Energija

[LUKEC]

Od kje izvira energija?
Lahko rečemo, da pri avtomobilih izvira energija iz bencina.
Ampak od kje pa izvira energija od bencina?
Ja iz nafte.
Ampak od kje izivra energija nafte?
Ja iz zemeljske notranjosti, kjer jo črpajo.
Ja od kje pa izivra zemlja?
Ja iz velikega poka.
In od kje izivra veliki pok?
Po tej logiki bi morali imeti tudi za veliki pok teorijo, kako je nastal in iz česa je nastal.
Očitno je res Bog ustvaril vesolje in zemljo.

[Roman]

Očitno je res Bog ustvaril vesolje in zemljo.

Z očitnostjo pretiravaš. Pa tudi pri Bogu se moraš vprašati "kako je nastal in iz česa je nastal."

[LUKEC]

Očitno je res Bog ustvaril vesolje in zemljo.

Z očitnostjo pretiravaš. Pa tudi pri Bogu se moraš vprašati "kako je nastal in iz česa je nastal."

Ja Boga je ustvaril Bog.

[Roman]

In kdo tega? In iz česa?

[Rozman]

Energija se v vesolju pojavlja v dveh oblikah. Pozitivne oblike energije (EM valovanje, kinetična energija …) ustvarjajo dinamiko vesolja. Negativne oblike energije (vezalne energije) s svojo zmožnostjo povezovanja ustvarjajo neko obliko 'lepila vesolja' in s tem omogočajo ustvarjanje in obstoj snovi.

V vesolju je količina pozitivnih oblik energij izenačena s količino negativnih oblik energij. Prazen prostor ( nič ) se po fizikalnih zakonih torej lahko razcepi v pozitivno obliko energije in enako količino negativne vezalne energije. Procesi razcepa 'niča' v energijo in vezalno energijo in obratno se v vesolju stalno dogajajo (več v poglavju Energija v knjigi Zastrto vesolje).

[shrink]

Energija se v vesolju pojavlja v dveh oblikah. Pozitivne oblike energije (EM valovanje, kinetična energija …) ustvarjajo dinamiko vesolja. Negativne oblike energije (vezalne energije) s svojo zmožnostjo povezovanja ustvarjajo neko obliko 'lepila vesolja' in s tem omogočajo ustvarjanje in obstoj snovi.

V vesolju je količina pozitivnih oblik energij izenačena s količino negativnih oblik energij. Prazen prostor ( nič ) se po fizikalnih zakonih torej lahko razcepi v pozitivno obliko energije in enako količino negativne vezalne energije. Procesi razcepa 'niča' v energijo in vezalno energijo in obratno se v vesolju stalno dogajajo (več v poglavju Energija v knjigi Zastrto vesolje).

Šarlatansko nakladanje.

[Rozman]

Lukec, predstavo o ustvarjanju in izničenju energij si lahko ustvariš na primeru vpada elektrona v atomsko lupino. Kadar se elektron ujame v atomsko lupino, se zgodi dvoje:

• - atom odda foton (pozitivno energijo), ki odpotuje po vesolju in
  - ustvari se negativna vezalna energija, ki poveže elektron in atomsko jedro v skupno celoto.

Ob padcu elektrona v krožnico atoma na novo nastaneta foton in enaka količina negativne vezalne energije. Elektron lahko zapusti atom le tako, da od nekje dobi manjkajočo energijo; foton se na primer lahko vrne, zadene v elektron in ga izbije iz krožnice atoma.
Tako kot se ob vpadu elektrona v atomsko lupino v paru na novo 'iz nič' ustvarita foton in vezalna energija, tako se ob zbitju elektrona iz atomske lupine vrnjeni foton in negativna vezalna energija medsebojno izničita.

[Aniviller]

No Rozman v principu je res, s to razliko, da je to en in isti proces in ena in ista energija (elektron odda energijo in jo ima zato manj). Da ne boš kaj dvakrat štel. Kam postaviš ničlo potencialne energije je poljubno, se pa pri elektromagnetnih sistemih ponavadi izbere, da je 0 ko sta delca neskončno narazen. Tako da to kaj je negativno in kaj je pozitivno je stvar dogovora, ne pa neka mistična druga oblika energije. Tako kot naš dogovor o nadmorski višini nič. Recimo ko ti padeš v luknjo sredi ceste, se tvoja potencialna energija zniža (energijo oddaš, oziroma spremeni se v energijo za lomljenje nog in tlačenje podlage). Sprememba je negativna... ali si vezan? Hja, ujet si v luknji, dokler ne dobiš dovolj energije, da premagaš energijski skok... ampak kot vidiš, spet gledamo samo razliko do željenega stanja (naš pobeg iz luknje v cesti nazaj na cesto nima veze s tem, na kateri nadmorski višini se to dogaja).

