Rymdtid en teori om verkligheten i sammanhang

 

    Även om rymden enligt nuvarande fysik som lärs ut i skolvärlden består av tre dimensioner (längd. bredd och djup) finns det ytterligare en fjärde dimension, tiden. Utan den kan vi inte förstå eller visualisera universum som finns i fyrdimensionell rymdtid. Rymdtidens väv är en konceptuell modell som kombinerar rymdens tre dimensioner med tiden den fjärde dimension (saker sker i en bestämd eller obestämd följd utan tiden skulle enbart stillhet finnas och ingen rörelse finnas som kunde mätas som tidmätning i en händelsekedja).

Enligt den accepterade praktiska fysiken förklaras rumtiden är det de ovanliga relativistiska effekter som uppstår av att resa nära ljusets hastighet samt rörelsen hos massiva föremål i universum som är förunderligast. För en person i en supersnabb raket exempelvis kommer tiden att gå långsammare än för den som befinner sig på jorden. Något ingen av dem upplever men som likväl sker.

När personen i raketen kommer tillbaks till jorden är det inte i den tid han upplevt under resans gång vilken gått enligt dennes upplevelse i normal hastighet och han förväntar sig mentalt att samma tid gått på jorden.  På jorden har även tiden gått som vanligt men rymdresenären (som reser i nära ljusets hastighet för effekten ska uppstå) verkar för jordbon dra ut i generationer kanske tusentals år innan resenären en dag återkommer. Återkommer till en planet där allt förändrats och denne kanske glömts bort helt.

Tänk om någon från en okänd tidigare fas i jordens historia tusentals år tillbaks konstruerat en rymdfarkost rest ut i nära ljusets hastighet och nu plötsligt kom hem. Nog skulle vi förvånas och ta denne som från ett annat solsystem om ingen mytologisk berättelse visade att något skett för då kunde kanske några lägga ihop ett plus ett och förstå. (min anm).

I raketen är det inte bara tiden som rör sig långsammare utan även längden på föremålen i denna är kortare (inklusive farkosten) jämfört med för en person som reser i en mycket långsammare hastighet men inget av detta upplevs av resenärer i hastigheter nära ljusets utan allt verkar vara som vanligt.

Det beror på att rum och tid är relativa – de är beroende av en observatörs hastighet. Men ljusets hastighet är mer grundläggande än något av detta. Inget kan dock med dagens kunskap färdas snabbare än ljuset.

 

Slutsatsen att rumtid är ett enda medium var inte något som Einstein nådde fram till själv. Den idén kom från den tyska matematikern Hermann Minkowski vilken i ett tal 1908 sa: "Hädanefter är rymden i sig själv och tiden i sig, dömd att blekna bort i skuggor och endast ett slags union av de två kommer att bevara en självständig verklighet." https://einstein.stanford.edu/SPACETIME/spacetime2.html

Jag (min anm.) förstår inte riktigt detta uttalande. Troligen menas de tre dimensionerna som en och tiden som en och tillsammans som en union man inte ska dela på för att förstå verkligheten.

 

Den rymdtid han beskrev är känd som Minkowskis rumtid och fungerar som bakgrund till beräkningar i både relativitetsteorin och kvantfältsteorin. Den senare beskriver dynamiken hos subatomära partiklar beskrivna som fält enligt astrofysikern och vetenskapsförfattaren Ethan Siegel. Kvantmekaniken vilar på det faktum att de små bitar som utgör universum är diskreta eller kvantifierade. Så fotoner, partiklarna som utgör ljus är som små bitar av ljus som kommer i distinkta paket.

Vad som kan ses som rätt eller fel då det gäller att förstå verkligheten kan diskuteras men jag anser att strängteorin ska beaktas mer.

Bild pixabay.com

Ljus kan skönjas bakom ett svart hål

 

Astronomer har för första gången upptäckt ljusfacklor som bryter fram bakom ett svart hål.

Ljusa facklor av röntgenstrålning sågs brista ut bakom ett supermassivt svart hål i mitten av en galax som finns ca 800 meter ljusår bort. Det var inget mystiskt med detta.

Upptäckten skedde då forskare studerade en funktion som kallas corona. Men vad som överraskade var att teleskopet även plockade upp oväntade "lysande ekon". Dessa blinkningar var mindre och av andra färger och våglängder än de ljusa facklorna av röntgenstrålningen.

Upptäckten bekräftar  Albert Einsteins teori om allmän relativitetsteorin. Gravitationskraften från svarta hål böjer  ljusstrålar runt sig själva på dess väg ner i hålet. Något som tills nu enbart kunnat visas teoretiskt men nu bekräftats empiriskt. Skenet ger även en glimt av vad som  finna bakom ett svart hål sett från vår synvinkel. Detta säger Roger Blandford, medförfattare till forskningen som är publicerad i Nature och tillägger: "För femtio år sedan, när astrofysiker började spekulera i hur magnetfält kan bete sig nära ett svart hål, hade de ingen aning om att vi en dag kanske hade tekniken för att observera detta direkt och få se Einsteins allmänna relativitetsteori i aktion."

