Потенциальная энергия и происхождение Вселенной

Кратко, потенциальная энергия - это способность совершить работу. Конкретнее, например, потенциальная энергия в поле тяготения Земли вблизи поверхности E=mgh, где m - масса тела, g - ускорение свободного падения, h -высота положения центра масс тела над произвольно выбранным нулевым уровнем.
Потенциальная энергия и происхождение Вселенной
При падении тело разовьет скорость, и потенциальная энергия преобразуется в кинетическую. Главное, что закон сохранения энергии соблюден.

Однако, не все так просто в этих догмах. Если бросать тело в яму, т.е. относительно другого нулевого уровня, то конечная скорость будет больше, как и исходная потенциальная энергия. Однако, что собственно изменилось в теле, если его поместили над ямой? Да ровно ничего!

Поэтому уточняют, что потенциальная энергия - это не столько свойство самого тела, сколько свойство системы. И это свойство уже сильно зависит от геометрии этой системы и от наличия препятствий для сближения тел. Т.е. информации о массе системы еще недостаточно для того, чтобы что-то сказать о кинетической или тепловой энергии, которой можно попользоваться.

Тогда естественно возникает вопрос о максимуме энергии, который можно извлечь при наиболее удачной геометрии системы. На этот счет даже ученых завораживает формула Эйнштейна E=mc2, которая вроде бы однозначно указывает, по крайней мере, на максимум энергии.

Но так ли это? Согласно закону всемирного тяготения, который не отменен даже Эйнштейном, сила гравитации между любыми двумя пылинками обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. При сближении пылинок эта сила проделает работу (а работа - это сила на путь), равную с точностью до постоянного коэффициента интегралу от 1/RR * dR, который в итоге равен бесконечности!

(Кто не силен в интегралах, для тех есть расчет на школьном уровне. Весь путь до сближения надо разбить на части точками в 1/2, 1/3, 1/4 пути и т.д. Тогда длина текущего участка равна 1/n - 1/(n+1) = 1/n/(n+1), сила гравитации в начале участка пропорциональна n в квадрате и далее на участке будет только расти, так что работа на участке будет более nn/n(n+1) = n/(n+1), что стремится 1 и, по крайней мере, всегда не меньше 1/2. А поскольку участков бесконечное количество, то суммарная работа, т.е. полученная энергия, бесконечна.)

Разумеется, этот вывод сделан в предположении, что закон всемирного тяготения действует на любых микроскопических расстояниях. Но философия и практика подсказывают, что нельзя продолжать в бесконечность наблюдаемые конечные процессы. Тем не менее, никаких проколов в законе всемирного тяготения пока не обнаружено. Если закон прекращает где-то свое действие, то очень уж далеко, успев потрудиться предостаточно.

И труды закона всемирного тяготения - на лицо: солнечное тепло, взрывы сверхновых звезд и, вообще, гуляющие повсюду колоссальные энергии. Правда, история вопроса не проста. Когда атом считался неделимым, в XIX веке свечение Солнца тоже пытались объяснить гравитацией. К этом приложили руку, в частности, Г.Гельмгольц и Дж.Томпсон. Однако, численные расчеты не подтверждали наблюдаемое количество тепла.

Для расчета использовали понятие потенциальной, или гравитационной энергии звезды. Это: работа, которую надо затратить, чтобы распылить вещество звезды на бесконечность. И наоборот, эта энергия высвобождается при сжатии звезды, т.е. при уменьшении ее радиуса. Для этой энергии есть несложная формула, в которой энергия обратно пропорциональна радиусу звезды. Любопытно, что и в этом случае при сжимании в точку получается бесконечная энергия. Другое дело, что сам радиус R становится непреодолимой преградой на пути к этому источнику изобилия, а то, что достигнуто при сжатии до R, - весьма скромно и никак не может обеспечить реальное свечение Солнца.

Открытие термоядерных реакций, казалось бы, решило проблему или, по крайней мере, надолго всех удовлетворило. Однако, это не снимает вопроса о том, каким образом в столь мелкие объекты микромира могла затесаться и вообще поместиться там колоссальная энергия.

Ссылаются на формулу E=mc2 и часто вульгарно трактуют ее как превращение массы в энергию. Мол, масса исчезла. Но так ли это? При слиянии водорода в гелий масса полученного гелия действительно меньше, чем у исходных атомов водорода. Но значит ли это, что она исчезла вообще? Да ничего подобного! Она улетела из одного нашего поля наблюдения, но легко обнаруживается в более широком поле, так же как при горении дров уменьшается их масса, но остается неизменной общая масса продуктов горения. Вылетевшие при термоядерной реакции фотоны и прочие излучения легко обнаруживаются внешним наблюдателем по ударной волне, нагреву облученных предметов и т.п.