Toliko da smo si na čistem.

[Rozman]

Aniviller, res je, tako kot si v prostoru lahko poljubno izberem prostorske koordinate, lahko tudi poljubno izberem nično energijsko stanje. Eden od izborov nične energije bi bil lahko torej popolnoma prazen prostor, prostor brez prisotnosti snovnih delcev, brez energijskih polj in brez energijskih valovanj.

Seveda se pojavlja vprašanje, zakaj naj bi bila nična energija prostora ravno v praznem prostoru, daleč od galaksij. Zakaj nična energija ne bi bila na primer v gravitacijskem polju na Zemlji, na Soncu ali v črni luknji, na dnu neke energijske kotanje.

Vprašanje je podobno tistemu, zakaj Zemlja ni središče vesolja. Navsezadnje bi bila Zemlja lahko središče vesolja. Ob tem pa bi bile enačbe gibanj nebesnih teles tako rekoč neobvladljivo zapletene. Razumevanje gibanja nebesnih teles je neprimerno bolj razumljivo, če Zemljo razumemo kot enega od planetov v enem osončju ene od galaksij. Ko smo opustili model geocentričnega vesolja, so se šele odprle prave možnosti za razumevanje vesolja.

Podobno je pri razumevanju energije. V osnovi lahko katero koli energijsko stanje neke točke prostora označim kot nično energijsko stanje. Toda če se vprašam, katero nično energijsko stanje opazovane točke je najbolj naravno in omogoča najboljši pogled v razumevanje energijskih danosti vesolja, izbor ni več trivialen.

Ob tem se ponuja miselni model, kjer je energija prostora enaka nič v popolnoma praznem prostoru. Po izbranem modelu v splošnem energija v poljubni točki prostora lahko zavzame pozitivne ali negativne energijske vrednosti.

Miselni model z nično energijo v praznem prostoru odpre sistematičen pogled na energijo, ki pa sicer ni mogoč:

• - Pozitivne energije so sposobne opravljati delo, negativne energije so vezivo snovi.
  - Združitev dveh pozitivnih energij ustvari novo obliko energije (toploto), združitev pozitivne in negativne oblike energije se v celoti medsebojno izniči.

[Aniviller]

Aniviller, res je, tako kot si v prostoru lahko poljubno izberem prostorske koordinate, lahko tudi poljubno izberem nično energijsko stanje. Eden od izborov nične energije bi bil lahko torej popolnoma prazen prostor, prostor brez prisotnosti snovnih delcev, brez energijskih polj in brez energijskih valovanj.

Ja saj nekaj takega ponavadi fiziki izberemo, ampak v kvantnem svetu se to rahlo zakomplicira (energija osnovnega stanja vakuuma). Pa pustimo zdaj kvantno mehaniko...

Klasično gledano so vse te vezavne energije in vse to kar razlike v masah. Tvojo delitev torej lahko opredelimo na tale način: vezavna energija je tisto, za kolikor je vezano stanje lažje kot vsota mas sestavnih delov. Ampak to je že spet RAZLIKA energij, ki je negativna. Same mirovne energije (brez kinetičnih prispevkov) so še vedno \(mc^2\), kar je pozitivno. In tudi te vezavne energije so pač glede na nekaj drugega. Kemijska vezavna energija recimo ne šteje zraven vezavne energije jeder v posameznih atomih. Za kvarke pa niti ne moreš postavit ničle na stanje, ko so vsak posamezen, saj bi bila ta neskončna. Prav tako recimo vezavna energija človeka glede na zemljo (ki jo premagaš, če pridobiš ubežno hitrost) ne šteje vezave v sončev sistem. Vse, kar ima smisel, so razlike energij, ko računaš vezavne energije! Lahko pa za absolutno energijo šteješ maso, samo potem moraš pa resnično pazit kaj šteješ: greš v sončni sistem in izmeriš maso zemlje od blizu, in maso sonca od blizu, ampak ko pogledaš pa sončev sistem od daleč, je pa skupna zaznana masa različna od vsote obeh. Edina pravilna energija bi bila torej masa, ki jo izmeri opazovalec daleč daleč daleč stran od vse snovi. Vezavna energija je pa za koliko se vsota energij sestavnih delov ne ujema s celoto. Gre torej za delitev na maso in energijo.

