Sunday, November 2, 2008

Priroda anomalije perihela

Primećene anomalije orbita pri perihelu, nebeskih tela pri revoluciji, su posledica složenih uticaja sila na kretanje nebeskih tela. Fundamentalno načelo Newton-ove mehanike, da se revolucija planete oko zvezde održava uravnoteženjem gravitacione i radijalne centrifugalne sile, važi samo u dve tačke: afelu i perihelu putanje. Samo tada su gravitaciona i centrifugalna sila potpuno jednakog intentenziteta i pravca ali suprotnog smera. Na delu putanje od afela ka perihelu, neprestano gravitaciona sila nadvladava centrifugalnu. Ta razlika u intenzitetu gravitacione i centrifugalne sile pomnožena vremenom potrebnim da nebesko telo od afela do perihela prevali putanju (polovina godine) , definiše linearni moment planete, (po prirodi) jednak impulsu planete, čiji je vektor orijentisan ka heliocentru i upravan na posmatranjem ustanovljen vektor impulsa planete koji je orijentisan u pravcu i smeru tangente na perihelu putanje. Zbir vektora ova dva impulsa, je jednak rezultantnom vektoru čiji intenzitet odgovara očekivanoj vrednosti impulsa u perihelu putanje. Kako planeta nema očekivanu brzinu (impuls) u perihelu, to se smatra anomalijom. Kod nebeskih tela čije su putanje vrlo velikog ekscentriciteta, anomalija perihela može biti tolika da je putanja u okolini perihela više parabolična nego eliptična.

Vektorski proizvod, radijus vektora od heliocentra do perihela i rezultantnog (očekivanog) vektora, jednak je intenzitetu vektora momenta impulsa planete u perihelu, koji je jednak momentu impulsa u afelu ili ma kojoj tački eliptične putanje revolucije planete.

Tako, prema važenju drugog Keplerovog zakona, u svakom trenutku važi i zakon o održanju momenta impulsa, iako se planeta ili ma koje drugo nebesko telo, kreće nešto sporije u perihelu putanje, od očekivane brzine kretanja.

Na delu putanje revolucije planete od perihela ka afelu, centrifugalna sila nadvladava gravitacionu i događa se istovetan ali suprotno orijentisan proces.

Ovaj rad u celosti možete naći na linku http://www.scribd.com/doc/7695723/Priroda-anomalije-perihela.

Thursday, January 10, 2008

Nastanak i mehanika Kosmosa

1. UVOD

Sve počinje Velikim Praskom. Iz materije zgusnute u zapreminu glave čiode nastao je svekoliki kosmos. Najpre, usled ekstremno brzog širenja, dolazi do veoma brzog pada temperature, a kada je ona opala ispod 3000 K počinju da se javljaju prve elementarne čestice. Dalji pad temperature i izdvajanje gravitacione i elektrostatičke sile dovodi do nastajanja prvih atoma lakih gasova kao što je Vodonik . Takodje dolazi i do stvaranja prvih, lakih elemenata periodnog sistema hemijskih elemenata. Nešto kasnije dolazi do zgušnjavanja, usled gravitacione sile, gasovitih oblaka Vodonika, te paljenja prvih zvezda... Ekspanzija kosmosa se nastavlja i traje do današnjih dana. I ne samo da se kosmos širi, već se prema Hablovoj jednačini širi ubrzano. S tim u vezi je uveden pojam tamne energije, na račun koje se ovakvo ubrzano širenje dešava. Tako se ima situacija da vremenom tamna energija neprestano i ubrzano raste kao činilac kosmološke konstante, te se procentualni udeo procenjene vidljive i tamne materije u njoj smanjuje. Takodje se veruje da tamne materije ima oko šest puta više od vidljive, i da ona drži na okupu galaktička jata, i ostale kosmičke objekte.

Ovaj kratak opis stanja i stanja kretanja u kosmosu je osnovna ideja modela nastanka univerzuma, koji opstaje upravo uvodjenjem pojmova o hladnoj tamnoj materiji i tamnoj energiji, iako su takodje vrlo problematični prvi momenti velikog praska, gde se pri 10¯³²sekundi kosmos proširio za 10³º puta! Dakle, početna brzina širenja kosmosa uveliko prelazi brzinu prostiranja svetlosti, što ne ostaje bez problema kada imamo u vidu postulate Ajnštajnovih teorija.


