{"id":12404,"date":"2021-07-07T12:17:59","date_gmt":"2021-07-07T10:17:59","guid":{"rendered":"https:\/\/physics.uwb.edu.pl\/wf\/?page_id=12404"},"modified":"2022-02-07T09:02:07","modified_gmt":"2022-02-07T08:02:07","slug":"pytania","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/physics.uwb.edu.pl\/wf\/?page_id=12404","title":{"rendered":"Pytania"},"content":{"rendered":"

 <\/p>\n

Pytania<\/h2>\n

(Tre\u015b\u0107 pytania jest \u0142\u0105czem do odpowiedzi na nie.)<\/p>\n

28.01.2022:<\/i>
\n127. W jaki spos\u00f3b teoria OTW t\u0142umaczy wyst\u0119powanie punkt\u00f3w libracyjnych L1 – L5 w mechanice nieba odkrytych przez Lagrange (na skutek teorii Newtona). Lagrange za\u0142o\u017cy\u0142, \u017ce punkty libracyjne wyst\u0119puj\u0105 na skutek r\u00f3wnowagi si\u0142 grawitacyjnych i bezw\u0142adno\u015bci dzia\u0142aj\u0105cych na trzecie cia\u0142o umieszczone mi\u0119dzy np. S\u0142o\u0144cem a Ziemi\u0105 (tj. zagadnienie 3-ch cia\u0142 kr\u0105\u017c\u0105cych po orbicie w polu grawitacyjnym). Istnienie punkt\u00f3w L1 – L5 jest potwierdzone fizycznie i mi\u0119dzy innymi ulokowano w L2 radioteleskop Webba. Teoria OTW pomija wyst\u0119powanie si\u0142 i t\u0142umaczy te zjawiska geometri\u0105 czasoprzestrzeni a wi\u0119c jak za pomoc\u0105 tej teorii wyt\u0142umaczy\u0107 gromadzenie si\u0119 w pkt. L1-L5 py\u0142\u00f3w, \u015bmieci kosmicznych itp?<\/a><\/p>\n

26.01.2022:<\/i>
\n126. Ostatnio teleskop Webba dotar\u0142 do punktu Lagrange’a L2. Rozumiem co to s\u0105 punkty Lagrange’a, ale nie rozumiem jakim “cudem” Webb ma okr\u0105\u017ca\u0107 ten punkt po orbicie mniej wi\u0119cej r\u00f3wnej odleg\u0142o\u015bci Ksi\u0119\u017cyca od Ziemi. Przecie\u017c punkt Lagrange’a nie ma masy. Jakie si\u0142y tu dzia\u0142aj\u0105? Co stanowi si\u0142\u0119 do\u015brodkow\u0105? Prosz\u0119 o wyja\u015bnienie.<\/a><\/p>\n

18.01.2022:<\/i>
\n125. Czy istnieje takie po\u0142o\u017cenie ramki wzgl\u0119dem linii pola magnetycznego kiedy na ramk\u0119 nie dzia\u0142aj\u0105 si\u0142y, czyli ramka nie wychyla si\u0119 mimo, \u017ce p\u0142ynie w nej pr\u0105d? Czy mo\u017cna to jako\u015b uzasadni\u0107 lub zobrazowa\u0107?<\/a><\/p>\n

29.12.2021:<\/i>
\n124. Hobbystycznie interesuj\u0119 si\u0119 astrofizyk\u0105, astronomi\u0105 i fizyk\u0105 kwantow\u0105. Pytanie dotyczy fizyki czarnych dziur a mianowicie czy teoretycznie mo\u017cliwa w nich jest przemiana obserwowanej materii w ciemn\u0105 energi\u0119 i materi\u0119, kt\u00f3re odpowiada\u0142yby za rozszerzanie Wszech\u015bwiata? Gdyby tak by\u0142o co wydarzy si\u0119 po po\u017carciu ca\u0142ej widzialnej materii?<\/a><\/p>\n

21.12.2021:<\/i>
\n123. Mam pytanie dotycz\u0105ce fal grawitacyjnych. Jaki jest ich wp\u0142yw na sam czas? Skoro fale te to drgania czasoprzestrzeni, to powinny nie tylko zmienia\u0107 d\u0142ugo\u015b\u0107 ramienia detektora, ale tak\u017ce wp\u0142ywa\u0107 na czas z jakim foton przelatuje przez takie rami\u0119. Gdyby w wyd\u0142u\u017conym ramieniu czas p\u0142yn\u0105\u0142 szybciej, a w skr\u00f3conym wolniej, to fotony z obu ramion zawsze spotyka\u0142yby si\u0119 w przeci\u0119ciu ramion i detektor niczego by nie wykry\u0142, a jednak jest inaczej. Czy fale grawitacyjne odkszta\u0142caj\u0105 tylko przestrze\u0144 i nie wp\u0142ywaj\u0105 na o\u015b czasu? A mo\u017ce wp\u0142ywaj\u0105, ale inaczej ni\u017c opisa\u0142em wy\u017cej?<\/a><\/p>\n

20.12.2021:<\/i>
\n122. Moje pytanie dotyczy spl\u0105tania kwantowego. Wyobra\u017amy sobie taka sytuacj\u0119: mamy jedna par\u0119 spl\u0105tanych foton\u00f3w, kt\u00f3rych w\u0142a\u015bciwo\u015bci nie znamy (nie ustalili\u015bmy) i rozdzielamy je na spor\u0105 odleg\u0142o\u015b\u0107. Po pewnym czasie jeden z naukowc\u00f3w przeprowadza eksperyment i sprawdza pionow\u0105 polaryzacj\u0119 swojego fotonu (g\u00f3ra-d\u00f3\u0142). Dowiaduje si\u0119 w wyniku eksperymentu, \u017ce jego foton ma polaryzacj\u0119 pionow\u0105 w g\u00f3r\u0119 i jednocze\u015bnie zdobywa informacj\u0119, \u017ce drugi foton ma polaryzacj\u0119 w d\u00f3\u0142. Chwil\u0119 p\u00f3\u017aniej drugi naukowiec, nie komunikuj\u0105c si\u0119 z pierwszym, przeprowadza eksperyment z okre\u015bleniem pionowej polaryzacji na swoim fotonie i odkrywa, \u017ce foton ma (oczywi\u015bcie) polaryzacj\u0119 pionow\u0105 w d\u00f3\u0142 i wie zarazem, \u017ce pierwszy foton ma polaryzacj\u0119 w g\u00f3r\u0119. Nie wymieniaj\u0105 i nie por\u00f3wnuj\u0105 wynik\u00f3w eksperyment\u00f3w, ale obaj wiedz\u0105 jaki wynik (przeciwny) otrzyma\u0142a druga strona. Czy taka sytuacja jest sensowna i mo\u017cliwa? Czy mo\u017ce potrzeba wi\u0119cej par spl\u0105tanych foton\u00f3w do okre\u015blenia spl\u0105tania?<\/a><\/p>\n

17.12.2021:<\/i>
\n121. Jak wiadomo dwa cia\u0142a o masach m<\/i> i M<\/i> dzia\u0142aj\u0105ce na siebie si\u0142\u0105 grawitacji poruszaj\u0105 si\u0119 po przeci\u0119ciach sto\u017cka. Np. cia\u0142o o masie m<\/i> okr\u0105\u017ca cia\u0142o o masie M<\/i> znajduj\u0105ce si\u0119 w ognisku elipsy zgodnie z prawami Keplera. Z drugiej strony wiadomo, \u017ce cia\u0142a okr\u0105\u017caj\u0105 \u015brodek masy uk\u0142adu. Zatem: Czy te cia\u0142a z punktu widzenia obserwatora zewn\u0119trznego okr\u0105\u017caj\u0105 \u015brodek masy po okr\u0119gach, czy te\u017c po elipsach?<\/a><\/p>\n

08.11.2021:<\/i>
\n120. Z uwagi na to \u017ce galaktyki s\u0105 w permanentnym ruchu to moje pytanie jest nast\u0119puj\u0105ce: Kiedy i w jakich okoliczno\u015bciach mo\u017cemy stwierdzi\u0107 \u017ce cia\u0142o znajduje si\u0119 w bezruchu i w spoczynku? B\u0119d\u0105c na r\u00f3wniku (jestem na orbicie r\u00f3wnikowej planetarnej wiec p\u0119dz\u0119 z pr\u0119dko\u015bci\u0105 1666 km\/h), je\u017celi wezm\u0119 pod uwag\u0119, \u017ce Ziemia kr\u0105\u017cy po orbicie gwiezdnej (S\u0142o\u0144ca). Dalej je\u017celi musz\u0119 wzi\u0105\u0107 pod uwag\u0119 to, \u017ce nasz ca\u0142y Uk\u0142ad S\u0142oneczny kr\u0105\u017cy po orbicie galaktycznej wok\u00f3\u0142 czarnej dziury i punktu osobliwo\u015bci itd.<\/a><\/p>\n

27.09.2021:<\/i>
\n119. Chcia\u0142bym si\u0119 dowiedzie\u0107 o co chodzi z si\u0142\u0105 poci\u0105gow\u0105 lokomotywy. Wiadomo mi, \u017ce si\u0142a poci\u0105gowa pewnej lokomotywy wynosi 20 ton. A logiczne jest, \u017ce ta lokomotywa ci\u0105gnie sk\u0142ad o masie ponad 2 tysi\u0119cy ton, wi\u0119c sk\u0105d ta niska warto\u015b\u0107 20 ton?<\/a><\/p>\n

03.09.2021:<\/i>
\n118. Zwracam si\u0119 z pro\u015bb\u0105 o rozwi\u0105zanie nast\u0119puj\u0105cego problemu: czy elementy wykonane ze stali austenitycznej tzw. niemagnetycznej umieszczone na dachu mog\u0105 u\u0142atwia\u0107 uderzenia pioruna podczas burzy tak jak to zwykle dzieje si\u0119 z innymi elementami stalowymi? Wiadomo, \u017ce stal niemagnetyczna ma tak\u0105 struktur\u0119 atomow\u0105 materia\u0142u, kt\u00f3ra nadaje jej potencja\u0142 elektryczny dodatni co powinno chroni\u0107 przed piorunem. Bardzo prosz\u0119 o odpowied\u017a jak to wygl\u0105da z punktu widzenia fizyki.<\/a><\/p>\n

01.09.2021:<\/i>
\n117. Jak\u0105 minimaln\u0105 mas\u0119 musi mie\u0107 cia\u0142o – kula, aby jego grawitacja utrzyma\u0142a na swojej powierzchni inne mniejsze cia\u0142a, a szczeg\u00f3lnie wod\u0119?<\/a><\/p>\n

04.08.2021:<\/i>
\n116. Zwracam si\u0119 z uprzejm\u0105 pro\u015bb\u0105 o pomoc w zrozumieniu wp\u0142ywu proces\u00f3w zachodz\u0105cych w tak zwanych \u201ewiekach ciemnych\u201d na obserwowane dzi\u015b mikrofalowe promieniowanie t\u0142a (MCB). Je\u015bli dobrze rozumiem oko\u0142o 380000 lat po wielkim wybuchu, kosmos sch\u0142odzi\u0142 si\u0119 na tyle (~3000 K) \u017ce mo\u017cliwe by\u0142o \u0142\u0105czenie si\u0119 proton\u00f3w z elektronami i utworzenie atom\u00f3w wodoru. To z kolei umo\u017cliwi\u0142o fotonom swobodne przemieszczanie si\u0119 co dzi\u015b obserwujemy jako promieniowanie reliktowe. Przepraszam, mo\u017ce pytanie jest g\u0142upie ale dlaczego obserwujemy co\u015b co wydarzy\u0142o si\u0119 przed wiekami ciemnymi? Czy uwolnione fotony po sch\u0142odzeniu si\u0119 kosmosu nie oddzia\u0142ywa\u0142y z wodorem cz\u0105steczkowym, kt\u00f3ry wype\u0142nia\u0142 kosmos w wiekach ciemnych? Wszech\u015bwiat sta\u0142 si\u0119 \u201eprzezroczysty\u201d dla \u015bwiat\u0142a dopiero w epoce rejonizacji. Chyba si\u0119 gdzie\u015b pogubi\u0142em.<\/a><\/p>\n

29.07.2021:<\/i>
\n115. Czy elementy wykonane ze stali nierdzewnej (niemagnetycznej) np. rury z pieca odprowadzaj\u0105ce spaliny, kt\u00f3re wystaj\u0105 ponad po\u0142a\u0107 dachow\u0105 s\u0105 nara\u017cone na uderzenie pioruna? Prosz\u0119 o wyt\u0142umaczenie tego zjawiska fizycznego.<\/a><\/p>\n

04.07.2021:<\/i>
\n114. Wiedz\u0105c, \u017ce ka\u017cda z planet w naszym Uk\u0142adzie S\u0142onecznym wymienia\u0142a si\u0119 surowcami i ska\u0142ami czy jest mo\u017cliwo\u015b\u0107 \u017ce mog\u0142a te\u017c podzieli\u0107 si\u0119 bakteriami? Chodzi mi o naturaln\u0105 nie sztuczn\u0105 przez rakiet\u0119. W takim wypadku jest szansa, \u017ce na jakiej\u015b planecie rozwija si\u0119 \u017cycie zapo\u017cyczone z Ziemi dostosowuj\u0105c si\u0119 do warunk\u00f3w. A je\u017celi my ludzie jeste\u015bmy \u017cyciem kt\u00f3re mog\u0142o powsta\u0107 przypadkiem przez inn\u0105 cywilizacj\u0119?<\/a><\/p>\n

02.07.2021:<\/i>
\n113. Ciemna materia omija\/ignoruje zwyk\u0142\u0105 materi\u0119 a tak\u017ce jest niewidoczna jednak\u017ce czy jest spos\u00f3b by j\u0105 uchwyci\u0107? Czy oddzia\u0142ywanie na grawitacj\u0119 to jedyna opcja jak\u0105 mo\u017cna w tej chwili stwierdzi\u0107?<\/a><\/p>\n

02.05.2021:<\/i>
\n112. Skoro energia jest skwantowana a oddzia\u0142ywania polegaj\u0105 na wymianie cz\u0105stek czy z tego nie wynika, \u017ce pr\u0119dko\u015b\u0107 r\u00f3wnie\u017c powinna by\u0107 skwantowana oraz, \u017ce istnieje pr\u0119dko\u015b\u0107 minimalna?<\/a><\/p>\n

