venerdì 18 ottobre 2013

Energia di Campo Zero

In questa ottica, che chiameremo la teoria dell'inerzia del vuoto quantico, la materia resiste all'accelerazione non a causa di una sua innata proprietà (spiegazione che tra l'altro ho sempre trovato oscura e inconcludente) ma perché il vuoto quantistico elettromagnetico produce una forza di resistenza proporzionale all'accelerazione.

La relatività generale (abbreviativo GR) dice che la gravità può essere interpretata come una curvatura dello spazio-tempo.

Wheeler (grande fisico del nostro secolo) ha coniato il termine "geometrodinamica" per descrivere questo concetto: la dinamica degli oggetti soggetti alla gravità è determinata dalla geometria dello spazio tempo a quattro dimensioni.

Quello che la geometrodinamica specifica è la famiglia di geodetiche (la distanza più corta in uno spazio tempo a quattro dimensioni è una geodetica) in presenza di un corpo gravitante. I corpi in caduta libera e i raggi di luce seguono le geodetiche. Comunque quando un oggetto è costretto a non seguire una geodetica questo stesso corpo sperimenta una forza chiamata peso. Per esempio un aereo che vola non segue la geodetica (che punta verso il centro della terra! Ai! Boom! Che botta!) e per questo sperimenta la forza peso. Ma se l'aereo segue la geodetica è in caduta libera e noi con lui...ecco perché se volete rimanere senza peso basta volare con gli aerei d'addestramento della NASA che per un pò vanno in caduta libera...non proprio libera ma almeno controllata! Non volete pesare? Seguite le geodetiche!

Ma da dove viene questa forza? Come esercita un campo gravitazionale una forza su un oggetto che non è in caduta libera?

Questo è lo stesso identico processo di cui abbiamo parlato prima nella teoria inerziale del vuoto quantistico.
Nell'elettrodinamica stocastica (è una teoria non si mangia! Spero di riuscire a trattare anche questa teoria prima o poi!) il vuoto quantistico elettromagnetico è rappresentato da onde elettromagnetiche. Queste onde seguono le geodetiche.

Queste onde che seguono le geodetiche (in pratica è un flusso di onde del vuoto quantico che forma un pò come una cascata di acqua) creano la stessa variazione di quantità di moto rispetto ad un oggetto fisso che nel caso di un oggetto in accelerazione. Questo è perfettamente in accordo con il principio di equivalenza di Einstein fra la gravità e l'inerzia o accelerazione.

Un oggetto fisso sopra un corpo gravitante percepirà il vuoto elettromagnetico quantistico essere accelerato attraverso di esso che è ovviamente analogo ad un corpo che accelera attraverso il vuoto elettromagnetico stazionario in uno spazio-tempo piatto.

Qualche esempio intuitivo è necessario per capire bene il concetto.

Pensate ad un elicottero che vola, esso sta immerso nel campo gravitazionale terrestre e percepisce quindi la forza di attrazione del campo. Ora la curvatura dello spazio-tempo nei pressi della terra (che è la rappresentazione della forza di gravità nella GR) non fa altro che attirare a se anche le onde elettromagnetiche del vuoto quantico le quali esercitano una pressione sull'elicottero nel "tentativo" di trascinarselo giù per la distanza più breve verso il centro della terra. Quella distanza più breve (che in pratica è perpendicolare alla superficie terrestre) non è altro che la geodetica. Ecco perchè l'elicottero sperimenta la forza peso!

In pratica il vuoto elettromagnetico quantistico esiste nello spazio-tempo e se questo spazio-tempo è curvo lui deve seguire per forza la curvatura trascinandosi con se tutto!

Potete anche pensare ad un lago su di un altopiano...voi ve ne state sulla superficie del lago a pescare con una barchetta, immaginate che all'improvviso una sponda del lago cede verso la valle sottostante...l'acqua dovrà per forza scendere a valle e voi con lei! State sperimentando una forza! La stessa forza la sperimentate se iniziate a remare sulla superficie ferma del lago, sperimenterete una inerzia a causa dell'attrito con l'acqua.
Ora sostituite l'acqua con il vuoto quantistico elettromagnetico e la valle sottostante con la curvatura del campo gravitazionale terrestre, voi siete la barca...il gioco è fatto!

Bene! Abbiamo risposto a tutte e tre le domande iniziali, ora sicuramente avrete capito le implicazioni che tutto questo ha...se ci fosse un modo per alterare o agire su questo vuoto quantistico elettromagnetico noi potremmo modificare o annullare sia l'inerzia che la forza di gravità! Ma questo lo tratteremo nella sezione dedicata all'antigravità...per ora passiamo alle domande di ripasso!