2. ŠTA POSLE VELIKOG PRASKA?

Prihvaćeni model nastanka kosmosa, kojeg je prvi postavio Žorž Lemetr, vatikanski kosmolog još davne 1927. godine ostaje na snazi već osam decenija uz neprestane dorade i novija i novija preračunavanja. Najpre je Edvin Habl, na osnovu posmatranja i primene Doplerovog efekta dokazao da se čitav kosmos neprestano širi. I ne samo da se širi već je to širenje ubrzano što je opisano veoma jednostavnom jednačinom, Hablovim zakonom.:

v = H x d

H je univerzalna Hablova konstanta, d je udaljenost posmatrane galaksije a v predstavlja brzinu njenog udaljavanja od posmatrača. Za ubrzano širenje kosmosa potrebno je prilično mnogo energije tako da je ta potreba rešena tako što je uveden pojam tamne energije. Razlog njenog postojanja i način generisanja nije poznat, ali je ogromno nastojanje spekulativnog karaktera da se dokuči kako to ona nastaje i kako deluje na objekte u kosmosu. Pored Hablovih osmatranja, Ajnštajnove teorije relativnosti, Hokingovog teorijskog rada, osmatranja Penzijasa i Vilsona i na kraju Džordža Smuta i COBE-a, sve teže je braniti tezu da teorija Velikog Praska nije tačna.

No, da li je Veliki Prasak u toku, baš kako to sada izgleda, ili je došlo do evolucije kosmosa, pa je problematika širenja kosmosa i nedostatka materije nastala ne uvidjanjem te mogućnosti? Da li je ubrzano širenje kosmosa posledica nečeg na šta se ne računa? Da li je možda u pitanju neki fizički proces koji se dogodio milijardama godina posle Velikog Praska, i na osnovu njega se odvija stanje kretanja koje se sada zapaža?

Ovaj rad će diskutovati mogući scenario nastanka i dinamike Kosmosa.


3. MODEL EVOLUCIJE KOSMOSA

Iz
“pra – atoma” , kako je to objasnio Lemetr,” Bog je stvorio svet, a svet se onda počeo širiti kao kad iz malenog žira počne da raste klica i razraste se u ogroman hrast''.(Sl.1.). Posle Velikog Praska počelo je ekstremno širenje i hladjenje kosmosa koji je još uvek bio vreo i taman (Sl.2.) što je pre ličilo na naduvavanje ogromnog balona. Posle isteka vremena dovoljnog da se kosmos dovoljno raširi i ohladi počinje stvaranje prvih elementarnih čestica, te formiranje prvih hemijskih elemenata, Vodonika 80% i Helijuma 20%, kako se inače računa. Dakle, bila je to jedna ogromna gasovita sfera.(Sl.3.) koja se pri dejstvu početnog impulsa sve više i više širila. Medjutim, iz razloga delovanja gravitacionih sila, počelo je nagomilavanje gasova, najpre u dubini sfere, na odredjenim mestima, te je tako došlo do paljenja prvih zvezda i formiranja mnoštva gravitacionih središta. Vremenom su urušavanjem takvih prvih zvezda nastajale Crne rupe. Takodje su nastajale u narednom periodu i mladje zvezde.(Sl.4). Tada je posle Tolikog vremena, pra-kosmička sfera počela da se sve manje širi, jer je interakcija stvorenih gravitacionih središta, Zvezda i Crnih rupa negativno uticala na širenje.U jednom momentu, širenje pra-kosmičke sfere prestaje. Kako se uzajamno gravitaciono delovanje - privlačenje masivnih kosmičkih objekata, zvezda i crnih rupa nastavlja, to dolazi do urušavanja pra-kosmičke sfere (Sl.5.) ali slučajem određenom osom. Počinje akrecija Crnih rupa i mnoštva zvezda i ostalog gasovitog materijala ovim gravitacionim sredioštima i nastajanje hipermasivne crne rupe (Sl.6.). Oblik srodan eliptičnim galaksijama.