26.03.2021:<\/i>
\n111. W jakiej sytuacji znaj\u0105c dawk\u0119 poch\u0142oni\u0119t\u0105 oceni\u0119 skutki zdrowotne? Jakie s\u0105 potrzebne warunki i dawka poch\u0142oni\u0119t\u0105 \u017ceby by\u0107 pewnym skutk\u00f3w zdrowotnych u cz\u0142owieka napromieniowanego?<\/a><\/p>\n

08.01.2021:<\/i>
\n110. Czy gdyby na Ksi\u0119\u017cycu by\u0142y oceany z wod\u0105, to wyst\u0119powa\u0142by tam zjawisko przyp\u0142ywu? Szukaj\u0105c odpowiedzi na to pytanie trafi\u0142em na prawa Cassiniego i je\u015bli dobrze rozumuj\u0119 przyp\u0142ywy nie by\u0142yby mo\u017cliwe poniewa\u017c Ksi\u0119\u017cyc jest zwr\u00f3cony do Ziemi ca\u0142y czas t\u0105 sam\u0105 stron\u0105. Czy w takim razie istniej\u0105 ksi\u0119\u017cyce kt\u00f3re nie podlegaj\u0105 prawom Cassiniego i dzi\u0119ki temu przyp\u0142ywy by\u0142yby mo\u017cliwe? Czy by\u0142yby one znacznie intensywniejsze ni\u017c na Ziemi ze wzgl\u0119du na to \u017ce masa planety jest wi\u0119ksza od masy ksi\u0119\u017cyca?<\/a><\/p>\n

03.12.2020:<\/i>
\n109. 1.Czy czasoprzestrze\u0144 o 4 wymiarach jest bytem materialnym czy poj\u0119ciem matem.-fiz. potrzebnym do stworzenia teorii OTW?
\n2.Dlaczego u\u017cywa si\u0119 w artyku\u0142ach i podr\u0119cznikach na temat OTW okre\u015blenia, \u017ce masy i energie zakrzywiaj\u0105 czasoprzestrze\u0144? Czasoprzestrze\u0144 to wg mnie przyj\u0119ty model mat.-fiz. w formalizmie OTW. Mo\u017ce w\u0142a\u015bciwiej by\u0142oby pisa\u0107, \u017ce zakrzywiona jest przestrze\u0144 a nie model mat.-fiz.<\/a><\/p>\n

13.06.2020:<\/i>
\n108. Buduj\u0119 komor\u0119 ze \u015bwiat\u0142em UV do suszenia lakieru olejnego na skrzypcach. Lakier kt\u00f3ry u\u017cywam jest robiony na podstawie starych w\u0142oskich receptur. Mo\u017ce by\u0107 rozcie\u0144czany r\u00f3\u017cnymi olejami kt\u00f3re nie bardzo chc\u0105 schn\u0105\u0107 np. olej z orzech\u00f3w. Stradivarius lakierowa\u0142 instrument 6 miesi\u0119cy, dzisiaj u\u017cywa sie do tego \u015bwietl\u00f3wek UV. Tylko z jakiego spektrum \u015bwiat\u0142o b\u0119dzie najlepsze? UV C stosuj\u0119 si\u0119 w filtrach do rozbijania zawieszonego w powietrzu t\u0142uszczu. Nie znajduje wyczerpuj\u0105cej odpowiedzi od d\u0142u\u017cszego czasu, a szkoda czasu trzeba robi\u0107 skrzypce. My\u015bl\u0119 \u017ce dla fizyka mo\u017ce to by\u0107 oczywiste.<\/a><\/p>\n

20.05.2020:<\/i>
\n107. Interesuje mnie czy b\u0119dzie mo\u017cliwe wybudowanie wehiku\u0142u czasu aby cofn\u0105\u0107 si\u0119 w czasie i kiedy to nast\u0105pi je\u015bli jest to mo\u017cliwe?<\/a><\/p>\n

13.05.2020:<\/i>
\n106. Czy obiekt o pewnej masie b\u0119dzie oddzia\u0142ywa\u0142 na inne obiekty z inn\u0105 si\u0142\u0105 grawitacyjn\u0105 gdy jego obj\u0119to\u015b\u0107 b\u0119dziemy zmniejsza\u0107?
\nKonkretnie interesuje mnie odpowied\u017a na pytanie, czy “droga mleczna” i M101 b\u0119d\u0105 tak samo na siebie oddzia\u0142ywa\u0107
\n1 – w stanie jakim s\u0105 obecnie
\n2 – w przypadku gdyby obie galaktyki sta\u0142yby si\u0119 czarnymi dziurami (poch\u0142on\u0119\u0142y wszystko w swoim lokalnym otoczeniu.).
\nJe\u017celi tak to jakiego rz\u0119du s\u0105 to wielko\u015bci?<\/a><\/p>\n

08.05.2020:<\/i>
\n105. Dlaczego Mars jest najja\u015bniejszy wtedy gdy znajduje si\u0119 180(stopni) od S\u0142o\u0144ca?<\/a><\/p>\n

06.05.2020:<\/i>
\n104. Zastanawiam si\u0119, czy dwie kr\u0105\u017c\u0105ce wok\u00f3\u0142 siebie czarne dziury, bli\u017aniaczo podobne, mog\u0142y by poprzez oddzia\u0142ywanie na siebie, podkrada\u0107 sobie materi\u0119 (lub j\u0105 emitowa\u0107 do przestrzeni), lub wzajemnie si\u0119 unicestwi\u0107, eksploduj\u0105c materi\u0119 w przestrze\u0144 (taki nowy “Wielki Wybuch”)? Czy takie teorie by\u0142y opisywane lub analizowane przez fizyk\u00f3w?<\/a><\/p>\n

30.03.2020:<\/i>
\n103. Witam, fizyka zajmuje si\u0119 tylko hobbystycznie i nie jestem bardzo dobry w tym temacie, ale od kilku dni nurtuje mnie takie pytanie, czy je\u015bli hipoteza wielkiego kolapsu by\u0142aby prawdziwa, to oznacza\u0142oby \u017ce przez bardzo kr\u00f3tki czas wszech\u015bwiat by\u0142by statyczny? Tzn. rozszerzanie wszech\u015bwiata zwalnia\u0142oby a przez moment zanim zacz\u0105\u0142by si\u0119 kurczy\u0107 musia\u0142by nie zachodzi\u0107 ruch w \u017cadn\u0105 ze stron. Oczywi\u015bcie wiem, ze to tylko hipoteza i to nie najprawdopodobniejsza, ale jednak ciekawi mnie to czysto teoretycznie. Wiem ze niekt\u00f3re z r\u00f3wna\u0144 Einsteina dzia\u0142aj\u0105 tylko w niestatycznym wszech\u015bwiecie, wiec czy przez t\u0105 kr\u00f3tka chwile one by si\u0119 za\u0142amywa\u0142y?<\/a><\/p>\n

10.12.2019:<\/i>
\n102. Od pewnego czasu interesuj\u0119 si\u0119 tematyk\u0105 barw \u015bwiat\u0142a. Szukaj\u0105c odpowiedzi na nurtuj\u0105ce mnie pytania natrafi\u0142em na Pa\u0144stwa stron\u0119. Chcia\u0142bym uprzejmie zapyta\u0107 o pewn\u0105 kwesti\u0119. Czerwony przedmiot poch\u0142onie zielony i niebieski komponent \u015bwiat\u0142a bia\u0142ego. Chcia\u0142bym dowiedzie\u0107 si\u0119 co w tym czasie dzieje si\u0119 z pozosta\u0142ymi barwami \u015bwiat\u0142a padaj\u0105cymi na przedmiot (barw\u0105 \u017c\u00f3\u0142t\u0105, pomara\u0144czow\u0105 i fioletow\u0105)?<\/a><\/p>\n

12.10.2019:<\/i>
\n101. Czy roz\u0142o\u017cenie \u0142adunku na tratwie wp\u0142ywa na zanurzenie tratwy? Je\u015bli na tratwie roz\u0142o\u017cymy \u0142adunek b\u0119dziemy wstanie na niej przetransportowa\u0107 wi\u0119cej kg \u0142adunku? Przyk\u0142adowo mamy \u0142adunek 600 kg na \u015brodku tratwy. A w 2 sytuacji mamy ten sam \u0142adunek roz\u0142o\u017cony na ca\u0142ej tratwie na 6 cz\u0119\u015bci po 100 kg.<\/a><\/p>\n

12.06.2019:<\/i>
\n100. 1. W jaki spos\u00f3b formalizm og\u00f3lnej teorii wzgl\u0119dno\u015bci wyja\u015bnia efekt ci\u0119\u017caru planet i cia\u0142 spoczywaj\u0105cych na nich poruszaj\u0105cych si\u0119 w czasoprzestrzeni?
\n2. Co to jest grawitacja w\u0142asna planet spajaj\u0105ca je podczas orbitowania w czasoprzestrzeni i chroni\u0105ca przed rozpadem?<\/a><\/p>\n

04.11.2018:<\/i>
\n99. Skoro mas\u0119 mo\u017cna zamieni\u0107 na energi\u0119 zgodnie ze wzorem E=mc2<\/sup> to czy energia r\u00f3wnie\u017c powoduje grawitacj\u0119?<\/a><\/p>\n

30.09.2018:<\/i>
\n98. Co by si\u0119 sta\u0142o gdyby po\u0142o\u017cy\u0107 delikatnie na ziemi\u0119 “\u0142y\u017ceczk\u0119” gwiazdy neutronowej (oko\u0142o 6 miliard\u00f3w ton)? Zapad\u0142aby si\u0119 do samego j\u0105dra Ziemi? Jak wygl\u0105da\u0142by krajobraz w pobli\u017cu tak wielkiego ci\u0119\u017caru skompresowanego do tak ma\u0142ej wielko\u015bci?<\/a><\/p>\n

29.08.2018:<\/i>
\n97. W polu elektrycznym jest zale\u017cno\u015b\u0107 E=-(gradient) V (nat\u0119\u017cenie jest r\u00f3wne minus gradientowi potencja\u0142u). Czy taka sama zale\u017cno\u015b\u0107 zachodzi r\u00f3wnie\u017c w polu grawitacyjnym?<\/a><\/p>\n

28.06.2018:<\/i>
\n96d. Dzi\u0119kuj\u0119 za odpowied\u017a na moje poprzednie pytania ale chcia\u0142bym jeszcze dopyta\u0107 o co\u015b bardziej istotnego poniewa\u017c ci\u0105gle si\u0119 dokszta\u0142cam. Prosz\u0119 o wyja\u015bnienie zjawiska fiz. przesy\u0142ania pr\u0105du obwodami elektrycznymi. Podczas przesy\u0142u pr\u0105du przewodem elektrycznym zasilanym generatorem, akumulatorem zachodz\u0105 w przewodzie dwa zasadnicze zjawiska fizyczne:
\n1. na skutek wytworzenia r\u00f3\u017cnicy potencja\u0142\u00f3w pomi\u0119dzy pocz\u0105tkiem i ko\u0144cem obwodu za pomoc\u0105 generatora lub baterii w przewodzie powstaje pole magnetyczne przy pr\u0105dzie sta\u0142ym i elektromagnetyczne przy pr\u0105dzie zmiennym, kt\u00f3re wywo\u0142uje uporz\u0105dkowany ruch elektron\u00f3w swobodnych na skutek si\u0142y Lorentza F=qxE wyst\u0119puj\u0105cej pomi\u0119dzy \u0142adunkami elektron\u00f3w i przez to p\u0142yni\u0119cie pr\u0105du. Elektrony poruszaj\u0105 si\u0119 z pr\u0119dko\u015bci\u0105 0,16 mm\/s.
\n2. elektrony swobodne podczas ruchu wytwarzaj\u0105 zmienne pole elektromagnetyczne, kt\u00f3re rozprzestrzenia si\u0119 w przewodzie w postaci fali e.m, kt\u00f3ra pobudza z pr\u0119dko\u015bci\u0105 zbli\u017con\u0105 do pr\u0119dko\u015bci \u015bwiat\u0142a wszystkie elektrony swobodne w ca\u0142ym obwodzie el. przez co pr\u0105d p\u0142ynie w nim natychmiast. Przew\u00f3d (obw\u00f3d) stanowi jedynie pas transmisyjny do przenoszenia energii elektrycznej o odp. parametrach (U, I) wytworzonych w \u017ar\u00f3dle czyli generatorze lub baterii.
\nPytania:
\n– Jaki wp\u0142yw na przep\u0142yw energii (wytworzonej w generatorze) maj\u0105 wolno poruszaj\u0105ce si\u0119 elektrony swobodne nios\u0105ce \u0142adunki a jaki pole e.m. w postaci fali e-m. wytworzone przez ww,elektrony? Mo\u017ce energi\u0119 przenosi tylko fala e-m.?
\n– Czy zadaniem ruchu elektron\u00f3w swobodnych w obwodzie jest tylko wytworzenie fali e-m. aby pobudzi\u0107 do ruchu pozosta\u0142e w ww. obwodzie?
\n– Od czego zale\u017cy moc przenoszonej energii w obwodzie?
\n– Czy zadaniem generatora pr\u0105du ,baterii jest zainicjowanie na kr\u00f3tkim odcinku obwodu el. ruchu elektron\u00f3w i fali e-m. pobudzaj\u0105cej do ruchu pozosta\u0142e elektrony ww. obwodu?<\/a><\/p>\n