Dan Wilkins, astrofysiker vid Stanford University, säger i ett uttalande: "Allt ljus som försvinner in i ett svart hål kommer att böjas neråt så vi borde inte kunna se något som finns bakom det svarta hålet.

"Anledningen till att vi kan se ändå är att det svarta hålet förvränger rymden vid hålet genom att böja ljuset och vrida magnetfältet runt sig själva."

Vi ska komma ihåg att uttrycket bakom det svarta hålet kan ge fel associationer. Vi ser ett svart hål och om vi var bakom det skulle vi fortsatt se ett svart hål och samma fenomen. Så vi ska tänka utifrån vår synvinkel baksidan av ett föremål blir den sida varifrån vi ser det som framifrån utefter våra instrument eller ögon (min anm.). Det finns ingen fram eller baksida i rymden.

Bild maxpixel.net Jag tycker denna bild säger en del om hur svarta hål är eller kan vara. Ett centrum eller nav i en galax. Sedan är frågan vilken funktion de har då vi tror i dag att alla galaxer innehåller ett centralt placerat svart hål.

Det blir svårförståeliga gravitationsfel vid mätning av universum.

 

Teorierna om och förståelsen av universum är beroende av en korrekt mätning av gravitationen. Den kraft i fysiken som påverkar materia i mycket stora skalor. Men enbart gravitationen kan inte förklara vissa astronomiska observationer. Om vi mäter hastigheten på stjärnor i utkanten av en galax rör de sig för snabbt för att förklara varför de likväl stannar kvar i sin omloppsbana och inte flyger bort om det enda som håller dem kvar är gravitationskraften från den galax där de finns och avståndet mellan dessa stjärnor är ljusår.

 På samma sätt verkar kluster av galaxer hållas samman i kluster av en starkare kraft än vad som kan förklaras av gravitation.

 

Det finns två möjliga förklaringar enligt nuvarande fysik. Den enligt forskare mest troliga är att universum innehåller osynlig mörk materia (eller mörk energi) som ger en kraftresurs (något man kan tro på (min anm.) men jag vägrar se denna materia eller energi som reell utan ser  effekten man tolkar som mörk materia som vanlig materia i en form vi ännu inte förstår). Kanske det helt enkelt finns en gravitation som vi inte helt förstår?

Det andra alternativet till förklaring är det så kallade maverick alternativet innebärande att vår gravitationsteori är fel och bör ersättas av något som kallas Modified Newtonian Dynamics (MOND). 

Forskare föreslog detta bland annat 2002 i tidskriften Annual Review of Astronomy and Astrophysics. De två alternativen – MOND och mörk materia – är lika förenliga med observationer men ingen av dessa teorier är ännu bevisad. Det behövs fler mätningar.

Det finns ett centralt problem i 2000-talets fysik. Det är att de två huvudpelarna i 1900-talets fysik-kvantmekanik och Einsteins allmänna relativitetsteori är inbördes oförenliga. På subatomära skalan misslyckas Einsteins tyngdlagsuppfattning med de kvantregler som styr elementarpartiklarna medan svarta hål på den kosmiska skalan hotar själva grunden för kvantmekaniken (teorin).

 ”Quantum gravity” är namnet vi ger till lösningen på detta problem, men sättet att uppnå det och frågan om en sådan lösning ens finns är föremål för het debatt. Three Roads to Quantum Gravity av Lee Smolin är lekmannens guide till de olika vägar som dagens teoretiker för närvarande ger sig ut på. Resonemanget lägger in kvant-gravitation som möjlig förklaring. En annorlunda gravitation läs mer om diskussionen här inom området. 

 

Det innebär att det skulle finnas två slag av gravitation den accepterade och en så kallad kvant-gravitation (min anm). Kanske det är så jag ser det inte som omöjligt, Men kanske skulle forskarna även se mer på strängteorin innan de börjar leta efter än fler teorier. Strängteorin är inte förfalskad och kan förklara mycket kanske allt.

.Bild maxpixel.net

Svarta hål krockar med varandra därute

 

Svarta hål som kolliderar med varandra ger gravitationsvågor av ett särskilt slag. Vågor finns därute  av kollisioner som kan ha skett redan vid universums tillblivelse och sker så än i dag.

 En sådan händelse som man anser sig  sett spåren av har bara  beskrivits en gång men  forskare från University of Birmingham i Storbritannien och Northwestern University i USA tror att vi närmar oss tidpunkten att upptäcka fler av dessa så kallade "hierarkiska" svarta hål resultat av sammanslagningar i form av graditationsvågor av svarta hål som skett eller håller på att ske. 