Vprašanje je podobno tistemu, zakaj Zemlja ni središče vesolja. Navsezadnje bi bila Zemlja lahko središče vesolja. Ob tem pa bi bile enačbe gibanj nebesnih teles tako rekoč neobvladljivo zapletene. Razumevanje gibanja nebesnih teles je neprimerno bolj razumljivo, če Zemljo razumemo kot enega od planetov v enem osončju ene od galaksij. Ko smo opustili model geocentričnega vesolja, so se šele odprle prave možnosti za razumevanje vesolja.

Ja tukaj je edini pravi odgovor, da središča vesolja ni. Za opisovanje kroženja okrog sonca res ni najbolj primeren koordinatni sistem, ki pospešuje (kroži), ampak kaj hočemo

Miselni model z nično energijo v praznem prostoru odpre sistematičen pogled na energijo, ki pa sicer ni mogoč:

- Pozitivne energije so sposobne opravljati delo, negativne energije so vezivo snovi.
- Združitev dveh pozitivnih energij ustvari novo obliko energije (toploto), združitev pozitivne in negativne oblike energije se v celoti medsebojno izniči.

Ta delitev je povsem umetna. Energija je energija, ena in ista količina je to. Pozitivna energija (glede na neko arbitrarno izbrano referenco) ti nič ne koristi za delo: delo dobiš le, če najdeš stanje z nižjo energijo, v katerega preideš, da se energija sprosti. In pri sproščanju energije te omejujejo ohranitveni zakoni. Recimo če imaš v vesolju dva elektrona zelo daleč stran, imata vsak energijo mc^2, ampak tega nikakor ne moreš sprostit, saj ohranitveni zakon preprečuje anihilacijo. Torej bi si lahko mislil, da bi to vzel za osnovno stanje in celotni stvari pripisal energijo 0. Ampak če imaš pa elektron in pozitron, vsak z energijo mc^2 (daleč stran, da se elektromagnetna energija ne pozna), pa se lahko anihilirata in sprostita to energijo v obliki izsevanja dveh fotonov... zdaj ti to, da si mc^2 elektrona štel za ničlo hodi v napoto.

Poleg tega je še vprašanje, kaj smatraš za "sproščeno" energijo. Kinetično? Ali se oddani fotoni štejejo za sproščeno energijo ali ne? Ker v principu gre v fiziki le za pretvorbo energije in snovi iz ene v drugo obliko.

[Rozman]

Aniviller, ja, omenjaš mnogo vplivov na vezalno energijo. Skušajva pa to pojmovanje energije poenostaviti. Opažamo tri oblike obnašanja delcev glede na svojo energijo: delec ima na primer potencialno energijo, ki ga sili v gibanje, delec je lahko ujet v neki energijski kotanji, ki mu preprečuje gibanje in delec je lahko svoboden, nič ga ne sili v gibanje nič mu ne preprečuje gibanja.

To lahko opišemo na sledeč način: delec ima glede na okolico pozitivno energijo, v drugem primeru ima delec glede na okolico negativno vezalno energijo, v tretjem primeru pa je energija delca glede na okolico nevtralna, kar ga osvobaja. V čem tako razmišljanje ne vzdrži fizikalne presoje?

[Aniviller]

Preveč je specifično (deluje samo za enostavne sisteme, recimo za sistem dveh delcev). To velja za vsako umetno delitev: če se zapičiš v poseben primer, lahko na lastnostih tega primera definiraš kaj misliš s tvojimi pojmi, ampak če pojem nima fizikalne osnove, ti bo definicija razpadla ko jo poskušaš uporabit v splošnem.