23.06.2018:<\/i>
\n96c. Jeszcze raz przepraszam za cz\u0119ste pytania ale rodz\u0105 si\u0119 one na bie\u017c\u0105co. To pytanie jest uzupe\u0142nieniem poprzedniego. Bardzo prosz\u0119 o konsultacj\u0119 i uszczeg\u00f3\u0142owienie mojego wywodu.
\n– Do pracy urz\u0105dzenia elektrycznego (\u017car\u00f3wka, \u017celazko, silnik itp.) nie jest istotne czy elektrony w przewodzie elektrycznym p\u0142yn\u0105 uporz\u0105dkowanie w jednym kierunku (pr\u0105d sta\u0142y) czy drgaj\u0105 w miejscu (pr\u0105d przemienny). Istotne jest aby pobudzi\u0107 swobodne elektrony do ruchu co powoduje wytworzenie w przewodzie fali E-M rozprzestrzeniaj\u0105cej si\u0119 z pr\u0119dko\u015bci\u0105 ok. v=(0,6-0,7)c, c= pr\u0119dko\u015b\u0107 \u015bwiat\u0142a w pr\u00f3\u017cni. Lapidarnie mo\u017cna powiedzie\u0107, \u017ce pr\u0105d to nie jak podaj\u0105 podr\u0119czniki uporz\u0105dkowany ruch elektron\u00f3w lecz rozprzestrzeniaj\u0105ca si\u0119 w przewodzie fala E-M nios\u0105ca energi\u0119 i biegn\u0105ca od potencja\u0142u napi\u0119cia wy\u017cszego do ni\u017cszego wywo\u0142ana ruchem swobodnych elektron\u00f3w na skutek przy\u0142o\u017cenia do obwodu napi\u0119cia. Energia fali E-M powoduje \u015bwiecenie \u017car\u00f3wki bo oddzia\u0142uje z sieci\u0105 krystaliczn\u0105 materia\u0142u \u017carnika wytwarzaj\u0105c ciep\u0142o i \u015bwiat\u0142o.W silniku natomiast fala E-M w uzwojeniu stojana na skutek drga\u0144 elektron\u00f3w (pr\u0105d przemienny) wywo\u0142uje si\u0142\u0119 elektromotoryczn\u0105 obracaj\u0105c\u0105 wirnik.<\/a><\/p>\n

22.06.2018:<\/i>
\n96b. Bardzo dzi\u0119kuj\u0119 za szybk\u0105 i zrozumia\u0142\u0105 odpowied\u017a na temat pr\u0105du przemiennego. Z odpowiedzi wynika, \u017ce aby np. \u017car\u00f3wka \u015bwieci\u0142a nie wystarczy przep\u0142yw elektron\u00f3w przez \u017carnik \u017car\u00f3wki lecz istotna jest praca wykonywana przez elektrony. Bardzo bym prosi\u0142 o dok\u0142adniejsze rozwini\u0119cie tego zagadnienia i poparcie wzorami ze wzgl\u0119du na jego wa\u017cno\u015b\u0107 w \u017cyciu codziennym i braku informacji w podr\u0119cznikach.<\/a><\/p>\n

22.06.2018:<\/i>
\n96a. Aby jakie\u015b urz\u0105dzenie elektryczne dzia\u0142a\u0142o np. \u017car\u00f3wka, \u017celazko, silnik musi przez nie p\u0142yn\u0105\u0107 pr\u0105d tj., uporz\u0105dkowany ruch elektron\u00f3w z bieguna o wy\u017cszym napi\u0119ciu do bieguna o ni\u017cszym napi\u0119ciu. Tak si\u0119 dzieje przy pr\u0105dzie sta\u0142ym. Przy pr\u0105dzie przemiennym elektrony poruszaj\u0105 si\u0119 na przemian w obu kierunkach w kr\u00f3tkich odst\u0119pach czasu co mo\u017cna por\u00f3wna\u0107 do ich drgania w miejscu. Dlaczego mimo braku regularnego przep\u0142ywu elektron\u00f3w w przewodzie \u017car\u00f3wka \u015bwieci a urz\u0105dzenia elektryczne dzia\u0142aj\u0105. Pytanie jest b\u0142ahe ale w \u017cadnym podr\u0119czniku fizyki nie jest to dok\u0142adnie wyja\u015bnione.<\/a><\/p>\n

12.05.2018:<\/i>
\n95. Od jakiego\u015b czasu zastanawiam si\u0119, co by si\u0119 sta\u0142o gdybym do kuli, kt\u00f3rej \u015bciany pokryte by\u0142yby materia\u0142em odbijaj\u0105cym \u015bwiat\u0142o (co\u015b jak s\u0142oneczny \u017cagiel, albo inne super lustro) wsadzi\u0142 diod\u0119 emituj\u0105c\u0105 \u015bwiat\u0142o i szczelnie zamkn\u0105\u0142 wszystkie wyj\u015bcia. Niech za przyk\u0142ad pos\u0142u\u017cy \u015bwi\u0105teczna bombka. W \u015brodku jest lustrem w ka\u017cdym kierunku. Czy w takiej kuli \u015bwiat\u0142o odbija\u0142oby si\u0119 w niesko\u0144czono\u015b\u0107, czy mo\u017ce fale z czasem nak\u0142ada\u0142yby si\u0119 na siebie i wygasza\u0142y, a mo\u017ce nazbiera\u0142bym ogromn\u0105 ilo\u015b\u0107 \u015bwiat\u0142a, kt\u00f3r\u0105 po zamienieniu diody w np ogniwo fotowoltaiczne m\u00f3g\u0142bym odzyska\u0107 energi\u0119? Skoro \u015bwiat\u0142o nic nie wa\u017cy to czy m\u00f3g\u0142bym tworzy\u0107 superlekkie akumulatory z\u0142o\u017cone z kulistego zwierciad\u0142a i ogniwa fotowoltaicznego? Czy mo\u017cliwe jest przetrzymywanie \u015bwiat\u0142a w niesko\u0144czono\u015b\u0107, czy te\u017c traci one swoj\u0105 energi\u0119 w takich warunkach?<\/a><\/p>\n

12.03.2018:<\/i>
\n94b. Serdecznie dzi\u0119kuj\u0119 za odpowied\u017a. Wci\u0105\u017c jednak ciekawi mnie z jak\u0105 pr\u0119dko\u015bci\u0105 astronauta wpad\u0142by do czarnej dziury gdyby nalatywa\u0142 w jej kierunku po linii prostej z – teoretycznie – niesko\u0144czono\u015bci? Czyli jak\u0105 mia\u0142by pr\u0119dko\u015b\u0107 w chwili przekraczania horyzontu zdarze\u0144, kt\u00f3ry, o ile dobrze rozumiem, jest granic\u0105 po przekroczeniu kt\u00f3rej nie mia\u0142by mo\u017cliwo\u015bci powrotu bez wzgl\u0119du na to, jakimi silnikami dysponowa\u0142by. Oraz, czy przekroczywszy \u00f3w horyzont nadal przy\u015bpiesza\u0142by w kierunku j\u0105dra, czy te\u017c \u015brodka czarnej dziury? Z g\u00f3ry dzi\u0119kuj\u0119 za odpowied\u017a.<\/a><\/p>\n

11.03.2018:<\/i>
\n94a. Interesuje mnie nast\u0119puj\u0105cy problem: Spotka\u0142em si\u0119 z opisem zjawiska tzw. spaghettizacji, czyli wyd\u0142u\u017cania si\u0119 obiektu – najcz\u0119\u015bciej by\u0142 to kosmonauta – wpadaj\u0105cego do czarnej dziury. Opis by\u0142 nast\u0119puj\u0105cy: Poniewa\u017c wpada on nogami, albo g\u0142ow\u0105 do czarnej dziury, w wyniku coraz wi\u0119kszej si\u0142y grawitacji dochodzi do rozci\u0105gania nieszcz\u0119\u015bnika. Zmiana nat\u0119\u017cenia pola grawitacyjnego staje si\u0119 tak ogromna, \u017ce zaczyna si\u0119 on rozci\u0105ga\u0107 do postaci spaghetti. To rozumiem. Ale, z drugiej strony, taki kosmonauta doznaje tak\u017ce przy\u015bpieszenia. Jego pr\u0119dko\u015b\u0107 gwa\u0142townie ro\u015bnie, a w zwi\u0105zku z tym powinien ulega\u0107 relatywistycznemu skr\u00f3ceniu, co powinno przeciwdzia\u0142a\u0107 owej spaghetizacji. Niestety, nie potrafi\u0119 skorzysta\u0107 z odpowiednich wzor\u00f3w matematycznych opisuj\u0105cych te zjawiska. Dlatego zwracam si\u0119 z pro\u015bb\u0105 o wyja\u015bnienie w jakim stopniu – i czy w og\u00f3le – znosz\u0105 si\u0119 one wzajemnie.<\/a><\/p>\n

11.03.2018:<\/i>
\n93. Czy poziom Fermiego w p\u00f3\u0142przewodniku typu n le\u017cy powy\u017cej poziomu donorowego czy poni\u017cej? To samo pytanie w odniesieniu p\u00f3\u0142przewodnika typu p – poni\u017cej czy powy\u017cej poziomu akceptorowego? W r\u00f3\u017cnych opracowaniach jest r\u00f3\u017cnie. St\u0105d moje pytanie.<\/a><\/p>\n

10.02.2018:<\/i>
\n92. Cz\u0119sto w filmach sf statek kosmiczny w kszta\u0142cie walca, torusa wprawiony jest w ruch wirowy by kosmonauci wewn\u0105trz doznali “ci\u0105\u017cenia” i mogli chodzi\u0107 po wewn\u0119trznej \u015bcianie walca wykorzystuj\u0105c si\u0142\u0119 od\u015brodkow\u0105.
\nPowsta\u0142 sp\u00f3r:
\n– stanowisko 1 – jest to filmowa bzdura – walec i osobnik wewn\u0105trz s\u0105 cia\u0142ami niezale\u017cnymi i wprawienie ka\u017cdego z nich w ruch nie oddzia\u0142uje na drugie. Osobnik musia\u0142 by by\u0107 przytwierdzony do walca.
\n– stanowisko 2 – jest to realne, wprawienie walca w ruch wirowy powoduje powstanie “ci\u0105\u017cenia” i osoby wewn\u0105trz mog\u0105 porusza\u0107 si\u0119 po \u015bcianach walca. Przyk\u0142adem pionowa wir\u00f3wka.
\nUprzejmie prosz\u0119 o odpowiedz z kr\u00f3tkim uzasadnienie kt\u00f3re stanowisko jest prawid\u0142owe.<\/a><\/p>\n

20.01.2018:<\/i>
\n91. Moja nauczycielka powiedzia\u0142a w szkole \u017ce fotony nie maj\u0105 masy. Lecz wszystko co ma energie powinno mie\u0107 mas\u0119. Jak z tym w ko\u0144cu jest?
\nMam r\u00f3wnie\u017c pytanie odno\u015bnie pr\u0119dko\u015bci \u015bwiat\u0142a: Czy mo\u017cliwe jest spowolnienie foton\u00f3w?<\/a><\/p>\n

11.12.2017:<\/i>
\n90. Sk\u0105d bierze si\u0119 \u0142adunek elektronu i jak zachowuje si\u0119 \u0142adunek w funkcji pr\u0119dko\u015bci?<\/a><\/p>\n

15.11.2017:<\/i>
\n89. Jestem emerytowanym nauczycielem fizyki. W moich dociekaniach z fizyki napotka\u0142em na pewne trudno\u015bci i w\u0105tpliwo\u015bci. Prosz\u0119 o pomoc mo\u017cliwie wyczerpuj\u0105c\u0105 poprzez odpowiednie rysunki i r\u00f3wnania finalne. Oto kilka pyta\u0144 wa\u017cnych dla mnie:
\n1. Jak wygl\u0105da struktura fali fotonu wypromieniowanej poprzez pojedynczy akt emisji atomu?. Uwa\u017ca si\u0119, \u017ce jest to fala kulista. Czy jest ona zbli\u017cona w przekroju do sinusoidy?
\n2. Fala elektromagnetyczna rozchodzi si\u0119 w przestrzeni, w kt\u00f3rej brak jest (praktycznie) materii, a jedynie istnieje pole elektromagnetyczne. Czy to pole nale\u017cy traktowa\u0107 jak o\u015brodek, w kt\u00f3rym rozchodzi si\u0119 fala? Je\u015bli tak, to jakie tu b\u0119d\u0105 przenikalno\u015bci elektryczne i magnetyczne? Jaki b\u0119dzie op\u00f3r falowy w tym o\u015brodku? Czy fala przechodz\u0105c przez taki o\u015brodek zachowa sw\u0105 \u201eautonomi\u0119\u201d i wyjdzie z niego niezmieniona?
\n3. Je\u017celi fala dojdzie do granicy tego pola w postaci p\u0142askiej \u015bciany, to czy odbije si\u0119 cz\u0119\u015bciowo wstecz, czy przejdzie za\u0142amuj\u0105c si\u0119? Jaki ewentualnie b\u0119dzie wsp\u00f3\u0142czynnik za\u0142amania?
\n4. Za\u0142\u00f3\u017cmy, \u017ce mamy kulist\u0105 wydr\u0105\u017con\u0105 wn\u0119k\u0119 rezonansow\u0105 dla pola elektromagnetycznego. Jaki jest uk\u0142ad linii p\u00f3l E i B w tej wn\u0119ce? Jakie s\u0105 zwory na cz\u0119stotliwo\u015bci rezonansowe we wn\u0119ce?
\n5. Je\u017celi (teoretycznie) mamy kuliste pole elektryczne o sko\u0144czonych wymiarach, to czy mo\u017ce by\u0107 to wn\u0119k\u0105 rezonansow\u0105 elektromagnetycznego pola? Prosz\u0119 o ewentualne wzory. Czy \u015bciany takiej wn\u0119ki odbijaj\u0105 pole elektromagnetyczne?<\/a><\/p>\n

20.10.2017:<\/i>
\n88. Czy mo\u017cna wywo\u0142a\u0107 rezonans obiektu poprzez wyemitowanie w jego kierunku fali elektromagnetycznej (lub innej) o cz\u0119stotliwo\u015bci identycznej jak jego fala de Broglie’a? Jakie b\u0119d\u0105 skutki tego rezonansu? Czy energia fotonu nie b\u0119dzie astronomicznie wysoka? Czy d\u0142ugo\u015b\u0107 fali nie b\u0119dzie poni\u017cej d\u0142ugo\u015bci Plancka? Czy je\u015bli to zjawisko rzeczywi\u015bcie wyst\u0105pi, czy mo\u017ce mie\u0107 zastosowanie praktyczne (na przyk\u0142ad niszczenie obiekt\u00f3w)?<\/a><\/p>\n