Šta je sprečilo kolaps pra-kosmosa?

Urušavanje pra-kosmičke sfere nije moglo biti ravnomerno, kakvo je bilo njeno širenje. Slučajno rasporedjena gravitaciona središta oličena u zvezdama i crnim rupama, su u pra – kosmičkoj sferi zauzimala neuredjen položaj, a nisu mogla imati ni istovetne mase pa ni davati jednake gravitacione efekte. Iako je počelo urušavanje čitave pra-kosmičke sfere, na pravcu jedne njene ose ono je bilo najizraženije. Upravo to je učinilo da se promeni moment inercije pra kosmičke sfere. Smanjenje momenta inercije je uzrokovalo povećanje ugaone brzine pra kosmičke sfere baš oko ose najizraženijeg urušavanja. Tako je došlo do transformacije momenta impulsa prakosmičke sfere. Povećanje ugaone brzine rotacije dovelo je do povećanja centrifugalne sile koja je savladala gravitacione sile i sprečila potpuno urušavanje pra – kosmičke sfere. Tako je nastao proto kosmički disk, odnosno tako je nastao kosmos.

Jedino je transformacija momenta impulsa pra-kosmičke sfere mogla da obezbedi efekte koji su sprečili totalno urušavanje pra-kosmičke sfere. Transformacija momenta impulsa zapravo znači da su setrtansformisale fizičke veličine, konkretno, moment inercije pra-kosmičkog sistema u ugaoniu brzinu rotacije sistema. Prema zahtevu da mora važiti zakon održanja momenta impulsa to je potpuno opravdano stanovište.

Šta su posledice ovakve transformacije momenta impulsa?

Najpre, povećanje ugaone brzine rotacije je izazvalo povećanje centrifugalne sile koja je sprečila totalno urušavanje pra-kosmosa. Pra-kosmos je u tom vremenu morao imati manji dijametar od današnjeg (Sl.7.) i morao je imati oblik današnjih spiralnih galaksija. Kako se hipermasivna crna rupa hranila kosmičkim materijalom, a nalazila se približno u centru protokosmičkog diska, to se dešavalo da ogromne mase kosmičkog materijala vrše premeštanje svog položaja ka centru rotacije što je dovelo do smanjenja momenta inercije protokosmičkog diska i još većeg povećanja ugaone brzine njegove rotacije, pa još većeg povećanja centrifugalne sile koja deluje i utiče na širenje kraka nastalih akrecijom kosmičkog materijala oko hipermasivne crne rupe koju možemo nazvati “pupkom kosmosa”.(Sl.8.) prikazuje već uveliko raširen kosmos.

Tako gledajući, transformacija momenta impulsa je prirodan način generisanja energije u svekolikom kosmosu. Kako?

Moment impulsa je definisan kao proizvod momenta inercije i ugaone brzine rotacije sistema. Vrši se transformacija takva, da se moment inercije smanji nekoliko puta, a ugaona brzina rotacije poveća za toliko puta. Ovo su linearne transformacije u izrazu za moment impulsa koji mora prema zakonu o održanju uvek imati konstantnu vrednost. Medjutim, u jednačini za izračunavanje kinetičke energije rotacionog kretanja, moment inercije je linearni član a ugaona brzina je kvadratni član. Tako je proizvod ovih veličina za stepen transformacije puta veći, odnosno dobija se energija sistema onoliko puta veća koliko se puta smanjio moment inercije!

Da, ali na osnovu čega kada mora važiti i zakon o održanju energije?

Rad, kojeg izvrši gravitaciona sila hipermasivne crne rupe na putu privlačenja mase kosmičkog materijala, kojim se hrani, protiv centrifugalnih sila koje deluju na njega, brojno je jednak povećanoj energije rotacionog kretanja sistema.

Iz ove analize proizilazi da se kosmos neumitno širi i to ubrzano, i odakle potiče energija za njegovo ubrzano širenje. A ubrzano širenje je kao i svako ubrzano kretanje posledica dejstva sile , a u našem slučaju centrifugalne sile, koja deluje na krake kosmosa, a u jednom od njih je i nama vidljivi deo kosmosa.

