Planckin säteilylaki testiin
Fysiikan lakien mukaan maailmankaikkeus on syntynyt alkuräjähdyksessä. Alkuräjähdysteorian mukaan maailmankaikkeus laajenee vielä. "Alkuräjähdysteoria on käsitys maailmankaikkeuden synnystä ja kehityksestä. Teorian mukaan maailmankaikkeus syntyi äärimmäisen tiheästä ja kuumasta tilasta noin 13,82 miljardia vuotta[4][5] (=13,82 Ga) sitten ja on siitä lähtien laajentunut jatkuvasti. Mittaukset tukevat tätä teoriaa."
https://fi.m.wikipedia.org/wiki/Maailmankaikkeus
Max Planckin säteilylain mukaan tiettyä lämpötilaa vastaa aina tietty säteilyn jakauma. Tätä lakia kun testattu hyvin pienten kappaleiden välillä, onkin tullut vastaan sata kertaisia määriteltyjä korkeampia määriä.
[Testing whether Planck's radiation law applies at a very small scale
https://phys.org/news/2018-09-planck-law-small-scale.amp?__twitter_impre…
"What our work shows is that if the objects are very small, there is a violation of the law," Qazilbash said. "This has never been experimentally shown before."]
Nämä löydökset, joista on tiedetty jo ainakin 10 vuotta, muuttavat käsitystämme maailmankaikkeudesta ja antavat mahdollisuuden uusille sovelluksille, jossa energiantarve on aivan mitätön.
The implications for discovering a 100-fold discrepancy in Planck's radiation law are broad and touch nearly all aspects of modern physics, Qazilbash said. In the digital age, hardware developers are looking for ways to design smaller and faster technology. This discovery has the potential to change the future of nanotechnology."
EDIT: Suomeksi samasta asiasta voi lukea täältä. https://tekniikanmaailma.fi/yksi-tarkeimmista-nykyfysiikan-laeista-ei-toimikaan-nanotasolla-tama-muuttaa-kaiken-jopa-kasityksen-planeettojen-muodostumisesta/?shared=886780-2744ea22-500
Perimmäisiin kysyyksiin maailmankaikkeuden synnystä ja siitä mitä oli sitä ennen ja miksi ylipäätään on mitään j.n.e. ei tieteellä tai ihmisjärjellä ole mahdollisuutta saada vastausta. Tiede pystyy vain löytämään lainalaisuuksia jo toteutuneesta tilasta. Muun muassa siksi uskonnoilla tulee aina olemaan sijansa ihmisten tai muiden älykkäiden olioiden keskuudessa, vaikka tiede kehittyisi kuinka pitkälle hyvänsä.
Ilmoita asiaton viesti
Jos maailmankaikkeus laajenee vielä, samalla lailla käsityksemme laajenee isoissa asioissa ja sitten toisaalta aivan mitättömän pienissä asioissa.;)
Välillä tuntuu siltä, että olemme siirtyneet takaisin 1800-luvulle kun tuollaisia CO2 asioita pohdimme.
Ilmoita asiaton viesti
Planckin laki ei siis päde, jos kappaleiden välinen etäisyys on pienempi kuin säteilyn aallonpituus tai kun kappaleiden mitat ovat pienemmät kuin aallonpituus niiden välimatkan ollessa pitempi kuin aallonpituus. Todellisten kappaleiden (verrattaessa mustaan säteilijään) säteilykertoimet, absorbtio, emissio,… on perinteisesti ajateltu pienemmiksi kuin yksi, mutta nanoluokassa kerroin olisikin luokkaa 100 tietyillä materioilla. Tai ehkä ei noin voi sanoa, vaan että Planckin laki ei päde.
https://tekniikanmaailma.fi/yksi-tarkeimmista-nyky…
Samalla sivulla on myös juttu maailmamme laajenemiseen liittyvän Hubblenvakion mittausongelmasta, joka saa avaruustietäjien päät hilseilemään.
Ilmoita asiaton viesti
Einsteinia ei ole vielä kyseenalaistettu, ehkä sekin päivä vielä koittaa.
”Mikäli tutkijat eivät löydä vastausta eri tutkimusmetodien tulosten eroille, voi se tarkoittaa sitä, että Albert Einsteinin yleisessä suhteellisuusteoriassa – johon kaikki kosmologiset mallimme perustuvat – on puute.”
Ilmoita asiaton viesti
Kaikki luonnontieteiden mallintamat ilmiöt ovat vain teorioita, joiden pohjalta toimitaan niin kauan kunnes ne osoittautuvat riittämättömiksi tai virheellisiksi.