10.10.2017:<\/i>
\n87. Mam pytanie odno\u015bnie ci\u015bnienia powietrza i pr\u0119dko\u015bci przep\u0142ywu powietrza w spr\u0119\u017carkach.
\nProsz\u0119 o wyja\u015bnienie czy je\u015bli zamkniemy obieg powietrza w odkurzaczu:
\n\u2013 ci\u015bnienie ssawne Ps wyr\u00f3wna si\u0119 z ci\u015bnieniem t\u0142ocznym Pt i odkurzacz straci moc ss\u0105c\u0105?
\n\u2013 zwi\u0119kszy si\u0119 pr\u0119dko\u015b\u0107 przep\u0142ywu powietrza?
\n\u2013 czy tez mo\u017ce energia kinetyczna ci\u015bnienia t\u0142ocznego Pt zwi\u0119kszy si\u0142\u0119 ssania ci\u015bnienia Ps?<\/a><\/p>\n

28.07.2017:<\/i>
\n86. Dzi\u0119kuj\u0119 za po\u015bwi\u0119cenie mi chwili czasu. Nie chcia\u0142bym pana zam\u0119cza\u0107 moimi problemami, ale chodzi\u0142o mi o co\u015b innego. Zapewne wina le\u017cy po mojej stronie bo \u017ale sformu\u0142owa\u0142em pytanie, ale to wynika raczej ze wstydu co do rozmiaru mojej niewiedzy. Zawsze usi\u0142owa\u0142em sam rozwi\u0105za\u0107 swoje problemy, a tym razem poszed\u0142em \u201ena skr\u00f3ty\u201d.
\nWi\u0119c, je\u017celi ma pan dla mnie cierpliwo\u015b\u0107, jeszcze raz:
\nWymy\u015bli\u0142em 3 warianty odpowiedzi z kt\u00f3rych \u017cadna mi nie odpowiada, dlatego te\u017c potrzebuj\u0119 pomocy specjalisty:
\n1 \u2013 foton \u201eleci\u201d jak pocisk i detektor musi by\u0107 umieszczony dok\u0142adnie na linii \u201estrza\u0142u\u201d czyli w jednym konkretnym miejscu.
\n2- fala elektromagnetyczna wywo\u0142ana emisj\u0105 1 fotonu tworzy sfer\u0119 o \u015brednicy 1 miliona lat \u015bwietlnych, to gdzie jest ten nieszcz\u0119sny foton? I gdzie umie\u015bci\u0107 detektor? W dowolnym miejscu sfery?
\n3- Po\u0142o\u017cenie fotonu jest przypadkowe, w granicach tej sfery i w zasadzie nie ma mo\u017cliwo\u015bci wykrycia go?
\nA na koniec pytanie dodatkowe: To co si\u0119 stanie z t\u0105 fal\u0105 jak ju\u017c go jakim\u015b cudem wykryjemy?<\/a><\/p>\n

27.07.2017:<\/i>
\n85. Je\u017celi wyemitujemy w przestrzeni kosmicznej dok\u0142adnie 1 foton, to gdzie on b\u0119dzie np. za 1 milion lat? Jakby\u015bmy mieli detektor kt\u00f3ry m\u00f3g\u0142by go pochwyci\u0107, to gdzie powinien by\u0107 umieszczony?<\/a><\/p>\n

21.03.2017:<\/i>
\n84. Chcia\u0142abym zapyta\u0107 o prawo Brewstera. W tre\u015bci tego prawa chodzi o odbicie od dielektryka, tymczasem okulary z filtrem polaryzacyjnym maj\u0105 za zadanie wygasza\u0107 niepo\u017c\u0105dane odbicia np. od powierzchni wody.
\nWoda, kt\u00f3ra nie jest destylowana, nie jest dielektrykiem przecie\u017c. W zbiorach zada\u0144 te\u017c s\u0105 zadania, w tre\u015bci kt\u00f3rych chodzi o zastosowanie prawa Brewstera przy odbiciu \u015bwiat\u0142a np. od tafli jeziora. Prosz\u0119 o wyja\u015bnienie jak to jest z tym prawem Brewstera i wod\u0105.<\/a><\/p>\n

15.02.2017:<\/i>
\n83. Jeszcze raz bardzo dzi\u0119kuj\u0119 za odpowied\u017a na moje pytanie o polu magnetycznym ale chcia\u0142bym prosi\u0107 o uzupe\u0142nienie bo w dalszym ci\u0105gu mam niejasno\u015b\u0107 i zadam pytanie w inny spos\u00f3b.
\n\u201dCzym w\u0142a\u015bciwie jest pole magnetyczne a konkretnie co w\u0142a\u015bciwie jest no\u015bnikiem tego pola? Przecie\u017c sama przestrze\u0144 w magiczny spos\u00f3b tego pola nie przenosi a oddzia\u0142ywanie nie mog\u0105 by\u0107 na odleg\u0142o\u015b\u0107. Wyczyta\u0142em, \u017ce zgodnie z obecn\u0105 wiedz\u0105 fizyk\u00f3w, ka\u017cde oddzia\u0142ywanie, ka\u017cde pole, przenoszone jest przez jakie\u015b cz\u0105stki. I to w\u0142a\u015bnie te cz\u0105stki s\u0105 informacj\u0105 dla wszystkich dooko\u0142a \u017ce jest pole. Ka\u017cde oddzia\u0142ywanie (pole) ma swoje cz\u0105stki. Pole magnetyczne jest cz\u0119\u015bci\u0105 sk\u0142adow\u0105 pola elektromagnetycznego i jest przenoszone przez fotony. Z tym \u017ce sprawa jest skomplikowana bo wyst\u0119puje co\u015b takiego jak fotony wirtualne. Ka\u017cdy atom ma moment magnetyczny wywo\u0142ywany przez poruszaj\u0105ce si\u0119 elektrony i cz\u0105stki j\u0105dra. Elektrony przyjmuj\u0105 i oddaj\u0105 w przestrze\u0144 fotony. Mo\u017cna sobie wyobrazi\u0107 \u017ce wok\u00f3\u0142 magnesu jest chmura wirtualnych foton\u00f3w i to w\u0142a\u015bnie ta chmura jest polem magnetycznym. To w\u0142a\u015bnie te fotony reaguj\u0105 z obiektami w okolicy i st\u0105d bierze si\u0119 si\u0142a magnetyczna(ci\u015bnienie kwantowe, efekt Casimira). Jak to dok\u0142adnie przebiega to nie wiem i bardzo bym prosi\u0142 o wyja\u015bnienie tego zjawiska zar\u00f3wno dla magnes\u00f3w trwa\u0142ych jak i elektromagnes\u00f3w\u201d. Zdaj\u0119 sobie spraw\u0119 ,\u017ce takie zjawisko mo\u017cna dog\u0142\u0119bnie wyja\u015bni\u0107 przy pomocy kwantowej teorii pola.<\/a><\/p>\n

13.02.2017:<\/i>
\n82. Bardzo dzi\u0119kuj\u0119 za odpowied\u017a na poprzednie pytanie z dn. 05.12.2016r. na temat pola magnetycznego i mechanizmu powstawanie si\u0142 magnetycznych przyci\u0105gaj\u0105cych i odpychaj\u0105cych w tym polu. Niestety Pana odpowiedzi nie rozumiem i dlatego bardzo prosz\u0119 o \u0142atwiejsze wyt\u0142umaczenie tego zjawiska. Inaczej m\u00f3wi\u0105c dlaczego gdy zbli\u017camy przedmiot stalowy do magnesu trwa\u0142ego to jest on przez pole magnetyczne przyci\u0105gany lub odpychany i co dzieje si\u0119 w tym polu, \u017ce powstaj\u0105 ww. si\u0142y.<\/a><\/p>\n

22.01.2017:<\/i>
\n81. Do dzi\u015b nie jest rozwi\u0105zany grawitacyjny problem n cia\u0142. Rozumiem, \u017ce nie da si\u0119 opisa\u0107 za pomoc\u0105 r\u00f3wna\u0144 grawitacyjnych zachowania uk\u0142adu np. Ksi\u0119\u017cyca, Ziemi i S\u0142o\u0144ca. Czy zatem og\u00f3lna teoria wzgl\u0119dno\u015bci t\u0142umaczy ten fenomen?<\/a><\/p>\n

05.12.2016:<\/i>
\n80. Pomi\u0119dzy biegunami magnes\u00f3w w przestrzeni pola magnetycznego zmagazynowana jest pewna energia. Z czego sk\u0142ada si\u0119 ta energia i dlaczego wywo\u0142uje powstawanie si\u0142, przyci\u0105gaj\u0105cych i odpychaj\u0105cych? Czy przestrze\u0144 pola magnetycznego i elektrycznego sk\u0142ada si\u0119 z cz\u0105stek elementarnych, kt\u00f3re wywo\u0142uj\u0105 si\u0142y przyci\u0105gaj\u0105ce i odpychaj\u0105ce i jaki jest to mechanizm?<\/a><\/p>\n

16.11.2016:<\/i>
\n79. Je\u015bli dzisiaj jest zero stopni, a jutro ma by\u0107 dwa razy zimniej, to ile stopni b\u0119dzie jutro? Pewnie proste dla pa\u0144stwa\u2026<\/a><\/p>\n

05.02.2016:<\/i>
\n78. Czy jest mo\u017cliwe by dwa r\u00f3\u017cne pierwiastki mia\u0142y jednakowe widma?<\/a><\/p>\n

18.01.2016:<\/i>
\n77. Czym si\u0119 r\u00f3\u017cni materia od antymaterii?<\/a><\/p>\n

14.01.2016:<\/i>
\n76. Jakie s\u0105 uznawane przez fizyk\u00f3w definicje i opisy matematyczne fali i cz\u0105stki, kt\u00f3re odnosz\u0105 si\u0119 do istoty zjawisk fizycznych? Chcia\u0142bym si\u0119 dowiedzie\u0107, chocia\u017cby w skr\u00f3cie, jakie mo\u017cna mie\u0107 wyobra\u017cenie cz\u0105stki, fali i np. \u015bwiat\u0142a.<\/a><\/p>\n

07.01.2016:<\/i>
\n75. Moje pytanie jest proste. Prosz\u0119 odpowiedzie\u0107 jak to si\u0119 dzieje \u017ce sztuczne satelity, kt\u00f3re rzekomo kr\u0105\u017c\u0105 na orbicie oko\u0142o ziemskiej i s\u0105 poza atmosfer\u0105 Ziemi, nie oddalaj\u0105 si\u0119 od Ziemi skoro Ziemia wykonuj\u0105c ruch obiegowy wok\u00f3\u0142 S\u0142o\u0144ca porusza si\u0119 z pr\u0119dko\u015bci\u0105 ponad 107 tys. km\/h.<\/a><\/p>\n

04.12.2015:<\/i>
\n74. Ile wed\u0142ug obecnej wiedzy lat ma Ziemia i czy datowanie izotopowe jest wiarygodne?<\/a><\/p>\n

15.11.2015:<\/i>
\n73. Jak wygl\u0105da\u0142by optymalny cz\u0142owiek na planecie na kt\u00f3rej przyspieszenie grawitacyjne wynosi\u0142oby 0,6 g?<\/a><\/p>\n

09.11.2015:<\/i>
\n72. W przypadku interferencji gdy mamy dwie fale kt\u00f3re wzajemnie si\u0119 wygaszaj\u0105, co dzieje si\u0119 z energi\u0105, je\u015bli jest ona proporcjonalna do kwadratu amplitudy, czy ona zanika? Czy w takim wypadku zasada zachowania energii jest naruszona?<\/a><\/p>\n

08.11.2015:<\/i>
\n71. Czy spl\u0105tanie kwantowe to zjawisko dowiedzione? Czy mog\u0119 prosi\u0107 o wskazanie ewentualnych bada\u0144 b\u0105d\u017a pracy naukowej, kt\u00f3ra opisuje obecny stan wiedzy na temat tego zjawiska i jego prawdziwo\u015bci?<\/a><\/p>\n

13.10.2015:<\/i>
\n70. Czy elektron ma wewn\u0119trzn\u0105 budow\u0119? Zdarzy\u0142o mi si\u0119 dzisiaj dyskutowa\u0107 na ten temat, m\u00f3j rozm\u00f3wca twierdzi\u0142, \u017ce tak jak protony i neutrina r\u00f3wnie\u017c elektrony sk\u0142adaj\u0105 si\u0119 z kwark\u00f3w. Czy to prawda czy jednak jest on cz\u0105stk\u0105 elementarn\u0105?<\/a><\/p>\n

11.10.2015:<\/i>
\n69. Mam do\u015b\u0107 niewielkie poj\u0119cie o fizyce w og\u00f3le lecz bardzo intryguje mnie mechanika kwantowa. Czy mog\u0105 Pa\u0144stwo poleci\u0107 mi lektury, z kt\u00f3rymi warto si\u0119 zapozna\u0107, a kt\u00f3re przybli\u017c\u0105 laikowi problematyk\u0119 tego zagadnienia oraz przedstawi\u0105 w jaki spos\u00f3b odnosi si\u0119 to do prawdziwej natury rzeczywisto\u015bci?<\/a><\/p>\n

13.09.2015:<\/i>
\n68. Mam pytanie o pr\u0119dko\u015b\u0107 grawitacji tzn. czy istnieje taka wielko\u015b\u0107 fizyczna i ewentualnie jaka jest jej warto\u015b\u0107? Za\u0142\u00f3\u017cmy i\u017c rozpatrujemy uk\u0142ad fizyczny S\u0142o\u0144ce – Ziemia. Je\u017celi hipotetycznie zabierzemy S\u0142o\u0144ce z tego uk\u0142adu to \u015bwiat\u0142o s\u0142o\u0144ca zniknie po ok. 7 minutach, a co z grawitacj\u0105? Zniknie r\u00f3wnie\u017c po ok. 7 minutach?<\/a><\/p>\n

10.09.2015:<\/i>
\n67. Obw\u00f3d Ziemi na r\u00f3wniku to oko\u0142o 40000km. Je\u017celi w ci\u0105gu doby wykonuje pe\u0142en obr\u00f3t to na r\u00f3wniku jej pr\u0119dko\u015b\u0107 to 1666 km\/h. Wystarczy\u0142oby si\u0119 unie\u015b\u0107 ponad ziemi\u0119 helikopterem i zaczeka\u0107 godzink\u0119, a byliby\u015bmy 1666km dalej. Dlaczego tak nie jest? To samo pytanie: je\u015bli lecimy samolotem w kierunkach W-E i E-W, czy to \u017ce ziemia porusza si\u0119 pod samolotem ma znaczenie dla czasu przelotu?<\/a><\/p>\n