Istovremeno sa širenjem kosmosa, koje posmatrač sa naše planete opaža, dešava se i sažimanje kosmosa. Hipermasivna crna rupa, se neprestano hrani, možda čitavim galaktičkim jatima, tako da se kraci kosmosa (kosmičkog vrtloga) neprestano skraćuju. Posledica hranjenja supermasivne crne rupe je enermno kosmičko zračenje, koje je mnogostruko intenzivnije nego kosmičko zračenje nama obližnjih objekata.

Pored skraćivanja kosmičkih kraka, doći će i do njihovog razvijanja iz spiralnog oblika u oblik srodan obliku prečkastih galaksija (Sl.9.). Dalje hranjenje hipermasivne crne rupe , dovešće čitav kosmos u stanje subsingularnosti odnosno u stanje srodno stanju KVAZARA. (Sl.10). Naime prema ovom modelu evolucije i mehanike kosmosa Kvazari su najverovatnije objekti nastali kao proizvod hranjenja supermasivnih crnih rupa koje su u središtima svih galaksija.

Tokom vremena, Subsingularno stanje kosmosa će se dovesti do singularnosti, jednake onoj na početku pre Velikog Praska. (Sl.11.)

Dakle, prema ovakvom modelu nastanka kosmosa, ima se da kosmos sa jedne strane nestaje u hipermasivnoj crnoj rupi u svom centralnom delu, dok se njegova periferija ubrzano širi.

A na kraju, sve će biti spremno za novi početak. Svekolika masa kosmosa, biće sažeta u jednu jedinu tačku. Svekoliki moment impulsa će biti održan u momentu impulsa te tačke, tog pra-atoma . Sva energija kosmosa će se naći objedinjena u toj singularnosti.

Ovakav model nastanka, evolucije i mehanike kosmosa, nije u koliziji sa posmatranjima opaženim stanjem kretanja materije u kosmosu, i održiv je bez uvodjenja pojmova o tamnoj materiji i tamnoj energiji.

I, kosmološka konstanta bi zapravo bila vrednost MOMENTA IMPULSA KOSMOSA, koji po prirodi stvari mora imati konstantnu vrednost, pa taman to bila i ta čuvena kosmološka jedinica.


4. ZAKLJUČAK

Autor ovog rada je želeo u prvom redu da naglasi važenje svih zakona održanja, materije, energije, impulsa i naročito momenta impulsa. Kako prisustvo statičkih sila u prvom redu gravitacione sile čini remetilački faktor slobodnog kretanja masa po Velikom Prasku, to se ovim radom naglašava mogućnost prirodne upotrebe remetilačkog faktora u svrhu organizovanja takvog kretanja masa u prostoru, koje za posledicu ima stvaranje velikih količina kinetičke energije. Transformacija momenta impulsa je omogućena upravo gravitacionim silama. Smanjenje mase kraka kosmičkog diska proizlazi iz činjenice da se hipermasivna crna rupa hrani te da se u tom procesu hranjenja ka njoj premeštaju ogromne mase kosmičkih objekata, čime opada moment inercije kosmičkog diska. Radi toga raste ugaona brzina rotacije kosmičkog diska,i povećanje centrifugalne sile koja deluje na kosmičke krake i teži da se kraci rašire i lagano odmotavaju iz kosmičkog diska. Sada pak, širenjem i odmotavanjem kosmičkih kraka ponovo dolazi do povećanja momenta inercije kosmičkog diska, te je to efekat srodan efektu kakav bi imala tamna materija, koja na okupu drži svekoliki šireći kosmos, kada bi zaista postojala.

Ovakva analiza nastanka kosmosa ima vrlo veliku sličnost mehanizmu nastanka galaksija, koje prema ovde iznetom se ne bi razvrstavale po obliku nego po fazama razvojaevoluiranja.


LITERATURA:

(1) Dejvid Filkin, Vasiona Stovena Hokinga, Narodna Knjiga - Alfa, Beograd, 2000.
(2) Stiven Hoking, Crne rupe i bebe-vaseljene, POlaris, Beograd, 1995.

Saturday, January 5, 2008

Slika uz prethodni članak

Evo slike koja de uz članak "Model povećanja energije u Kosmosu transformacijom momenta impulsa".