I ett recensionsdokument, publicerat i Natural Astronomy, föreslår dr Davide Gerosa vid University of Birmingham, och Dr. Maya Fishbach vid Northwestern University att de senaste teoretiska resultaten tillsammans med astrofysisk modellering och registrerade gravitationsvågsdata snart bör göra det möjligt för forskare att noggrant finna och tolka gravitationsvågsignaler från dessa händelser.

Sedan den första gravitationsvågen upptäcktes av LIGO- och Virgo-detektorerna i september 2015 har forskare konstruerat alltmer nyanserade och sofistikerade tolkningsförslag av dessa signaler.

Det finns nu en stor aktivitet för att bevisa förekomsten av så kallade "hierarkiska sammanslagningar", även om upptäckten av GW190521 2019  den mest massiva fusionen av ett svart hål som hittills upptäckts enligt data framträder som den mest lovande kandidaten att finna gravitationsvåg från.

 

"Vi tror att de flesta gravitationsvågor som upptäckts (men ej kunnat förklaras) hittills är resultatet av första generationens kollisioner mellan svarta hål", säger Dr. Gerosa. – Men vi tror även att det finns en god chans att andra generationens sammanslagningar kommer att upptäckas. Sammanslagna svarta håls gravitationsvågor som sammanslås med än fler.

 Dessa händelser kommer att ha distinkta gravitationsvågsignaturer som tyder på högre massor och en ovanlig spinnande gravitationsvåg orsakad från den första kollisionen."

Att förstå egenskaperna av miljön där sådana objekt produceras kommer också att bidra till att förfina sökningen (man lär sig vad slags vågor man ska söka efter). Detta måste vara i en miljö med ett stort antal svarta hål och en miljö som är tillräckligt tät för att hålla kvar de svarta hålen efter att de har slagits samman, så att de kan utvecklas och slås samman igen.

 

Det kan till exempel vara i kärnkraftskluster eller ackretionsskivor – som innehåller  strömmar av gas, plasma och andra partiklar – som omger de kompakta regionerna i galaxernas centrum.

 

"LIGO-Virgo-samarbetet har redan upptäckt mer än 50 gravitationsvåghändelser", säger Dr. Fishbach. " Detta kommer att expandera till tusentals under de kommande åren, vilket ger oss så mycket mer möjlighet att upptäcka och bekräfta ovanliga föremål som hierarkiska svarta hål i universum."

Vi lär oss mer och mer om händelserna därute (min anm.) men inte varför de finns eller varför de kom till. Nu handlar det om att förstå dessa gravitationsvåghändelser i form av vad de visar och var de kom ur för händelse

Bild space.com med texten vart leder svarta hål.

Lever vi i ett av otaliga universum

 

För att förklara CMB:s bakgrundsstrålningen av mikrovågors enhetlighet (vi har beskrivit detta flera gånger och dess konstanta temperatur oberoende av avstånd) är det nödvändigt att acceptera en tidig supersnabb expansion som kallas inflation under det vi med ett gemensamt namn kallar BigBang. Vissa forskare tror att när vårt universum startade som denna inflationsfas var det bara en liten bubbla i ett stort ingenting av möjlig uppblåsning vilken fortsatte och ännu fortsätter som expansion. Bubblan, vårt universum växer.

 I denna teori, kallad "evig inflation", som föreslagits av bland annat Teori-fysiker  Paul Steinhardt, dyker andra bubbeluniversum ständigt upp i andra delar av detta tomrum (media) med hela ensemblen som utgör ett "multiuniversum". Nya bubblor uppstår hela tiden varje bubbla som ett nytt universum.

Dessa bubblor är från början otroligt små. Så små att ingen av dem kan ses med våra bästa mikroskop. Man kan tänka sig dem som frö som plötsligt växer upp från ingenting.

Alla med expansion som mål efter sitt BigBang. Att de skulle krocka är omöjligt då mediet de finns i även det är gränslöst och ökar i omfång hela tiden. Vi, med vårt gränslöst stora universum finns i en bubbla och allt expanderar.

Teorin blir ännu konstigare för det finns ingen anledning till att ta för givet att andra universum ska ha samma fysiklagar som våra – vissa kan ha starkare gravitationslagar eller en annan ljushastighet.

Forskare undersöker även möjligheten att universum inte har någon början eller och att BigBang faktiskt var en enorm studs som smidigt förbinder en tidigare fas av sammandragning med den nuvarande fasen av expansion. Studsen kan vara en engångshändelse eller, när det gäller ett cykliskt universum, kan återkomma med jämna mellanrum åtskilda av expansions- och sammandragningsperioder. Men detta är en annan tanke som dock inte behöver stå i motsats till ovanstående (multiuniversum).