7.09.2015:<\/i>
\n66. Czy mikrofal\u00f3wka mo\u017ce powodowa\u0107 nowotwory? Je\u015bli po otwarciu mikrofal\u00f3wki, \u015bwiat\u0142o pada jeszcze na posi\u0142ek, czy jest to bezpieczne dla osoby kt\u00f3ra j\u0105 otworzy\u0142a?<\/a><\/p>\n

19.06.2015:<\/i>
\n65. Mam pytanie dotycz\u0105ce stabilno\u015bci naszego Uk\u0142adu S\u0142onecznego. Czy jest mo\u017cliwe, \u017ce Merkury zostanie wyrzucony w kosmos jeszcze zanim nasze s\u0142o\u0144ce b\u0119dzie si\u0119 zamienia\u0107 w czerwonego olbrzyma? Dlaczego w takim razie na skutek grawitacji nie wpadnie on na s\u0142o\u0144ce? W jaki spos\u00f3b mo\u017cna wyliczy\u0107 za ile lat to b\u0119dzie i jak zmieni si\u0119 cho\u0107by klimat ziemi, d\u0142ugo\u015b\u0107 roku itp.? Czy Ziemia te\u017c zostanie “wybita” w kosmos?<\/a><\/p>\n

14.06.2015:<\/i>
\n64. Czym z punktu widzenia odkry\u0107 OGW i STW jest czas i czasoprzestrze\u0144? Co to znaczy w kontek\u015bcie samego czasu, \u017ce ma ona niezerow\u0105 krzywizn\u0119? Czy tera\u017aniejszo\u015b\u0107 jest szczeg\u00f3lnie wyr\u00f3\u017cniona wzgl\u0119dem przesz\u0142o\u015bci? Czy istnienie w tera\u017aniejszo\u015bci jest bardziej “realne” od istnienia w przesz\u0142o\u015bci?<\/a><\/p>\n

24.05.2015:<\/i>
\n63. Jakie znaczenie ma fizyka w motoryzacji? Czemu ona s\u0142u\u017cy? Czy bez niej da\u0142oby si\u0119 normalnie funkcjonowa\u0107?<\/a><\/p>\n

19.05.2015:<\/i>
\n62. Czy teoretycznie zapalaj\u0105c latark\u0119 na Ziemi (nie ma atmosfery) w kierunku Ksi\u0119\u017cyca mo\u017cna spodziewa\u0107 si\u0119 \u017ce zostanie on o\u015bwietlony? Co si\u0119 dzieje z wyemitowanym \u015bwiat\u0142em np. przez nasze S\u0142o\u0144ce gdy nie trafi teoretycznie na \u017cadn\u0105 przeszkod\u0119? Czy \u015bwiat\u0142o mo\u017ce samoistnie zanikn\u0105\u0107?<\/a><\/p>\n

14.04.2015:<\/i>
\n61. Co nap\u0119dza elektrony, \u017ce s\u0105 one w ruchu? Czy “wielki wybuch” ma co\u015b z tym wsp\u00f3lnego? Nie by\u0142o czego\u015b, a teraz jest? Co\u015b jak tik-tak-tik-tak. I czy jaka\u015b energia, kt\u00f3ra nap\u0119dza elektrony, mo\u017ce na tyle os\u0142abn\u0105\u0107 \u017ce przestanie na nie oddzia\u0142ywa\u0107 i to wszystko si\u0119 rozpadnie – zniknie, nast\u0105pi “wielki koniec”?<\/a><\/p>\n

26.02.2015:<\/i>
\n60. W ostatnich latach ukaza\u0142o si\u0119 kilka prac m\u00f3wi\u0105cych o tym ze nasz \u015bwiat to hologram\/projekcja realnego \u015bwiata, co pono\u0107 wi\u0105\u017ce si\u0119 z istnieniem grawitacji. By\u0142abym wdzi\u0119czna za proste wyja\u015bnienie w jaki spos\u00f3b istnienie grawitacji sugeruje mo\u017cliwo\u015b\u0107 \u017ce nasz \u015bwiat jest hologramem.<\/a><\/p>\n

31.10.2014:<\/i>
\n59. Wiem, \u017ce na granicy tkanek w organizmie a zw\u0142. przy implantach metalowych powstaj\u0105 pr\u0105dy wirowe Faucaulta, kt\u00f3re s\u0105 szkodliwe dla organizmu i mog\u0105 oparzy\u0107 tkanki. Doktor zastosowa\u0142 pacjentce, do tego w ci\u0105\u017cy, pr\u0105dy TENS na metalow\u0105 stabilizacj\u0119 kr\u0119gos\u0142upa z kilkoma \u015brubami (stabilizacja jako korekta skoliozy). Jak to zinterpretowa\u0107?
\nLekarz r\u00f3wnie\u017c zastosowa\u0142 ultrad\u017awi\u0119ki nad implantem metalowym. Czy to dopuszczalne? Czy przy implantach metalowych mo\u017cna w og\u00f3le stosowa\u0107 ultrad\u017awi\u0119ki?<\/a><\/p>\n

29.10.2014:<\/i>
\n58. Co si\u0119 dzieje w przypadku, gdy si\u0142y przylegania s\u0105 takie same jak si\u0142y sp\u00f3jno\u015bci?<\/a><\/p>\n

16.10.2014:<\/i>
\n57. Moje pytanie dotyczy napi\u0119cia powierzchniowego i mo\u017cliwo\u015bci oddzia\u0142ywania na nie za pomoc\u0105 cewki elektromagnetycznej. Czy jest mo\u017cliwe zwi\u0119kszenie napi\u0119cia wody takim sposobem? Czy po takiej wodzie mo\u017cna by chodzi\u0107?<\/a><\/p>\n

27.09.2014:<\/i>
\n56. Czy wiek wszech\u015bwiata jest liczony ca\u0142o\u015bciowo dla ca\u0142ego wszech\u015bwiata, czy te\u017c jest to wiek takiego “tu i teraz” – je\u015bli tak to mo\u017cna okre\u015bli\u0107. Spr\u00f3buj\u0119 wi\u0119c jeszcze raz nakre\u015bli\u0107 m\u00f3j dylemat dotycz\u0105cy tego zagadnienia. Oczywi\u015bcie jest to niemo\u017cliwe, ale zak\u0142adaj\u0105c czysto hipotetycznie, \u017ce jestem \u015bwiadkiem powstania wszech\u015bwiata, to w moim rozumowaniu by\u0142bym jego centrum – ka\u017cda inna perspektywa obserwacji aktu stworzenia \u015bwiata, musia\u0142aby zak\u0142ada\u0107 inn\u0105 rzeczywisto\u015b\u0107, kt\u00f3ra obserwuje pocz\u0105tek narodzin innego wszech\u015bwiata, a przecie\u017c wcze\u015bniej nie mog\u0142o nic istnie\u0107. Czyli b\u0119d\u0105c \u015bwiadkiem narodzin wszech\u015bwiata, obserwuj\u0119 nag\u0142\u0105 i gwa\u0142town\u0105 ekspansj\u0119, kt\u00f3ra przebiega z pr\u0119dko\u015bciami bliskimi pr\u0119dko\u015bciami \u015bwiata, lub jej r\u00f3wnymi. A wiec zgodnie z teori\u0105 wzgl\u0119dno\u015bci, dla oddalaj\u0105cych si\u0119 ode mnie cz\u0105stek wy\u0142onionych z wielkiego wybuchu, czas p\u0142ynie wolniej; czyli, je\u015bli dla mnie up\u0142yn\u0119\u0142o np. 100 lat obserwacji wielkiego wybuchu, to te obserwowane przeze mnie cz\u0105stki, kt\u00f3re oddalaj\u0105 si\u0119 ode mnie z pr\u0119dko\u015bciami bliskimi pr\u0119dko\u015bci \u015bwiat\u0142a, maj\u0105 znacznie kr\u00f3tszy czas istnienia. Nurtuje mnie ten problem, bo wy\u0142ania mi si\u0119 z tego obraz wszech\u015bwiata, kt\u00f3ry przypomina niejako cebul\u0119, a warstwy tej cebuli to przesuni\u0119cie w czasie, gdzie \u015brodek to moja pozycja obserwatora, a ka\u017cda kolejna warstwa to odpowiednio p\u00f3\u017ani\u0105cy si\u0119 wzgl\u0119dem mojego zegara czas, a\u017c do najbardziej zewn\u0119trznej warstwy tej cebuli, gdzie czas nawet nie zaistnia\u0142. <\/a><\/p>\n

16.08.2014:<\/i>
\n55. Czy rozbijaj\u0105c atomy nie budzimy czarnej dziury?<\/a><\/p>\n

4.08.2014:<\/i>
\n54. Je\u015bli E=mc^2, a wi\u0119c energia, to masa. Czy w zwi\u0105zku z tym np. uk\u0142ad Ziemia- Ksi\u0119\u017cyc i wyst\u0119puj\u0105ca mi\u0119dzy nimi si\u0142a grawitacyjna w postaci energii potencjalnej Ksi\u0119\u017cyca, w odniesieniu do Ziemi, jest wliczona w mas\u0119 tych dw\u00f3ch cia\u0142, gdyby potraktowa\u0107 je jako ca\u0142o\u015b\u0107?<\/a><\/p>\n

4.07.2014:<\/i>
\n53. Je\u015bli wszech\u015bwiat rozszerza si\u0119 coraz szybciej, to czy mo\u017ce to oznacza\u0107, \u017ce kurczy si\u0119 jego poznawalna cz\u0119\u015b\u0107? Bo to nasuwa przypuszczenie, \u017ce gdzie\u015b miliardy lat \u015bwietlnych dalej, powstaje granica przekraczalno\u015bci pr\u0119dko\u015bci \u015bwiat\u0142a, a co najmniej jej r\u00f3wna, co w przypadku to\u017csamych czarnych dziur, zakrzywienie czasoprzestrzeni jest tak du\u017ce, \u017ce poch\u0142ania \u015bwiat\u0142o. Czyli niejaki horyzont zdarze\u0144 kt\u00f3ry tam powstaje i si\u0119 do nas zbli\u017ca.<\/a><\/p>\n

1.06.2014:<\/i>
\n52. Funkcja dzeta Riemanna, kt\u00f3ra ma “trywialne miejsca zerowe” dla z= -2, -4, -6 itd. Nie rozumiem w jaki spos\u00f3b np. F(-2) =1\/1^(-2) + 1\/2^(-2) + 1\/3^(-2) + 1\/4^(-2) + … mo\u017ce by\u0107 r\u00f3wne zero? Przecie\u017c ten szereg jest rozbie\u017cny! Problem jest co prawda matematyczny, ale o funkcji dzeta Riemanna wspomina Roger Penrose w “Drodze do Rzeczywisto\u015bci”, wi\u0119c zwracam si\u0119 do Was fizyk\u00f3w o pomoc.<\/a><\/p>\n

7.05.2014:<\/i>
\n51. Jakie napi\u0119cia wyst\u0119puj\u0105 w bakteriach?<\/a><\/p>\n

24.03.2014:<\/i>
\n50. Jak mo\u017cna wyja\u015bni\u0107 fakt, i\u017c podczas Ery Plancka pr\u0119dko\u015b\u0107 rozszerzania si\u0119 wszech\u015bwiata znacznie przekracza\u0142a pr\u0119dko\u015b\u0107 \u015bwiat\u0142a?<\/a><\/p>\n

23.03.2014:<\/i>
\n49. Gdyby Wszech\u015bwiat mia\u0142 si\u0119 rozszerza\u0107 niesko\u0144czenie, to czy jest prawd\u0105, \u017ce gdy owo rozszerzanie si\u0119 osi\u0105gnie warto\u015b\u0107 krytyczn\u0105, “tkanina” przestrzeni zostanie rozerwana, a z ni\u0105 i materia, do ostatniego atomu i jego sk\u0142adnik\u00f3w?<\/a><\/p>\n

4.03.2014:<\/i>
\n48. Je\u017celi w efekcie fotoelektrycznym zewn\u0119trznym energia fotonu jest r\u00f3wna pracy wyj\u015bcia, to foton “wybije” elektron z metalu, ale nie nada mu energii kinetycznej. Co wi\u0119c dalej dzieje si\u0119 z takim elektronem?<\/a><\/p>\n

11.02.2014:<\/i>
\n47. Jak zmienia si\u0119 ogniskowa w oku cz\u0142owieka a jak w oku zwierz\u0119cia?<\/a><\/p>\n

2.02.2014:<\/i>
\n46. Czy wysoka temperatura ma jaki\u015b wp\u0142yw na magnetyzm ziemi?<\/a><\/p>\n

29.01.2014:<\/i>
\n45. M\u00f3j znajomy twierdzi, \u017ce efektu przesuni\u0119cia ku czerwieni nie da si\u0119 pogodzi\u0107 z tym, \u017ce \u015bwiat\u0142o porusza si\u0119 ze sta\u0142\u0105 pr\u0119dko\u015bci\u0105. Ja twierdze, \u017ce tak. Kto Pa\u0144stwa zdaniem ma racj\u0119?<\/a><\/p>\n

27.11.2013:<\/i>
\n44. Sk\u0105d si\u0119 bior\u0105 we Wszech\u015bwiecie pierwiastki ci\u0119\u017csze od \u017celaza?<\/a><\/p>\n

11.11.2013:<\/i>
\n43. Czy zegary atomowe, rozmieszczone w r\u00f3\u017cnych punktach na ziemi, chodz\u0105 wzgl\u0119dem siebie jednakowo? A dok\u0142adniej, czy s\u0105 momenty, w kt\u00f3rych wzgl\u0119dem siebie potrafi\u0105 si\u0119 czasem spieszy\u0107, a czasem p\u00f3\u017ani\u0107?<\/a><\/p>\n

1.11.2013:<\/i>
\n42. Sk\u0105d wiemy, \u017ce Ziemia jest w ruchu?<\/a><\/p>\n

20.04.2013:<\/i>
\n41. Czy s\u0105 jakie\u015b substancje, w kt\u00f3rych nie da si\u0119 zmieni\u0107 stanu skupienia?<\/a><\/p>\n