Между прочим, формула E=mc2 может быть выведена из классической физики согласно формуле для кинетической энергии: масса на квадрат скорости и пополам. Именно половину от mc2 унесла с собой кинетической энергии улетевшая со скоростью света масса m, а другая половинка осталась в качестве отдачи атомам гелия и проявилась в их температурном нагреве. Т.е. всего ровно mc2.

По одной из версий энергия в объектах микромира запаяна наподобие сжатой пружины, а затем высвобождается, когда пружина отпущена. Наглядно, но не подтверждается наличием самой пружины и автора (кроме как Бога), который эти пружины сначала сжал.

Более правдоподобна версия, что энергия не хранится в самих частицах, а приходит извне под действием гравитации. И несложный расчет обнаруживает теоретически бесконечный источник этой энергии.

Таким образом, термоядерные реакции не отвергают, как это казалось долгое время, гравитационный источник энергии Солнца, но переносят этот источник с межатомного на внутриатомный уровень. Прежняя "гравитационная энергия звезды", определяемая ее радиусом, - это далеко не вся потенциальная энергия. Львиная и чуть ли не бесконечная ее доля сосредоточена в каждой паре сближающихся пылинок и частиц.

В связи с этим нелишне уточнить взгляд на закон сохранения энергии. Нет, Боже упаси покушаться на эту догму! Энергия вовсе не стала девицей легкого поведения. Но судя по теоретическим расчетам и по катаклизмам во Вселенной, энергия, хоть и вполне закономерно, может реально и в неожиданных для человека количествах возникать почти из ничего, из любой пары пылинок.

К сожалению, происхождение самой гравитации по-прежнему остается одной из величайших загадок, несмотря на ряд пытающихся объяснить ее теорий. Непомерные появления энергии и даже уже традиционное эйнштейновское искривление пространства трудно понять без привлечения более широкого пространства, в котором пока неизвестные нам силы растягивают пространство или подают нам дополнительную энергию.

Долгое время одной из главных гипотезой происхождения Вселенной является теория Большого Взрыва. Что было ДО ТОГО - покрыто туманом. Но теперь в литературе высказывается предположение, что взорваться могла черная дыра. Правда, ни одного такого взрыва люди пока не наблюдали. А главное, не совсем понятно, откуда возьмется огромная энергия, способная разорвать путы черной дыры, из которой даже свет не может вырваться на свободу.

Однако, все тот же приведенный выше расчет показывает, что нужная энергия может образоваться при достаточном сжатии черной дыры. Таким образом, наблюдаемая нами Вселенная, вероятно, является одной из многих других взорвавшихся дыр в более широком пространстве. Точнее, это одно и то же пространство, но из нашей местности оно пока не наблюдаемо известными нам средствами.

И еще немного о массе, как о мере инертности. Возможно, черная дыра при взрыве порождает гораздо большую массу, достаточную для образования таких масштабных вселенных, как наблюдаемая нами. Согласно Эйнштейну масса тел растет, причем до бесконечности, при разгоне их до скорости света. Однако, помятуя многочисленные парадоксы и неувязки теории относительности, можно привести доводы и из классической физики.

Наверное, каждый испытывал на себе давление ветра. При большей его скорости эффект будет точно таким же, как от большей массы при меньшей скорости. Аналогично вездесущий гражданин в обществе, как слуга двух господ, кажется присутствующим в большем количестве, чем какой-нибудь лентяй и домосед. Энергия - это как раз то слагаемое, которое делает объекты значительнее, можно сказать, массивнее.

Нетрудно в теории и на практике убедиться, что нужно гораздо больше энергии для изменения траектории быстро движущего объекта. В этом смысле быстро движущийся объект, как ни странно, более инертен. Поэтому в элементарных частицах, даже не спешащих никуда самих по себе, внутренние быстрые движения и вращения обеспечивают их инертность.

Энергия взорвавшейся черной дыры могла уйти на вращение мелких частиц и тем самым сделать эти частицы большими в смысле более весомыми по их энергии и массе. Речь не идет об образовании из ничего новой материи. Но прежние более мелкие и малозначительные частицы, облагодетельствованные дополнительной энергией, фактически становятся совсем другими солидными образованиями, из которых уже по известным ученым схемам образуются атомы и т.д.
Авторская публикация. Свидетельство о публикации в СМИ № J108-47304.
Нажми «Нравится» и читай нас в Facebook!