V sistemu dveh teles (recimo planet okrog sonca) je kinetična+potencialna energija tisto, kar je (če meriš glede na neskončnost) negativno, če je planet v eliptični orbiti, in pozitivno, če ni vezan (na hiperbolični orbiti). Tukaj to deluje... ampak že tukaj "vezavna" energija rečeš v bistvu razliki med energijo planeta daleč stran od sonca in energiji planeta v trenutni orbiti. Torej, izbrat si si moral ničelni nivo, v katerem si upošteval, da govoriš o planetih kot točkastih telesih. Planet je še vedno "vezan", ker bi ga lahko razbil v asteroidni pas (višja energija), in potem bi ta asteroidni pas lahko kemično razkrojil... Kaj je zdaj tvoje "nevezano" stanje?

Energija, ki se lahko sprosti, pa je itak odvisna od tega kakšna še bolj vezana stanja obstajajo. Ko elektron v atomu preide iz višje v nižjo orbitalo, odda energijo v obliki fotona. Ampak to je bila samo sprememba v njegovi energiji. Za primerjavo moraš imet dve stanji in računat razliko... v bistvu je osnovno stanje še najlažje določit - navzdol je omejeno (na srečo, sicer nas ne bi bilo). Navzgor pa ni omejeno, ničlo torej lahko postaviš kamorkoli.

Še najbolj korektno bi bilo tako postavit ničlo, da bi bile vse energije pozitivne - to je tisto, ko ima še vakuum pozitivno energijo zaradi fluktuacij. Ampak potem pa nimaš tiste tvoje "negativne" energije!

Da povzamem: pojem vezavne energije je pedagoško pomagalo, ki govori o energiji, ki jo moraš vložit, da neko stanje pretvoriš v neko drugo stanje, ki mu v okviru dane lekcije in izbranega področja rečeš "prosto" stanje. Ta izbira je pa odvisna od tega kaj želiš delat. Referenco si vedno izbereš tako, da je prikladno temu kar računaš. Ko računaš keplerske orbite, te ne brigajo jedrski razpadi, ko računaš kemijo, se ne sekiraš za gravitacijo in podobno... ampak to je postavitev ničle za poenostavitev zapisa modelov, naravne izbire pa ni, tako da ločevanje negativnega in pozitivnega obstaja samo kot učni pripomoček.

[Rozman]

Referenco si vedno izbereš tako, da je prikladno temu kar računaš. …

Kadar računaš s pozitivnimi energijami je to res. Zaplete se, če bi vezalni energiji želel pripisati lastnosti pozitivnih energij. Vazalna energija je 'lepilo' in ni sposobna opravljati dela.

ničlo torej lahko postaviš kamorkoli Še najbolj korektno bi bilo tako postavit ničlo, da bi bile vse energije pozitivne

Celotna količina energije v vesolju ni arbitrarna in odvisna svobodnega od izbora nične energije. Celotna količina energije v vesolju ima neko fizikalno vrednost in ta tudi določa nično energijo. Za fiziko je najbolj ugodno, da ima nično energijo prazen prostor. V tem primeru je celotna količina energije v vesolju enaka nič in fizika zna pojasniti izvor vesolja. V primeru, da skupna količina energije v vesolju ni nič, se pojavi mistično vprašanje od kod ta energija.

če pojem nima fizikalne osnove, ti bo definicija razpadla ko jo poskušaš uporabit v splošnem

Nična energija ima fizikalno osnovo, to je vprašanje celotne energije vesolja, zato menim, da pojem nične energije ima fizikalno osnovo in ni nevarnosti, da bi definicija razpadla v konkretnih primerih. V katerih primerih meniš, da bi definicija lahko razpadla?

[Rozman]

Kadar opazujemo potencialno ali vezalno energijo nekega manjšega segmenta vesolja, točko z nično energijo za ta primer lahko svobodno določamo. Drugače je kadar opazujemo celotno vesolje.

Vprašanje energijskega stanja neke točke v prostoru (v primeru opazovanja celotnega vesolja) je vezano na vprašanje: Ali vesolje vsebuje neko določeno količino snovi in energije?

A - Če je odgovor pozitiven, če v vesolju obstaja določena količina snovi in energije, potem lokacije v prostoru z nično energijo ne moremo svobodno izbirati, ampak točko z nično energijo za primer opazovanja celotnega vesolja določa skupna količina snovi in energije v vesolju.

B - Po drugi strani, če energijsko stanje neke točke v prostoru (v primeru opazovanja celotnega vesolja) lahko prosto izbiramo, s tem tudi prosto določamo skupno količino snovi in energije v vesolju.

Katero od teh alternativ podpira fizika?

[LUKEC]

Nekaj je kar uči fizika, drugo pa je resnica.