DOMANDE RIASSUNTIVE E DI APPROFONDIMENTO SUL CAMPO DEL PUNTO ZERO E LA NUOVA TEORIA DELL'INERZIA\GRAVITA'

Che cosa è il campo del punto zero (ZPF) o fluttuazioni del punto zero? Che relazione ha con il vuoto quantistico?

Nella fisica moderna il vuoto è ben lontano dall'essere realmente vuoto. Mettiamo da parte tutte le particelle e onde elettromagnetiche che costituiscono la nostra realtà e avremo una zona di spazio apparentemente vuota allo zero assoluto.

In realtà questo vuoto pullula di energia e coppie di particelle (tipo elettrone-positrone o particella-antiparticella) queste nella loro totalità danno vita a: il campo del punto zero elettromagnetico (di cui abbiamo parlato estesamente prima), il campo del punto zero delle interazioni deboli e forti e il mare delle coppie di particelle negative di Paul Dirac.

Tutte queste energie messe insieme formano il vuoto quantistico (che in realtà è pieno!) o campo del punto zero.

Nella nostra trattazione abbiamo preso in esame il campo del punto zero elettromagnetico e le fluttuazioni del punto zero.

Lo ZPF è una ipotesi sviluppata per primo da Max Planck nel 1911. Nel 1947 Willis Lamb, in un famoso esperimento, dimostrò direttamente gli effetti dello ZPF e disse:"è una prova che il vuoto non esiste".

L'effetto Casimir predetto nell'anno successivo e verificato in laboratorio è un'altra diretta dimastrazione della realtà dello ZPF.

Seguite questo link per una breve trattazione sull'esperimento di Lamb e l'effetto Casimir e la loro correlazione con lo ZPF.

Ma da dove viene lo ZPF

Immaginatevi un oscillatore...tipo un pendolo. Se non date un pò di energia al pendolo per farlo partire resterà sempre fermo, questa è una cosa molto logica nel nostro mondo...il mondo macroscopico.

Nel mondo microscopico delle particelle le regole sono diverse e sfidano quella che è la nostra logica quotidiana, l'insieme di queste regole viene chiamato meccanica quantistica.

Il principio di indeterminazione quantistica di Heisenberg vieta il fatto che il pendolo rimanga in uno stato ben definito, stare fermo è uno stato ben definito e quindi è impossibile che rimanga completamente fermo. C'è sempre un minimo di energia che non si può eliminare proprio a causa delle leggi quantistiche.

Come il pendolo la luce e le altre forme di energia elettromagnetica consistono in oscillazioni...oscillazioni di campi elettrici e magnetici.

Ogni direzione, ogni frequenza e ogni stato di polarizzazione del campo elettromagnetico hanno un minimo di energia grazie al principio di indeterminazione. Mettendo insieme tutti questi modi del campo abbiamo il campo del punto zero, ossia l'insieme di tutte le fluttuazioni energetiche elettromagnetiche.

Ma così non si arriva a una energia infinita dello ZPF? Ci deve pur essere un limite da qualche parte!

Come abbiamo già detto prima ad una certa distanza le fluttuazioni terminano, questa viene definita distanza di Planck.

All'aumentare della frequenza diminuisce la lunghezza d'onda (distanza fra una cresta e l'altra di un'onda elettromagnetica) e quindi tale lunghezza d'onda non potrà mai essere pari o minore della distanza di Planck, tale lunghezza d'onda corrisponde alla frequenza di 10^43 Hz. Questo è il primo limite.

C'è anche un'altra considerazione dà fare. Aumentando l'energia si arriva ad un punto in cui l'elettromagnetismo e le interazioni deboli diventano un'unica interazione elettrodebole. A frequenze molto alte (e quindi alte energie E=hf) lo ZPF cessa di essere un campo puramente elettromagnetico. Ci dovrebbe essere una graduale transizione da un campo puramente elettromagnetico ad uno elettrodebole. A energie ancora più alte questo dovrebbe unificarsi ulteriormente diventando un campo del punto zero gluonico. A questo punto le attuali teorie fisiche non riescono più a spiegare i fenomeni e siamo giunti al limite delle attuali teorie...le stesse teorie che cercherebbero di spiegare il big-bang e cosa c'era prima. Il problema dell'unificazione permane tuttora anche nella fisica classica e tali problematiche devono essere risolte comunque.

Non è lo ZPF un tipo di etere? Non viola quindi la relatività speciale?

No non la viola. Lo ZPF è costituito da onde elettromagnetiche, una forma di luce. La relatività speciale è basata sulla propagazione della luce e perciò la teoria dello ZPF è in accordo e consistente con essa per definizione.

http://xoomer.alice.it/masterblaster_science/zpe1.htm

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