Обсуждения Потенциальная энергия и происхождение Вселенной

  • Вот это взвешенный деловой подход! Я тоже собираю аргументы за разные точки зрения.
    А тему обязательно обсудим! От такой темы не спрятаться.
     
  • Из Википедии:

    Бори́с Евге́ньевич Штерн (род. 15 сентября 1950) — советский и российский астрофизик и журналист, главный редактор газеты «Троицкий вариант». Доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник Института ядерных исследований РАН и Астрокосмического центра ФИАН.

    Больше не хотелось бы обсуждать самого Штерна. Главное не он, а обсуждаемая тема :)
     
  • Николай, да для меня одно удовольствие обсуждать такие темы. У Вас многому можно поучиться.

    Что касается Штерна, то на самом деле он конечно не авторитет для меня, просто это последнее что я смотрел, причем очень внимательно, несмотря на то, что лекция его нудноватая, у него манера подавать материал своеобразная, но многое я понял. А кое-что может недопонял или забыл, поэтому если я написал, что “материя/энергия образуется и сейчас при расширении Вселенной”, то возможно я не совсем понял его мысль - надо будет пересмотреть этот момент у него. Быть может он имел в виду, что образуется одновременно и энергия с материей, и отрицательная энергия вакуума. Получается, что закон сохранения энергии соблюдается. Но надо поточнее посмотреть, не уверен, что именно это он говорил.

    Не хотелось бы останавливаться на личности Штерна, возможно действительно он преследует цель продать свой материал, слепленный кое-как, в виде лекций, похожих одна на другую и свои пару книг.
    Я просто в пред. комментарии описал саму идею о замкнутости пространства, как мне кажется она имеет право на жизнь.

    Что касается его книг, то я быстро нашел сегодня ссылки, оказывается он продает пару своих книг, одну - типа фантастики, а другую типа научной книги, предназначенной для чтения от школьника до взрослого человека. Я их не читал.

    “” Конечно, приятнее работать с конечной Вселенной. Но если "еще до Большого взрыва могут начать образовываться несколько Вселенных", то это уже удар по конечности. Успехов Вам в познании! Жду новых Ваших откликов. ””

    Почему же, если несколько пузырей образовалось, то это же не значит, что их бесконечное множество. Хотя конечно может быть и бесконечное множество, если первоначальные флуктуации происходят непонятно вообще где. Было бы кому подсчитать, а некому :) Гадать толку нет.
    Я на самом деле не сторонник определенной теории, вряд ли вообще когда-нибудь на 100% узнаем, какая именно Вселенная, ее начало и конец. Но обсуждать, изучать - нужно и полезно.
     
  • Большое спасибо, Максим, за деловое участие! Может быть, Вы поможете и осилите то, на что мне не хватает духа. Если найдете письменные работы Б.Штерна, то я с удовольствием их изучу. Но я их не нашел, они почему-то не гуляют по Интернету как бестселлеры. И это уже показательно.

    А лекции как две капли воды похожи на лекции огромного множества шарлатанов. Нельзя сказать, что в них все неправильно. Как раз наоборот, для имитации научности разжевываются совершенно элементарные и не интересные для специалиста сведения из учебников, но все это в нелепом компоте с со своими сногсшибательными и ничем не доказанными гипотезами.

    "материя и энергия продолжают образовываться по мере расширения пространства Вселенной". Не исключено, однако противоречит важнейшим основам физики.

    Конечно, приятнее работать с конечной Вселенной. Но если "еще до Большого взрыва могут начать образовываться несколько Вселенных", то это уже удар по конечности. Успехов Вам в познании! Жду новых Ваших откликов.
     
  • “”” При сближении пылинок эта сила проделает работу (а работа - это сила на путь), равную с точностью до постоянного коэффициента интегралу от 1/RR * dR, который в итоге равен бесконечности!

    Разумеется, этот вывод сделан в предположении, что закон всемирного тяготения действует на любых микроскопических расстояниях.“””

    Да, в том-то и дело, что не бывает точечных масс в природе, а иначе бы такие тела падали бы друг на друга, и работа силы тяжести была бы бесконечно большой.
     
  • Очень интересная тема, Николай.