Bild pxfuel.com

Galileoprojektet igång, innebärande sökning efter mindre objekt i vårt närområde som kan komma från utomjordiska civilisationer.

 

Galileoprojektets grundare består av en forskargrupp och rådgivande nämnder i samarbete med Center for Astrophysics | Harvard och Smithsonian institution. I dagarna har gruppen tillkännagett Galileoprojektets arbetssätt. Genom denna länk kan man läsa mer utförligt om detta. 

Det är ett vetenskapligt projekt för att främja ett systematiskt och experimentellt sökande efter korsvaliderade bevis på potentiella astroarkeologiska artefakter (något som svävar däruppe från kanske miljoner år tillbaka eller kvarlämnats på jorden eller någon annan planet, måne etc här) eller i dag aktiv teknisk utrustning som tillverkats av förmodade befintliga eller utdöda utomjordiska tekniskt avancerade civilisationer vid besök i vårt solsystem.

Professor Avi Loeb, chef för Galileoprojektet, förklarar: "År 2017 observerade världen för första gången ett interstellärt objekt, kallat 'Oumuamua, som kort besökte vårt solsystem. Baserat på astronomiska observationer visade sig "Oumuamua ha mycket avvikande egenskaper som trotsar  naturliga förklaringar. Vi kan bara spekulera i om "Oumuamua kan förklaras av att vi aldrig tidigare ha sett detta slag av naturliga objekt eller om 'Oumuamua  är ett utomjordiskt tekniskt avancerat objekt då man kan tolka det likna en mycket tunn ljussegel- eller kommunikationsfarkost ."  

 

Besöket var snabbt och vi upptäckte objektet sent på dess färd genom solsystemet då vi först upptäckte var det redan  förbi solen och på väg bort. Men spännande var det. Arbetet som nu börjar enligt ovan är ett mastodontarbete utan slut. Med fantasins hjälp kan detta sökande ske hur länge som helst efter fynd vi får hoppas de finns därute eller här (min anm.).Kanske det bästa vore att de inte fanns därute att övervakas av något okänt är knappast trevligt då man inte vet varför de  skulle övervaka oss utan att ge sig till känna.

Bild flickr.com på en romersk artefakt som kan tolkas som rymdturister i forna tider.

Steady-state universum

 

  Big Bang är vår bästa teori på hur universum började enligt NASA. Allt var en punkt av materia av en storlek så liten att vi inte kan föreställa oss detta. Men i detta fanns allt som nu är universum med dess energi och materia. Va detta kom i från finns ingen förklaring för. Men vid BigBang började en expansion som accelererade och så gör ännu. Universum bildades och bildas och utökas ännu i storlek.

En expansion som driver galaxer allt längre från varandra och en gång kommer rymden att se tom ut enbart den galax där vi själva finns kan då upplevas.

 En del forskare var inte överens med tanken på att allt efterhand försvinner utefter expansionen utan ansåg att densiteten förblir konstant även i ett expanderande universum. Innebärande att det skapas ny materia med en hastighet av cirka tre väteatomer per kubikmeter och miljon år och därmed nya stjärnor mellan galaxerna.

 Denna modell föll dock ur intressesfären genom upptäckten av CMB. Den kosmiska bakgrundsstrålningen i form av mikrovågsstrålning vilken modellen inte kan förklara utifrån ovan teori..

Steady state-teorin är som sagt en kosmologisk teori enligt vilken ny materia skapas ur intet i tomrummen som utvidgar sig mellan galaxerna i ett expanderande universum.

Man antog att då universum kunde expandera ur ingenting och materia plötsligt fanns i form av protoner, neutroner kvarkar med mera som skapades ur intet vilket var förutsättningen för BigBang och expansionen kunde detta innebära att expansionen av universum även fick materia att uppstå från och ur ingenting (min tolkning). Man kan förstå slutsatsen. Men varför bakgrundsstrålning finns är svårt att förklara och varför den finns överallt och att materia enligt nu gällande teori likt energi inte kan uppstå eller utplånas utan bara omvandlas är en gåta. Den materia som först fanns och den energi som då kom till kan inte försvinna eller förökas med utan bara omvandlas till någon annan materia eller energi.

En gåta är att det inte förklarar vad BigBang var och var det kom från och varför, Tanken på vad som fanns innan uppkommer man ska tänka att det inte fanns något innan. Som människa kan man bara uppfatta detta som ett stort frågetecken. En tanke är att se den lilla punkt där allt av energi och materia fanns och som slutade med BigBang kan ses som ett frö som såtts och nu sprängde sitt skal och börja växta (expandera). 

Bild mixpixel.net