2.03.2013:<\/i>
\n40. Czy rozp\u0119dzenie przedmiotu np. w pr\u00f3\u017cni do pr\u0119dko\u015bci przekraczaj\u0105cej pr\u0119dko\u015b\u0107 \u015bwiat\u0142a jest technicznie niewykonalne? I gdyby hipotetycznie to nast\u0105pi\u0142o to jakie by by\u0142y tego skutki?<\/a><\/p>\n

7.02.2013:<\/i>
\n39. Ze wzoru E=mc2 wynika r\u00f3wnowa\u017cno\u015b\u0107 energii i masy. Czy za\u0142o\u017cenie, \u017ce ca\u0142kowita masa Wszech\u015bwiata wykreowana zosta\u0142a z Energii Pierwotnej jest zasadne?<\/a><\/p>\n

28.01.2013:<\/i>
\n38. Czy gwiazdy neutronowe \u015bwiec\u0105 \u015bwiat\u0142em widzialnym? Je\u015bli tak, to jaki jest mechanizm tego \u015bwiecenia?<\/a><\/p>\n

20.01.2013:<\/i>
\n37. Mamy dwie sytuacje:
\n1) Samoch\u00f3d osobowy uderza w stoj\u0105cy autobus
\n2) Autobus uderza w stoj\u0105cy samoch\u00f3d osobowy.
\nZak\u0142adamy oczywi\u015bcie identyczne warunki w obu sytuacjach (pr\u0119dko\u015b\u0107, mas\u0119, spos\u00f3b uderzenia itp), pomijamy opory powietrza i toczenia. Pytanie brzmi: kt\u00f3ra sytuacja jest gorsza z punktu widzenia bezpiecze\u0144stwa dla kierowcy samochodu osobowego? Ja twierdz\u0119, \u017ce nie ma r\u00f3\u017cnicy, ale koledzy mi nie wierz\u0105:) B\u0119d\u0119 wdzi\u0119czny za odpowied\u017a.<\/a><\/p>\n

7.01.2013:<\/i>
\n36. Dlaczego przyj\u0119to, \u017ce jedna sekunda odpowiada 9 192 631 770 okresom promieniowania? Czy nie mo\u017cna zwi\u0119kszy\u0107 ilo\u015bci okres\u00f3w w celu wyeliminowania konieczno\u015bci dodawania sekundy przest\u0119pnej?<\/a><\/p>\n

2.01.2013:<\/i>
\n35. Gdybym w tym momencie by\u0142 oddalony od ziemi o kilkaset lat \u015bwietlnych zapewne zobaczy\u0142bym jej przesz\u0142o\u015b\u0107… zatem gdybym od pocz\u0105tku wielkiego wybuchu, od pocz\u0105tku samego czasu, pod\u0105\u017ca\u0142 razem z pr\u0119dko\u015bci\u0105 rozchodzenia si\u0119 \\’fali\\’ wybuchu i bym si\u0119 odwr\u00f3ci\u0142 najprawdopodobniej zobaczy\u0142 bym nic?<\/a><\/p>\n

8.11.2012:<\/i>
\n34. Od czego zale\u017cy jako\u015b\u0107 \u017car\u00f3wki?<\/a><\/p>\n

8.11.2012:<\/i>
\n33. Dlaczego pr\u0119dko\u015b\u0107 \u015bwiat\u0142a w pr\u00f3\u017cni oznaczamy liter\u0105 c?<\/a><\/p>\n

22.10.2012:<\/i>
\n32. Dlaczego powietrze nas nie zgniata? Przecie\u017c wa\u017cy ok.10t\/metr kwadratowy? <\/a><\/p>\n

9.10.2012:<\/i>
\n31. Na czym polega widmowa klasyfikacja gwiazd?<\/a><\/p>\n

3.10.2012:<\/i>
\n30. Czy istnieje izolator magnes\u00f3w trwa\u0142ych?<\/a><\/p>\n

30.09.2012:<\/i>
\n29. Powszechnie wiadomo \u017ce woda tworzy menisk wkl\u0119s\u0142y, rt\u0119\u0107 menisk wypuk\u0142y. Czy istnieje ciecz kt\u00f3ra tworzy p\u0142aski poziom?<\/a><\/p>\n

27.09.2012:<\/i>
\n28. Czy mo\u017cna zwi\u0119kszy\u0107 napi\u0119cie powierzchniowe wody?<\/a><\/p>\n

6.09.2012:<\/i>
\n27. Czy energia j\u0105dra atomu, kt\u00f3ra wprawia w ruch elektrony jest wieczna? Czy wiadomo jak ona powsta\u0142a i czemu s\u0142u\u017cy ten odwieczny ruch elektron\u00f3w?<\/a><\/p>\n

15.03.2012:<\/i>
\n26. Sk\u0105d wiadomo kt\u00f3ra jest godzina?<\/a><\/p>\n

13.03.2012:<\/i>
\n25. Jak dzia\u0142aj\u0105 telewizory plazmowe? Jak dzia\u0142a w nich ta plazma?<\/a><\/p>\n

11.12.2011:<\/i>
\n24. Czy paradoks Zenona z Elei, m\u00f3wi\u0105cy, \u017ce strza\u0142a wystrzelona w kierunku drzewa nigdy do niego nie dotrze bo zawsze b\u0119dzie znajdowa\u0142a si\u0119 w 1\/x (x>=1 i x –> niesko\u0144czono\u015bci) drogi, wskazuje na “skwantowanie” przestrzeni? Czy, gdyby przestrze\u0144 by\u0142a ci\u0105g\u0142a, nie istnia\u0142by ruch?<\/a><\/p>\n

17.10.2011:<\/i>
\n23. Temperatura Curie to temperatura, powy\u017cej kt\u00f3rej ferromagnetyk gwa\u0142townie traci swoje w\u0142a\u015bciwo\u015bci magnetyczne i staje si\u0119 paramagnetykiem. Temperatura Curie dla \u017celaza to 769,85 \u00baC. Teoretycznie temperatura p\u0142ynnej cz\u0119\u015bci \u017celaznego j\u0105dra Ziemi to ok 5000 \u00baC. Wynika z tego, \u017ce p\u0142ynne j\u0105dro Ziemi, kt\u00f3remu przypisuje si\u0119 generowanie ziemskiego pola magnetycznego nie ma prawa generowa\u0107 tego pola poniewa\u017c uzyskuj\u0105c temperatur\u0119 powy\u017cej 769,85 \u00baC utraci\u0142o swoje w\u0142a\u015bciwo\u015bci magnetyczne. Czy ja tu czego\u015b nie rozumiem?<\/a><\/p>\n

1.08.2011:<\/i>
\n22. Czy mo\u017ce istnie\u0107 stabilne NIC? Czy by\u0142 jaki\u015b stan poprzedzaj\u0105cy Wielki Wybuch?<\/a><\/p>\n

18.07.2011:<\/i>
\n21. Czy wiadomo kiedy wybuch\u0142a gwiazda, kt\u00f3rej pozosta\u0142o\u015bci\u0105 jest teraz mg\u0142awica pier\u015bcie\u0144 M57?<\/a><\/p>\n

30.11.2010:<\/i>
\n20. Jak dzia\u0142aj\u0105 lod\u00f3wki magnetyczne?<\/a><\/p>\n

15.11.2010:<\/i>
\n19. Czy jest pr\u00f3\u017cnia? Co to jest pr\u00f3\u017cnia?<\/a><\/p>\n

11.11.2010:<\/i>
\n18.Co jest ci\u0119\u017csze: tona drewna, czy tona \u017celaza?<\/a><\/p>\n

30.10.2010:<\/i>
\n17. Kt\u00f3ra godzina jest na biegunach? Czy takie pytanie jest zasadne?<\/a><\/p>\n

30.10.2010:<\/i>
\n16. Czy kierunek obrotu Ziemi ma wp\u0142yw na czas lotu samolot\u00f3w (np. lec\u0105cych ze wschodu na zach\u00f3d i odwrotnie)?<\/a><\/p>\n

5.09.2010:<\/i>
\n15. Prawo Hubble’a: v=Ho*r, dla du\u017cych r, v osi\u0105ga c, przekracza go i dalej d\u0105\u017cy do niesko\u0144czono\u015bci. Mo\u017cna wi\u0119c powiedzie\u0107, \u017ce w makro skali wszech\u015bwiat rozszerza si\u0119 z niesko\u0144czon\u0105 pr\u0119dko\u015bci\u0105. Czy fizycy akceptuj\u0105 przekraczanie pr\u0119dko\u015bci \u015bwiat\u0142a i niesko\u0144czon\u0105 pr\u0119dko\u015b\u0107 rozszerzania si\u0119 wszech\u015bwiata? <\/a><\/p>\n

14.08.2010:<\/i>
\n14. Chcia\u0142bym si\u0119 dowiedzie\u0107 co to jest studnia kwantowa i do czego ona s\u0142u\u017cy?<\/a><\/p>\n

14.07.2010:<\/i>
\n13. Co to jest niepewno\u015b\u0107 pomiarowa?<\/a><\/p>\n

28.04.2010:<\/i>
\n12. Obw\u00f3d RLC generuje drgania elektromagnetyczne. Ich cz\u0119stotliwo\u015b\u0107 zale\u017cy od pojemno\u015bci kondensatora i indukcyjno\u015bci cewki. Fal\u0105 elektromagnetyczn\u0105 jest te\u017c \u015bwiat\u0142o – czy mo\u017cliwe by\u0142oby zatem zbudowanie takiego obwodu, kt\u00f3ry generowa\u0142by fal\u0119 \u015bwietln\u0105?<\/a><\/p>\n

25.04.2010:<\/i>
\n11. Na orbicie geostacjonarnej pr\u0119dko\u015b\u0107 k\u0105towa satelity jest r\u00f3wna pr\u0119dko\u015bci k\u0105towej Ziemi. Skoro satelita kr\u0105\u017cy wok\u00f3\u0142 planety to si\u0142a od\u015brodkowa musi r\u00f3wnowa\u017cy\u0107 ci\u0119\u017car. Czy zatem pr\u0119dko\u015b\u0107 liniowa satelity na orbicie geostacjonarnej jest r\u00f3wna pierwszej pr\u0119dko\u015bci kosmicznej?<\/a><\/p>\n

04.04.2010:<\/i>
\n10. M\u0142odzi fizycy lubi\u0105 terroryzowa\u0107 m\u0142odych informatyk\u00f3w magnesami neodymowymi. Przy\u0142o\u017cenie takiego magnesu do, na przyk\u0142ad, dysku twardego powoduje trwa\u0142e wykasowanie ca\u0142ej zawarto\u015bci. Pytanie – czy mo\u017cna si\u0119 przed takim atakiem broni\u0107? Albo \u015bci\u015blej, czy istnieje urz\u0105dzenie\/materia\u0142, kt\u00f3ry dzia\u0142a\u0142by dla hipotetycznego dysku twardego i magnesu podobnie jak klatka Faradaya jest w stanie dzia\u0142a\u0107 ochronnie na cz\u0142owieka znajduj\u0105cego si\u0119 w jej wn\u0119trzu, je\u015bli ten stoi blisko cewki tesli? Z tego co uda\u0142o mi si\u0119 samemu dowiedzie\u0107, nie ma czego\u015b takiego jak “blokada na magnes” czy “izolator sta\u0142ego pola magnetycznego”. W takim razie – o ile uprze\u0107 si\u0119 przy przyk\u0142adzie wspomnianego dysku twardego – czy definitywnie nie da si\u0119 obroni\u0107 przed atakiem magnesem neodymowym?<\/a><\/p>\n

07.01.2010:<\/i>
\n9. Jak to si\u0119 dzieje, \u017ce w przyspieszaj\u0105cym motocyklu (ew. rowerze) podnosi si\u0119 prz\u00f3d?<\/a><\/p>\n

15.12.2009:<\/i>
\n8. Czy jest prawd\u0105, \u017ce ilo\u015b\u0107 atom\u00f3w od pierwszej sekundy istnienia wszech\u015bwiata pozosta\u0142a bez zmian?<\/a><\/p>\n

14.12.2009:<\/i>
\n7. Czy jest mo\u017cliwe, \u017ce atomy z cia\u0142a kogo\u015b kto ju\u017c nie \u017cyje, znajduj\u0105 si\u0119 we mnie?<\/a><\/p>\n

14.11.2009:<\/i>
\n6. Dlaczego we wn\u0119trzu Ziemi jest wysoka temperatura?<\/a><\/p>\n

31.05.2009:<\/i>
\n5. Witam, mam pytanie dotycz\u0105ce efektu Casimira. Jak to mo\u017cliwe, \u017ce cz\u0105stki wirtualne wywieraj\u0105 ci\u015bnienie na p\u0142yty zastosowane w do\u015bwiadczeniu? Co prawda pary cz\u0105stka- antycz\u0105stka pojawiaj\u0105 si\u0119 w pr\u00f3\u017cni, po\u017cyczaj\u0105c na to energi\u0119 nie wiadomo sk\u0105d, ale po chwili anihiluj\u0105 bez widocznego efektu, wi\u0119c bilans energetyczny wychodzi na zero. Je\u015bli jednak taka wirtualna cz\u0105stka odda cz\u0119\u015b\u0107 swojej energii p\u0142ycie (odbijaj\u0105c si\u0119 od niej) to przecie\u017c po tym jak anihiluje bez \u015bladu z odpowiadaj\u0105c\u0105 jej antycz\u0105stk\u0105 zostajemy z p\u0142yt\u0105, kt\u00f3ra dosta\u0142a troszeczk\u0119 energii znik\u0105d.<\/a><\/p>\n

18.04.2009:<\/i>
\n4. Na czym dok\u0142adnie polega toczenie si\u0119 z po\u015blizgiem? Czy aby cia\u0142o toczy\u0142o si\u0119 z po\u015blizgiem, opr\u00f3cz si\u0142y tarcia powinna dzia\u0142a\u0107 jeszcze wi\u0119ksza si\u0142a? Taka, kt\u00f3rej warto\u015b\u0107 by\u0142aby wi\u0119ksza od max. wart. si\u0142y tarcia statycznego. I jeszcze jedno: czy im wi\u0119ksza si\u0142a tarcia statycznego to wi\u0119ksze szanse na toczenie si\u0119 bez po\u015blizgu?<\/a><\/p>\n