    Я смотрел лекции Бориса Штерна (хотя наверное есть и аналогичная текстовая литература), где он рассказывает об изучении реликтового излучения и карты реликтового излучения. По этому излучению рассчитаны какие-то параметры Вселенной в начальный момент Большого взрыва, когда она была еще микроскопической. Предполагается, что Большому взрыву предшествовали некие квантовые флуктуации, в некоторый момент амплитуда флуктуаций возросла чрезмерно, так что дальше начинают действовать известные нам силы в нашем мире. И далее уже ничего не могло остановить расширение Вселенной.

    Считается, что сейчас расширение продолжается, причем с ускорением. Так вот, Борис Штерн высказывает предположение, откуда берется масса и энергия в расширяющемся пространстве (об этом чуть позже). Само пространство расширяется в процессе “взрыва”. Это происходит по аналогии с надувающемся шариком, где его поверхность - это наш мир. Только в реальности наш мир трехмерен, в отличие от сферы. Мы наблюдаем небольшой кусочек нашей вселенной и кривизны не замечаем, но если бы была возможность двигаться за пределы видимой вселенной, то в конечном итоге мы бы прибыли на исходное место. То есть, по предположению Штерна, Вселенная не бесконечна.

    Так вот, по поводу того, откуда берется энергия и масса... Изначально Вселенная была микроскопической. Как я понял, Штерн считает, что при расширении вселенной образуется материя и энергия, а в противовес ей - антиматерия или антиэнергия, которой обладает сам вакуум или является специальным пока не известным полем. Это поле/вакуум заполняет все пространство. Силы расталкивания становятся тем больше, тем шире становится Вселенная. То есть, как я понял, материя и энергия продолжают образовываться по мере расширения пространства Вселенной. При этом скопления галактик и структуры более мелкие не расширяются сами по себе, т.к. на этих масштабах сила тяготения больше сил расталкивания, а вот расстояния между скоплениями увеличиваются, т.к. тяготение между ними недостаточно для того, чтобы успеть преодолеть расширение пространства.

    Может я что-то неверно понял из теории Штерна, но она мне чем-то нравится )) Может тем, что в ней Вселенная не бесконечна.
    И еще: в момент зарождения Вселенной еще до Большого взрыва могут начать образовываться сразу несколько Вселенных, как бы каждая в своем пространственном “пузыре”, и они могут (а могут и нет) оказаться связанными через те же черные дыры.
     
  • Самый главный вопрос для русских-это что делать. Как и зачем многие уже знают.
     
  • Жду Ваш материал, Валерий! Пока предполагаю, что "любомудрецы" задают вопросы так, как могут. В меру своей мудрости или испорченности.
     
  • Вот и я по ночам не могу спать, по привычке высыпания в дневное время, вхожу в интернет и не могу оторваться. Прочитав третий раз о потенциальной энергии и её связи с происхождением Вселенной, перечитав не один раз комментарии пришёл к выводу о необходимости написать новый материал с философским юмором. На тему зачем и почему любомудрецы выясняют проблемы существовании сущности, задавая при этом разные нгесуразные вопросы.
     
  • Действительно, причин может быть много, и автор просто течет по течению. Например, нет возможности публиковаться в Интернете - и нету никаких статей. Если никто не будет читать, то зачем напрягаться?
    Правда, получив доступ, некоторые злоупотребляют, подробно рассказывая, как они проснулись и поковыряли в носу, причем все по указаниям свыше.

    Насчет статьи поясняю, что она про потенциальную энергию и происхождение Вселенной. Надеюсь, что теперь понятно.
     
  • Фото Потенциальная энергия и происхождение Вселенной
    Ага! вот Вы и согласились с моим мнением по поводу того, что правильно заданный вопрос-это уже половина ответа. Самое правильное спросить, а нафига Вы вообще писали и публиковали, Вам что нечего больше делать?! Ответ: " Да пошёл ты!" Вопрос, с какой целью вы публикуете эту статью? Ответ: " Сам не знаю, настроение такое". На вопрос, я по правде не читал вашу статью, но преодолев себя, прочитал название и не понял, о чём вы пишете. Вы бы не смогли бы мне пояснить бы, как бы, о чём ваша статьЯ? Ответ... за вами
     
  • Владимир, никто из авторов в своих статьях не указывает прямо, зачем он их писал, поскольку есть большая надежда, что об этом догадается читатель.
    Если же читатель не догадался, то возможно, что статья написана из рук вон плохо, и тогда читатель выступает с конкретной критикой, а не с абстрактным вопросом, мол, зачем вы тут пишите, который подразумевает, что нечего было и писать. Поэтому если Вы считаете статью никчемной, то желательно от Вас услышать аргументы.

