχι. Μάζα με τη γενική έννοια έχουν όλες οι μορφές ύλης. Μάζα ηρεμίας όμως όχι. Ποιά είναι η πιο προφανής πρακτική διαφορά μεταξύ 2 σωματιδίων που το ένα έχει μάζα ηρεμίας, το άλλο όχι; Ένα σωματίδιο που δεν έχει μάζα ηρεμίας (όπως το φωτόνιο) κινείται πάντοτε στον κενό χώρο με ταχύτητα c (η ταχύτητα του φωτός στο κενό). Είναι αδύνατον να βρεθεί σε κατάσταση σχετικής ακινησίας ως προς εμάς. Αντιθέτως, ένα σωματίδιο με μάζα ηρεμίας, (όπως τα πρωτόνια, τα νετρόνια, τα ηλεκτρόνια και πολλά ακόμα) μπορεί να κινείται μόνο με ταχύτητες μικρότερες της ταχύτητας του φωτός και να βρεθεί σε μια σχετική ακινησία ως προς εμάς που το παρατηρούμε (αν και η απόλυτη ακινησία είναι αδύνατη στη φύση, αλλά αυτό ειναι άλλο θέμα συζήτησης!) Με άλλα λόγια: εμείς οι άνθρωποι που αποτελούμαστε από τέτοια σωματίδια είναι αδύνατον να κινηθούμε με ταχύτητα c! Ο μηχανισμός Higgs εξηγεί πως διαφοροποιούνται τα σωματίδια με μάζα ηρεμίας από αυτά που δεν έχουν. Πολύ συχνά εμείς οι φυσικοί αποκαλούμε τη μάζα ηρεμίας απλά "μάζα" και αυτό καμιά φορά μπορεί να μπερδέψει τα πράγματα, ειδικά όσους δεν είναι φυσικοί. Τώρα τι σχέση έχουν όλα αυτά με τις μαύρες τρύπες; Μέχρι στιγμής όχι κάποια ιδιαίτερη, αλλά η έρευνα προχωράει. Είναι τεράστια συζήτηση τι είναι οι μαύρες τρύπες, τι είναι η μάζα τους, τι παθαίνει η ύλη που πέφτει μέσα τους κλπ. αλλά όσον αφορά την αρχική ερώτηση μπορώ με συντομία να πω τα εξής: έχει γίνει έρευνα όσον αφορά τη φύση των πυρηνικών δυνάμεων στο περιβάλλον της μαύρης τρύπας με το μοντέλο της θεωρίας Einstein-Yang-Mills (πώς συμπεριφέρονται οι ασθενείς και ισχυρές πυρηνικές δυνάμεις συνδυασμένες με τον ηλεκτρομαγνητισμό στο περιβάλλον της μαύρης τρύπας και πώς την επηρεάζουν). Η θεωρία για το σωματίδιο Higgs προέκυψε προκειμένου να ολοκληρωθεί η αντίληψή μας για τις ασθενείς πυρηνικές δυνάμεις και τη σχέση τους με τον ηλεκτρομαγνητισμό, όπου προέκυψε και το πρόβλημα της διαφοροποίησης των σωματιδίων με μάζα ηρεμίας από αυτά που δεν έχουν. Πρόσφατα κάποιοι φυσικοί πρότειναν ένα μοντέλο Einstein-Yang-Mills-Higgs προκειμένου να προσπαθήσουν να προβλέψουν πώς συμπεριφέρονται οι πυρηνικές δυνάμεις και το πεδίο Higgs στο πολύ ισχυρό βαρυτικό πεδίο μιας μαύρης τρύπας. Τεχνικές λεπτομέρειες δεν γνωρίζω, αλλά δε νομίζω ότι είναι καθοριστικά τα συμπεράσματα που βγάζουν για την αντίληψη που ήδη έχουμε για τις μαύρες τρύπες και τις πυρηνικές δυνάμεις. Αν προκύψει κάτι πρωτοποριακό από αυτή την έρευνα θα το μάθουμε. Και υπόψην ότι αυτές οι έρευνες είναι σε καθαρά θεωρητικό επίπεδο - είναι απλά θεωρίες δηλαδή.