Joku kysyi ylempänä mitä lämpö on. Aina valistusajan alkuun asti lämmön uskottiin johtuvan ”flogiston” -nimisestä lämpöaineesta, jonka määrä kussakin kappaleessa määritteli lämpötilan. Kappaleen luovuttaessa lämpöä toiselle kappaleelle asia tulkittiin siten, että flogiston siirtyi kappaleesta toiseen.
Nyt ”tiedämme”, että lämpö on molekyylien liikettä ja se teoria toimii edelleen. Samoin kuin ”flogiston” -teoria toimi aikansa. Eivät ihmiset silloin sen tyhmempiä olleet kuin tänäänkään.
Ilmoita asiaton viesti
Teoreettinen asioihin suhtautuminen on vain oikea tapa suhtautua asioihin. Teoria voidaan todeta oikeaksi tai vääräksi. Vaikka aikaisemmat oikeat teoriat todistetaan vääriksi, usein empirian kautta tai uudella teorialla, ei se sen kummempaa ole, näin tiede edistyy.
Ilmoita asiaton viesti
Totta.
”…kappaleiden välinen etäisyys on pienempi kuin säteilyn aallonpituus tai kun kappaleiden mitat ovat pienemmät kuin aallonpituus niiden välimatkan ollessa pitempi kuin aallonpituus.”
”Planck’s law was developed and thus an upper bound to radiative heat transfer was established in the form of the blackbody limit.11–14 However, this limit is not absolute as Planck himself noted that this formulation is only valid when all characteristic length in the system, including the separation distance between objects, are much larger than the wavelength of thermal radiation. When two objects are separated by distances comparable to the wavelength of thermal radiation, radiative exchange can also occur by evanescent tunneling of radiative modes confined within or near the boundaries of the emitting medium. In this so-called near-field regime, radiative heat transfer can greatly exceed the far-field blackbody limit as evanescent tunneling enables a greater number of radiative modes to participate in energy exchange.19”
https://dspace.mit.edu/bitstream/handle/1721.1/104…
Ilmoita asiaton viesti
No tässä kyseiset tutkija kyseenalaistavat myös maailmankaikkeuden syntyä. Olisi pitänyt kirjoittaa, että Planckin 100 vuotta vanha säteilylakikaan ei pitänyt kutiaan kun siirryttiin nanokokoisiin kappaleisiin.
[The implications for discovering a 100-fold discrepancy in Planck’s radiation law are broad and touch nearly all aspects of modern physics, Qazilbash said. In the digital age, hardware developers are looking for ways to design smaller and faster technology. This discovery has the potential to change the future of nanotechnology.
“Now we know that nanoscale objects can emit and absorb radiation much more effectively than we ever thought was possible,” Qazilbash said.
Qazilbash added that it’s not only a revelation for small-scale objects and nanotechnology. The discovery also relates to climate science, planetary atmospheres, astrophysics and the makeup of solar systems.]
https://www.wm.edu/news/stories/2018/in-nature-a-n…
[Planckin säteilylainsäädännön 100-kertaisen yhtäpitämättömyyden löytäminen on laajaa ja koskettaa lähes kaikkia modernin fysiikan osa-alueita, Qazilbash sanoi. Digitaalisella aikakaudella laitteistokehittäjät etsivät tapoja suunnitella pienempää ja nopeampaa tekniikkaa. Tämä keksintö voi muuttaa nanoteknologian tulevaisuutta.
”Nyt tiedämme, että nanomittakaavan kohteet voivat luovuttaa ja absorboida säteilyä paljon tehokkaammin kuin koskaan luulimme olevan mahdollista”, Qazilbash sanoi.
Qazilbash lisäsi, että se ei koske pelkästään pienimuotoisia esineitä ja nanoteknologiaa. Löydöt liittyvät myös ilmastotieteeseen, planetaarisiin ilmakehämuotoihin, astrofysiikkaan ja aurinkokuntien koostumukseen.]
Ilmoita asiaton viesti
Mikähän mahtaa olla CO2 molekyylin koko. Saadaanko tästä hiukan päänvaivaa kasvihuoneilmiöön. Jopa toivoisin että näin on.
Pitäisi oikeastaan lopettaa keskustelu lämpötilasta. Se on niin keksitty juttu. Vähän kuin taruolento tiedesadussa.
Ilmoita asiaton viesti
Ainakin asiasta vallitsee nyt syvä hiljaisuus, odottavalla kannalla.
Eipä sillä hiilidioksidilla taida olla paljoakaan vaikutusta mihinkään, sitä on niin vähän ilmakehässä, no on sentään fotosynteesiin, maapallo on vihertynyt.
Hiilidioksidi on raskas kaasu, molekyylin kineettinen halkaisijan läpimitta on 330 pm.