    Но раз я написал, то считаю свою статью нужной, как и всякий другой автор. Не понимаю, зачем это надо переспрашивать. В статье развеиваются некоторые ходовые заблуждения и обсуждаются важные гипотезы.
    Конечно, она нужна не всем. Если дорогие коллеги не способны даже переписать из других источников пару чисел без катастрофических искажений, то таким читателям интегралы, конечно, не нужны. Но есть еще в природе физики-профессионалы и прочий ученый люд, который, надеюсь, оценит мой скромный труд.
     
  • Я прочитал Ваш текст.
    У меня возник вопрос: "Зачем этот текст написан?"
    Я не нашёл ответа на этот вопрос в тексте.
    Я задал этот вопрос Вам.
     
  • Владимир, Вы только что начинали с такого же вопроса в другом месте. Так вот, чтобы не прийти к аналогичному удручающему нулевому результату, напомню рекомендации, которые я уже давал на сайте.

    Задать хороший вопрос - не менее сложно, чем на него ответить. Часто в грамотном вопросе бывают подсказаны пути его решения. Есть даже несколько парадоксальное мнение: чтобы правильно задать вопрос, сначала надо знать на него ответ. Кстати, я обычно задаю коллегам вопросы, на которые уже знаю варианты ответов, но ожидаю новых версий.

    И очень плохо на все спрашивать одним словом "почему?" или т.п. Это говорит о неподготовленности спрашивающего, а значит, и бесполезности каких-либо разъяснений ему.

    На мой взгляд, спрашивающему в своем вопросе желательно показать свою хотя бы свою минимальную квалификацию, и что он уже побывал в раздумьях над данной темой, прежде чем спрашивать. Тогда и ответ будет конкретным и интересным.
     
  • Зачем Вы написали этот текст ?
     
  • Вся потенция ушла,
    К внукам быстро перешла,
    Лет прошло уже немало,
    И энергии не стало.
    Бабка с дедом этим летом,
    Спят совместно, но валетом.
     
  • Лет бабусе много было,
    Но крепка еще в ней сила:
    Отлучилася к соседу
    На душевную беседу.
     
  • - Я ещё не исчерпал
    Прежний свой потенциал! -
    Дед прошамкал бабке бойко
    И свалился перед койкой.
     
  • Очень кратко:"Потенция -это способность..." Конкретнее:
    " Если способен на что-то твори,
    Если есть сила, тяни,
    Если упал, то вставай,
    И про динамику не забывай.
    Запас потенции очень важен в процессе продолжение рода человечества. При этом нужен учёт КПД при разнополом тяготении и однополом столкновении. У одних, за одним заходом двойня, а то и тройня, у других-муж налево и куча внебрачных отпрысков один за другим пошла... А потом ещё и работать надо, чтобы всех незаконнорожденных обеспечить. Вся потенция у многих пар лежит на женских плечах. Чем больше затрачивается энергии, тем меньше масса и вес. Родить, выкормить, одевать, погулять, воспитать и в люди вывести. Примечательно, что Закон сохранения между ними не действует, если хранят потенциальные возможности на разных счетах. Происходит искривление пространства, с растягиванием струн души и вот она уже как натянутая струна, а он сам не свой, потенции нет, взрыв сингулярности, разъединение, делёж остатка с дифференцированием скопленного и интегрированного от предков.
    Потом манит её чёрная дыра, не даёт покоя давление ветра, увеличение массы из за инертности и малой скорости и поиски себя среди себе подобных. В конце приходит понимание тщетности биоэнергетического обмена и малозначительности туманностей в частицах облагодетельствованных потенцией и т. д.
     

По теме Потенциальная энергия и происхождение Вселенной

Потенциальная энергия и мировой эфир

Трудно отыскать что-либо более очевидное и одновременно загадочное, нежели...
Журнал

Открытие. Атмосфера, это потенциальная электромагнитная энерг

Отличается! Атмосфера земли, есть электромагнитная энергия. Атмосфера обладает...
Журнал

Происхождение вселенной

Некоторые ученые, не сумев объяснить появление Вселенной физическими законами...
Журнал

Про происхождение Вселенной

Вся Вселенная возникла из объекта размером 10 сантиметров, заявил Джон Мазер...
Журнал

Происхождение Вселенной. Астрология

Со времен начала своего существования на земле люди задавались вопросом о...
Журнал

Происхождение Вселенной. Энтропия

Фундаментальная проблема любого "природного" объяснения происхождения мира...
Журнал

Опубликовать сон

Гадать онлайн

Пройти тесты

Популярное

Конфликтовать с тревогой
Тибетская медицина о похудении