22.01.2009:<\/i>
\n3. Zwi\u0119kszanie napi\u0119cia przyspieszaj\u0105cego w lampie rentgenowskiej spowoduje zmniejszenie warto\u015bci kr\u00f3tkofalowej granicy widma, ale jak wp\u0142ynie to na ilo\u015b\u0107 linii widma charakterystycznego? O czym \u015bwiadczy ilo\u015b\u0107 linii widma w promieniowaniu rentgenowskim?<\/a><\/p>\n

21.01.2009:<\/i>
\n2. S\u0105 dwa punkty oddalaj\u0105ce si\u0119 od siebie (w pr\u00f3\u017cni) z pr\u0119dko\u015bci\u0105 0,9c ka\u017cdy. Czy obserwator w jednym z punkt\u00f3w ma szanse zobaczy\u0107 drugi? I jak to wygl\u0105da z perspektywy osoby trzeciej? A co si\u0119 dzieje, gdy te punkty zbli\u017caj\u0105 si\u0119 do siebie? Czy obserwatorzy w tych punktach maj\u0105 szanse zobaczy\u0107 jak si\u0119 mijaj\u0105? I jak to wygl\u0105da z perspektywy osoby trzeciej?<\/a><\/p>\n

17.01.2009:<\/i>
\n1. M\u0119cz\u0119 si\u0119 z dowodem na wz\u00f3r promienia j\u0105dra atomowego: R = r*A1\/3<\/sup>. Sk\u0105d si\u0119 wzi\u0105\u0142 ten wz\u00f3r i jak go wyprowadzi\u0107? […]<\/a><\/p>\n

\n

 <\/p>\n

 <\/p>\n

Odpowiedzi<\/h2>\n

 <\/p>\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> W jaki spos\u00f3b teoria OTW t\u0142umaczy wyst\u0119powanie punkt\u00f3w libracyjnych L1 – L5 w mechanice nieba odkrytych przez Lagrange (na skutek teorii Newtona). Lagrange za\u0142o\u017cy\u0142, \u017ce punkty libracyjne wyst\u0119puj\u0105 na skutek r\u00f3wnowagi si\u0142 grawitacyjnych i bezw\u0142adno\u015bci dzia\u0142aj\u0105cych na trzecie cia\u0142o umieszczone mi\u0119dzy np. S\u0142o\u0144cem a Ziemi\u0105 (tj. zagadnienie 3-ch cia\u0142 kr\u0105\u017c\u0105cych po orbicie w polu grawitacyjnym). Istnienie punkt\u00f3w L1 – L5 jest potwierdzone fizycznie i mi\u0119dzy innymi ulokowano w L2 radioteleskop Webba. Teoria OTW pomija wyst\u0119powanie si\u0142 i t\u0142umaczy te zjawiska geometri\u0105 czasoprzestrzeni a wi\u0119c jak za pomoc\u0105 tej teorii wyt\u0142umaczy\u0107 gromadzenie si\u0119 w pkt. L1-L5 py\u0142\u00f3w, \u015bmieci kosmicznych itp?<\/p>\n

Odpowiada <\/b>prof. dr hab. Piotr Jaranowski<\/strong>:
\nOTW nie obali\u0142a teorii grawitacji Newtona, tylko j\u0105 uog\u00f3lni\u0142a w tym sensie, \u017ce w ramach OTW mo\u017cna poprawnie opisywa\u0107 silne pola grawitacyjne (czyli takie, \u017ce poruszaj\u0105ce si\u0119 w nich cia\u0142a mog\u0105 osi\u0105ga\u0107 pr\u0119dko\u015bci relatywistyczne – tzn. por\u00f3wnywalne z pr\u0119dko\u015bci\u0105 \u015bwiat\u0142a w pr\u00f3\u017cni).
\nOTW zastosowana do s\u0142abych p\u00f3l grawitacyjnych odtwarza wyniki teorii Newtona, co najwy\u017cej mo\u017ce przewidywa\u0107 drobne poprawki do ruch\u00f3w przewidywanych przez teori\u0119 Newtona (czego przyk\u0142adem jest tzw. anomalne przesuni\u0119cie peryhelium Merkurego). Obliczenia prowadzone w ramach OTW doprowadzi\u0142yby wi\u0119c do odkrycia istnienia punkt\u00f3w Lagrange’a o tych w\u0142asno\u015bciach, kt\u00f3re przewiduje teoria Newtona. Obliczenia te by\u0142yby jednak skomplikowane – nale\u017cy pami\u0119ta\u0107, \u017ce w OTW grawitacyjny problem dw\u00f3ch cia\u0142 jest bardzo trudny i mo\u017ce by\u0107 rozwi\u0105zywany tylko za pomoc\u0105 metod przybli\u017conych albo numerycznie.<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> Ostatnio teleskop Webba dotar\u0142 do punktu Lagrange’a L2. Rozumiem co to s\u0105 punkty Lagrange’a, ale nie rozumiem jakim “cudem” Webb ma okr\u0105\u017ca\u0107 ten punkt po orbicie mniej wi\u0119cej r\u00f3wnej odleg\u0142o\u015bci Ksi\u0119\u017cyca od Ziemi. Przecie\u017c punkt Lagrange’a nie ma masy. Jakie si\u0142y tu dzia\u0142aj\u0105? Co stanowi si\u0142\u0119 do\u015brodkow\u0105? Prosz\u0119 o wyja\u015bnienie?<\/p>\n

Odpowiada <\/b>prof. dr hab. Krzysztof Szyma\u0144ski<\/strong>:
\nPunkt Lagrange’a jest okr\u0105\u017cany w nieinercjalnym uk\u0142adzie odniesienia, uk\u0142adem zwi\u0105zanym z punktem Lagrange’a. W uk\u0142adzie inercjalnym Webb okr\u0105\u017ca S\u0142o\u0144ce, si\u0142\u0105 do\u015brodkow\u0105 jest si\u0142a grawitacji S\u0142o\u0144ca i Ziemi. Webb nie pozostaje w punkcie Lagrange\u2019a, lecz wykonuje oscylacje wzgl\u0119dem tego punktu, co w uk\u0142adzie nieinercjalnym jest widoczne jako okr\u0105\u017canie punktu Lagrange\u2019a.
\nMo\u017cna napisa\u0107 nieco dok\u0142adniej, \u017ce uk\u0142ad nieinercjalny, w kt\u00f3rym punkt Lagrange’a spoczywa, obraca si\u0119 wzgl\u0119dem uk\u0142adu inercjalnego z pr\u0119dko\u015bci\u0105 k\u0105tow\u0105 wynikaj\u0105c\u0105 z III prawa Keplera zastosowanego do uk\u0142adu S\u0142o\u0144ce-Ziemia (dlatego naturalnym pocz\u0105tkiem tego uk\u0142adu nieinercjalnego jest \u015brodek masy uk\u0142adu S\u0142o\u0144ce-Ziemia). W Wikipedii w ha\u015ble “Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba” mo\u017cna znale\u017a\u0107 animacj\u0119 pokazuj\u0105ca orbit\u0119 teleskopu Webba w uk\u0142adzie heliocentrycznym. <\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> Czy istnieje takie po\u0142o\u017cenie ramki wzgl\u0119dem linii pola magnetycznego kiedy na ramk\u0119 nie dzia\u0142aj\u0105 si\u0142y, czyli ramka nie wychyla si\u0119 mimo, \u017ce p\u0142ynie w nej pr\u0105d? Czy mo\u017cna to jako\u015b uzasadni\u0107 lub zobrazowa\u0107?<\/p>\n

Odpowiada <\/b>prof. dr hab. Krzysztof Szyma\u0144ski<\/strong>:
\nNa tak postawione pytanie trudno odpowiedzie\u0107, poniewa\u017c pojawia si\u0119 tu kilka splecionych ze sob\u0105 w\u0105tk\u00f3w. Wprowad\u017amy zatem porz\u0105dek.
\nZa\u0142\u00f3\u017cmy, \u017ce ramka jest sztywna (nie zmienia kszta\u0142tu), mo\u017ce si\u0119 obraca\u0107 i znajduje si\u0119 w jednorodnym polu magnetycznym.
\nNa ka\u017cdy element ramki z pr\u0105dem w polu magnetycznym dzia\u0142aj\u0105 si\u0142y. W wyniku tego pojawi si\u0119 wypadkowa si\u0142a oraz wypadkowy moment si\u0142. Si\u0142a i moment si\u0142y s\u0105 dwiema r\u00f3\u017cnymi wielko\u015bciami fizycznymi.
\nWypadkowa si\u0142a mo\u017ce ramk\u0119 przesuwa\u0107, wypadkowy moment mo\u017ce powodowa\u0107 obr\u00f3t ramki.
\nMo\u017cemy teraz zada\u0107 pytanie:
\n1. Czy zmieniaj\u0105c orientacj\u0119 ramki mo\u017cna uzyska\u0107 wypadkowy moment si\u0142y r\u00f3wny 0?
\nOdpowied\u017a jest twierdz\u0105ca, s\u0105 dwa takie po\u0142o\u017cenia: jedno jest po\u0142o\u017ceniem r\u00f3wnowagi trwa\u0142ej, drugie jest po\u0142o\u017ceniem r\u00f3wnowagi nietrwa\u0142ej.
\nR\u00f3wnowag\u0119 trwa\u0142\u0105 mamy w przypadku gdy moment magnetyczny ramki jest r\u00f3wnoleg\u0142y do wektora indukcji pola magnetycznego. R\u00f3wnowaga trwa\u0142a ma t\u0119 cech\u0119, \u017ce niewielkie wychylenie ramki z po\u0142o\u017cenia r\u00f3wnowagi powoduje powstanie takiego momentu si\u0142y, kt\u00f3ry kieruje j\u0105 na powr\u00f3t do po\u0142o\u017cenia r\u00f3wnowagi (analogia do kulki umieszczonej w misce w polu grawitacyjnym).
\nR\u00f3wnowag\u0119 nietrwa\u0142\u0105 mamy w przypadku gdy moment magnetyczny ramki jest antyr\u00f3wnoleg\u0142y do wektora indukcji pola magnetycznego. W tym przypadku ca\u0142kowity moment si\u0142y te\u017c jest r\u00f3wny zero i ramka mo\u017ce pozostawa\u0107 w takim po\u0142o\u017ceniu w stanie spoczynku. Jednak niewielkie wychylenie ramki spowoduje powstanie momentu si\u0142y, kt\u00f3ry j\u0105 b\u0119dzie jeszcze bardziej wyprowadza\u0142 z po\u0142o\u017cenia r\u00f3wnowagi nietrwa\u0142ej (analogia do kulki po\u0142o\u017conej na szczycie du\u017cej kuli w polu grawitacyjnym).
\nOm\u00f3wili\u015bmy przypadek sztywnej ramki z pr\u0105dem w jednorodnym polu magnetycznym. Problem si\u0119 komplikuje gdy rozwa\u017camy niejednorodne przestrzennie pole magnetyczne. Taki pole wytwarza na przyk\u0142ad magnes sztabkowy. Wtedy opr\u00f3cz zjawiska obrotu ramki spowodowanego ca\u0142kowitym momentem si\u0142y pojawia si\u0119 ca\u0142kowita niezerowa si\u0142a, kt\u00f3ra powoduje przyci\u0105ganie b\u0105d\u017a odpychanie ramki i magnesu. Tutaj r\u00f3\u017cnych przypadk\u00f3w jest du\u017co wi\u0119cej i trzeba precyzyjnie zada\u0107 pytanie, by mo\u017cna by\u0142o udzieli\u0107 sensownej odpowiedzi.<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> Hobbystycznie interesuj\u0119 si\u0119 astrofizyk\u0105, astronomi\u0105 i fizyk\u0105 kwantow\u0105. Pytanie dotyczy fizyki czarnych dziur a mianowicie czy teoretycznie mo\u017cliwa w nich jest przemiana obserwowanej materii w ciemn\u0105 energi\u0119 i materi\u0119, kt\u00f3re odpowiada\u0142yby za rozszerzanie Wszech\u015bwiata? Gdyby tak by\u0142o co wydarzy si\u0119 po po\u017carciu ca\u0142ej widzialnej materii?<\/p>\n

Odpowiada <\/b>prof. dr hab. Piotr Jaranowski<\/strong>:
\nCzarne dziury nie tyle mog\u0105 przetwarza\u0107 zwyk\u0142\u0105 materi\u0119 w materi\u0119 ciemn\u0105, co same by\u0107 mo\u017ce s\u0105 jedn\u0105 z form ciemnej materii. Jedn\u0105 z wielu hipotez staraj\u0105cych si\u0119 wyja\u015bni\u0107 natur\u0119 ciemnej materii jest hipoteza m\u00f3wi\u0105ca, \u017ce przynajmniej cz\u0119\u015b\u0107 ciemnej materii ma posta\u0107 tzw. pierwotnych czarnych dziur. S\u0105 to czarne dziury o niewielkich masach, kt\u00f3re mog\u0142yby powsta\u0107 tu\u017c po Wielkim Wybuchu, wtedy gdy Wszech\u015bwiat by\u0142 bardzo g\u0119sty i bardzo gor\u0105cy. Nie ma jednak na razie przekonuj\u0105cych dowod\u00f3w obserwacyjnych, \u017ce takie czarne dziury istniej\u0105. Nie da si\u0119 natomiast wprost zwi\u0105za\u0107 obecno\u015bci czarnych dziur z ciemn\u0105 energi\u0105.
\nCiemna energia odpowiada za to, \u017ce Wszech\u015bwiat rozszerza si\u0119 coraz szybciej, dzia\u0142a wi\u0119c jak rodzaj oddzia\u0142ywania odpychaj\u0105cego. Czarne dziury natomiast przyci\u0105gaj\u0105 si\u0119 grawitacyjnie tak, jak inna zwyk\u0142a materia.<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> Mam pytanie dotycz\u0105ce fal grawitacyjnych. Jaki jest ich wp\u0142yw na sam czas? Skoro fale te to drgania czasoprzestrzeni, to powinny nie tylko zmienia\u0107 d\u0142ugo\u015b\u0107 ramienia detektora, ale tak\u017ce wp\u0142ywa\u0107 na czas z jakim foton przelatuje przez takie rami\u0119. Gdyby w wyd\u0142u\u017conym ramieniu czas p\u0142yn\u0105\u0142 szybciej, a w skr\u00f3conym wolniej, to fotony z obu ramion zawsze spotyka\u0142yby si\u0119 w przeci\u0119ciu ramion i detektor niczego by nie wykry\u0142, a jednak jest inaczej. Czy fale grawitacyjne odkszta\u0142caj\u0105 tylko przestrze\u0144 i nie wp\u0142ywaj\u0105 na o\u015b czasu? A mo\u017ce wp\u0142ywaj\u0105, ale inaczej ni\u017c opisa\u0142em wy\u017cej?<\/p>\n