”Carbon dioxide
CO2
44 molecular weight
330 pm
[2
https://en.m.wikipedia.org/wiki/Kinetic_diameter
”Under most definitions the radii of isolated neutral atoms range between 30 and 300 pm (trillionths of a meter), or between 0.3 and 3 ångströms. Therefore, the radius of an atom is more than 10,000 times the radius of its nucleus (1–10 fm),[2] and less than 1/1000 of the wavelength of visible light (400–700 nm).”
https://www.revolvy.com/page/Atomic-radius
Ilmoita asiaton viesti
”…suhteessa värähtelyteoriaan, että onko kyseessä molekyylien välinen värähtely vaiko molekyyliä pienempien aineosasten hiukkastason virtausliike vaiko molempaa.”
Molempia veikkaisin.
http://neel.cnrs.fr/IMG/pdf/Heat_flux_at_the_nanos…
”Proposed in the 19th century, the Stefan-Boltzmann formula can be derived from Planck’s quantum theory and correctly describes the total radiative exchange at large distances. In particular, it is well known that, in the “far field” regime, the heat flux exchanged between two flat parallel surfaces is independent of the distance between the two surfaces. But, in the “near field” regime, we measure a strong distance dependence: the heat flux increases dramatically when the distance between the two surfaces becomes smaller than about one micron. In fact, this effect was discovered in the framework of the Apollo program, where efficient protection against thermal radiation was needed. A very large increase of the heat flux between two closely spaced metallic films was observed. In 1971, Polder and van Hove gave the first theoretical description of the phenomenon.”
Ilmoita asiaton viesti
Kyllä tässä nyt mennään peppu edellä puuhun kun ensin pohdiskellaan sitä, miten universumi on syntynyt ja sitä ryhdytään vertaamaan hiilidioksi-pitoisuuksiin ilmakehän ja maan välillä. Näillä asioilla ei ole mitään yhteistä paitsi sillä, että universumi on täynnä materiaa (n. 30%) joista osa hiiltä, -ei vain tämä pieni pölyhiukkanen (tellus) tuhansien miljardien galaksien joukossa.
Aikarypyt avaruuden kaareutumisissa lähestyvät äärettömyyttä, jota on lähes mahdoton kuvitella, -paitsi ehkä Einsteinin kymmenessä – kahdessatoista kenttäyhtälössä. Kun niistä pääsee jyvälle, pääsee jyvälle myös ns. ”mitättömistä” pitoisuuksista ja vaikutuksista.
”Nyt me tiedämme, että nanokokoiset objektit voivat emittoida ja imeä säteilyä paljon tehokkaammin kuin olemme pitäneet mahdollisena.”
Vaikka piinitridit ovat kehitetty korkeanlämpötilan sovellutuksiin, ovat ne happipitoisessa atmosfäärissä termodynaamisesti epästabiileja.
”Jos esine on tietyn kokoinen ja oikeasta materiaalista tehty, sähkömagneettiset aallot voivat vaikuttaa siihen niin, että se emittoi ja imee itseensä säteilyä tehokkaammin.”
Eli näissä konteksteissa testi ei ole yleispätevä jotta voitaisiin olettaa, että se ratkaisisi universumin ja planeettojen synnyn.
Ilmoita asiaton viesti
Helpostihan asiat lipsuvat lapasesta.
Paljon oli myös positiivista suhtautumista nanometristen kappaleisiin liittyvien löydösten osalta, uusia sovelluksia ja uutta potkua nanoteknologialle kaavailtiin. Onhan noihin tutkimuksiin paljon satsattu.
Energiasta tässäkin on kyse ja nopeammista sovelluksista laitepuolella. Jäin itse miettimään läpimurtoja, nanoteknologian alueella.
”Uuden teknologian salainen ainesosa on pii, jonka energiakapasiteetti on paljon suurempi kuin nykyisissä akuissa käytettävän grafiitin.”
https://www.tekniikkatalous.fi/tekniikka/energia/n…
Ilmoita asiaton viesti
16. No tässä mielessä nanoteknologia on harppaus kohti parempia energiaratkaisuja.
Ilmoita asiaton viesti
17. Avaruus ja materia on (matemaattinen) pelkistettynä ”kuroutunutta puuroa”, joka on vain jakautunut erisuuriin klustereihin näkyvän aallonpituuden ja ”näkymättömien” aallonpituuksien summana. Jos ajatellaan samanaikaisuuden problematiikkaa, sellaista ei ole olemassa. On vain toistensa suhteen tapahtuvia muutoksia aika-avaruuden topologiassa.
Alku ja loppu minun ymmärrykseni mukaan ei ole lineaarinen, vaan sekin on päättyvä silmukka Poincaren konjuktuurissa. Eli maailmankaikkeus toistuu pallopinnan monistona, joka riippuu ajasta, joka on myös suhteellinen.
Voidaan sanoa, että avaruus on käytännössä ääretön, mutta teoriassa ratkaiseva.
Ilmoita asiaton viesti