Odpowiada <\/b>prof. dr hab. Piotr Jaranowski<\/strong>:
\nWiadomo, \u017ce pole grawitacyjne wp\u0142ywa na tempo up\u0142ywu czasu w tym sensie, \u017ce zegary umieszczone w silniejszym polu grawitacyjnym chodz\u0105 wolniej w por\u00f3wnaniu z zegarami znajduj\u0105cymi si\u0119 w s\u0142abszym polu grawitacyjnym. Jednak fale grawitacyjne znacznie s\u0142abiej wp\u0142ywaj\u0105 na zmian\u0119 tempa up\u0142ywu czasu w r\u00f3\u017cnych miejscach przestrzeni ni\u017c na zmian\u0119 d\u0142ugo\u015bci ramion detektora (my\u015bl\u0119 tutaj o interferometrze laserowym sk\u0142adaj\u0105cym si\u0119 z dw\u00f3ch wzajemnie prostopad\u0142ych ramion u\u0142o\u017conych w kszta\u0142t litery “L”).
\nW obecnie dzia\u0142aj\u0105cych detektorach zmiana tempa up\u0142ywu czasu w r\u00f3\u017cnych punktach detektora wywo\u0142ana fal\u0105 grawitacyjn\u0105 jest zbyt ma\u0142a, by mo\u017cna j\u0105 by\u0142o zmierzy\u0107 i mo\u017ce by\u0107 ca\u0142kowicie zaniedbana. Nale\u017cy jednak zauwa\u017cy\u0107, \u017ce obserwacja fali grawitacyjnej w interferometrze laserowym opiera si\u0119 na obserwacji zmiany czasu podr\u00f3\u017cy sygna\u0142u \u015bwietlnego tam i z powrotem wzd\u0142u\u017c ka\u017cdego z ramion interferometru. Zmiana tego czasu jest wywo\u0142ana tylko zmian\u0105 d\u0142ugo\u015bci ramion interferometru spowodowan\u0105 przez fal\u0119 grawitacyjn\u0105 rozchodz\u0105ca si\u0119 w obszarze, gdzie znajduje si\u0119 detektor.<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> Moje pytanie dotyczy spl\u0105tania kwantowego. Wyobra\u017amy sobie taka sytuacj\u0119: mamy jedna par\u0119 spl\u0105tanych foton\u00f3w, kt\u00f3rych w\u0142a\u015bciwo\u015bci nie znamy (nie ustalili\u015bmy) i rozdzielamy je na spor\u0105 odleg\u0142o\u015b\u0107. Po pewnym czasie jeden z naukowc\u00f3w przeprowadza eksperyment i sprawdza pionow\u0105 polaryzacj\u0119 swojego fotonu (g\u00f3ra-d\u00f3\u0142). Dowiaduje si\u0119 w wyniku eksperymentu, \u017ce jego foton ma polaryzacj\u0119 pionow\u0105 w g\u00f3r\u0119 i jednocze\u015bnie zdobywa informacj\u0119, \u017ce drugi foton ma polaryzacj\u0119 w d\u00f3\u0142. Chwil\u0119 p\u00f3\u017aniej drugi naukowiec, nie komunikuj\u0105c si\u0119 z pierwszym, przeprowadza eksperyment z okre\u015bleniem pionowej polaryzacji na swoim fotonie i odkrywa, \u017ce foton ma (oczywi\u015bcie) polaryzacj\u0119 pionow\u0105 w d\u00f3\u0142 i wie zarazem, \u017ce pierwszy foton ma polaryzacj\u0119 w g\u00f3r\u0119. Nie wymieniaj\u0105 i nie por\u00f3wnuj\u0105 wynik\u00f3w eksperyment\u00f3w, ale obaj wiedz\u0105 jaki wynik (przeciwny) otrzyma\u0142a druga strona. Czy taka sytuacja jest sensowna i mo\u017cliwa? Czy mo\u017ce potrzeba wi\u0119cej par spl\u0105tanych foton\u00f3w do okre\u015blenia spl\u0105tania?<\/p>\n

Odpowiada <\/b>prof. dr hab. Miros\u0142aw Brewczyk<\/strong>:
\nStan pojedynczego fotonu ma posta\u0107 (uwzgl\u0119dniamy jedynie polaryzacyjne stopnie swobody): |psi> = a1 |0> + a2 |1>, gdzie stan |0> (|1>) to stan, w kt\u00f3rym rzut spinu fotonu skierowany jest “do g\u00f3ry” (“do do\u0142u”), a suma kwadrat\u00f3w modu\u0142\u00f3w wsp\u00f3\u0142czynnik\u00f3w a1 i a2 wynosi 1. W wyniku pomiaru rzutu spinu fotonu mo\u017cliwy jest wynik: spin skierowany jest “do g\u00f3ry” (foton znajduje si\u0119 w stanie |0> po takim pomiarze) lub spin skierowany jest “do do\u0142u” (foton znajduje si\u0119 w stanie |1> po pomiarze). Pojedynczy pomiar nic nie powie nam o wsp\u00f3\u0142czynnikach a1 i a2. Ponadto (“no-cloning theorem”) wiemy, \u017ce nie mo\u017cemy wyprodukowa\u0107 kopii nieznanego stanu kwantowego. Musimy dysponowa\u0107 dowolnie du\u017c\u0105 liczb\u0105 foton\u00f3w, z kt\u00f3rych ka\u017cdy przygotowany jest w stanie |psi>. Pomiar rzutu spinu wykonany dla du\u017cej liczby foton\u00f3w przygotowanych w tym samym stanie pozwala okre\u015bli\u0107 prawdopodobie\u0144stwa znalezienia fotonu w stanie |0> lub |1>, czyli kwadraty modu\u0142\u00f3w wsp\u00f3\u0142czynnik\u00f3w a1 i a2, odpowiednio.
\nTakie same regu\u0142y zwi\u0105zane z pomiarem obowi\u0105zuj\u0105 oczywi\u015bcie r\u00f3wnie\u017c w przypadku uk\u0142ad\u00f3w z\u0142o\u017conych z dw\u00f3ch foton\u00f3w. Tu pojawia si\u0119 jednak\u017ce nowy jako\u015bciowo efekt zwany spl\u0105taniem. Rozwa\u017cmy na przyk\u0142ad stan dw\u00f3ch foton\u00f3w |psi> = a1 |0>|0> + a2 |1>|1> (jeden ze stan\u00f3w Bella je\u015bli a1=a2), b\u0119d\u0105cy superpozycj\u0105 stanu |0>|0> (rzut spinu ka\u017cdego z foton\u00f3w skierowany jest “do g\u00f3ry”) oraz |1>|1> (rzut spinu ka\u017cdego z foton\u00f3w skierowany jest “do do\u0142u”). Stan spl\u0105tany |psi> ma t\u0119 niezwyk\u0142\u0105 w\u0142asno\u015b\u0107, \u017ce mierz\u0105c rzut spinu jednego z foton\u00f3w (w wyniku pomiaru mo\u017cemy otrzyma\u0107 wynik “do g\u00f3ry” lub “do do\u0142u”) znamy automatycznie rzut spinu drugiego z foton\u00f3w (kt\u00f3ry jest taki sam w tym przypadku). Tak jak i dla pojedynczego fotonu, pojedynczy pomiar nic nie powie nam o wsp\u00f3\u0142czynnikach a1 i a2. Potrzebujemy wielu pomiar\u00f3w na tak samo przygotowanych uk\u0142adach dw\u00f3ch foton\u00f3w. Pomiar taki pozwala znale\u017a\u0107 prawdopodobie\u0144stwa tego, \u017ce uk\u0142ad foton\u00f3w jest w stanie |0>|0> lub |1>|1> — s\u0105 one r\u00f3wne kwadratowi modu\u0142\u00f3w wsp\u00f3\u0142czynnik\u00f3w a1 i a2, odpowiednio.
\nOdpowied\u017a na zadane pytanie brzmi zatem TAK. Rzeczywi\u015bcie, trzeba wykona\u0107 wiele pomiar\u00f3w aby okre\u015bli\u0107 stan spl\u0105tany dw\u00f3ch cz\u0105stek. Zwracam uwag\u0119 na dodatkow\u0105 trudno\u015b\u0107 w wyznaczeniu stanu dw\u00f3ch cz\u0105stek zwi\u0105zan\u0105 ze wzgl\u0119dn\u0105 faz\u0105 wsp\u00f3\u0142czynnik\u00f3w a1 i a2 — pomiar prawdopodobie\u0144stw tej fazy nie wyznacza. Wiemy, w pryncypiach, jak tworzy\u0107 stany spl\u0105tane dw\u00f3ch cz\u0105stek maj\u0105c do dyspozycji cz\u0105stki, kt\u00f3re nie s\u0105 spl\u0105tane.
\nUwaga dotycz\u0105ca konstrukcji pytania:
\nAutor pytania zak\u0142ada, \u017ce stan spl\u0105tany foton\u00f3w ma posta\u0107 |psi> = a1 |0>|1> + a2 |1>|0> (co wynika z dalszej cz\u0119\u015bci jego wypowiedzi) co pozostaje w cz\u0119\u015bciowej sprzeczno\u015bci z pocz\u0105tkowym za\u0142o\u017ceniem “… mamy jedna par\u0119 spl\u0105tanych foton\u00f3w, kt\u00f3rych w\u0142a\u015bciwo\u015bci nie znamy”.<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> Jak wiadomo dwa cia\u0142a o masach m<\/i> i M<\/i> dzia\u0142aj\u0105ce na siebie si\u0142\u0105 grawitacji poruszaj\u0105 si\u0119 po przeci\u0119ciach sto\u017cka. Np. cia\u0142o o masie m<\/i> okr\u0105\u017ca cia\u0142o o masie M<\/i> znajduj\u0105ce si\u0119 w ognisku elipsy zgodnie z prawami Keplera. Z drugiej strony wiadomo, \u017ce cia\u0142a okr\u0105\u017caj\u0105 \u015brodek masy uk\u0142adu. Zatem: Czy te cia\u0142a z punktu widzenia obserwatora zewn\u0119trznego okr\u0105\u017caj\u0105 \u015brodek masy po okr\u0119gach, czy te\u017c po elipsach?<\/p>\n

Odpowiada <\/b>prof. dr hab. Krzysztof Szyma\u0144ski<\/strong>:
\nW uk\u0142adzie spoczywaj\u0105cego \u015brodka masy, masy te poruszaj\u0105 si\u0119 w og\u00f3lno\u015bci po krzywych sto\u017ckowych. W szczeg\u00f3lno\u015bci po okr\u0119gach czy elipsach.
\nPrzy odpowiednio du\u017cych pr\u0119dko\u015bciach po parabolach lub hiperbolach.<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> Z uwagi na to \u017ce galaktyki s\u0105 w permanentnym ruchu to moje pytanie jest nast\u0119puj\u0105ce: Kiedy i w jakich okoliczno\u015bciach mo\u017cemy stwierdzi\u0107 \u017ce cia\u0142o znajduje si\u0119 w bezruchu i w spoczynku? B\u0119d\u0105c na r\u00f3wniku (jestem na orbicie r\u00f3wnikowej planetarnej wiec p\u0119dz\u0119 z pr\u0119dko\u015bci\u0105 1666 km\/h), je\u017celi wezm\u0119 pod uwag\u0119, \u017ce Ziemia kr\u0105\u017cy po orbicie gwiezdnej (S\u0142o\u0144ca). Dalej je\u017celi musz\u0119 wzi\u0105\u0107 pod uwag\u0119 to, \u017ce nasz ca\u0142y Uk\u0142ad S\u0142oneczny kr\u0105\u017cy po orbicie galaktycznej wok\u00f3\u0142 czarnej dziury i punktu osobliwo\u015bci itd.<\/p>\n

Odpowiada <\/b>prof. dr hab. Krzysztof Szyma\u0144ski<\/strong>:
\nJedna z podstawowych zasad fizyki stwierdza, \u017ce nie mo\u017cna stwierdzi\u0107 czy cia\u0142o jest w spoczynku, czy w ruchu. Je\u015bli jakie\u015b cia\u0142o jest w spoczynku i zaczniemy wzgl\u0119dem tego cia\u0142a si\u0119 porusza\u0107, to zobaczymy, \u017ce to cia\u0142o porusza si\u0119 wzgl\u0119dem nas. Jest to zasada wzgl\u0119dno\u015bci Galileusza, kt\u00f3r\u0105 p\u00f3\u017aniej uog\u00f3lni\u0142 Einstein.
\nStan cia\u0142 charakteryzujemy tak, \u017ce najpierw wskazujemy uk\u0142ad odniesienia, a potem stwierdzamy, czy wzgl\u0119dem tego uk\u0142adu cia\u0142o si\u0119 porusza, czy nie.<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> Chcia\u0142bym si\u0119 dowiedzie\u0107 o co chodzi z si\u0142\u0105 poci\u0105gow\u0105 lokomotywy. Wiadomo mi, \u017ce si\u0142a poci\u0105gowa pewnej lokomotywy wynosi 20 ton. A logiczne jest, \u017ce ta lokomotywa ci\u0105gnie sk\u0142ad o masie ponad 2 tysi\u0119cy ton, wi\u0119c sk\u0105d ta niska warto\u015b\u0107 20 ton?<\/p>\n

Odpowiada <\/b>prof. dr hab. Krzysztof Szyma\u0144ski<\/strong>:
\nNajpierw trzeba sobie u\u015bwiadomi\u0107 \u017ce cia\u0142o, na kt\u00f3re nie dzia\u0142a \u017cadna si\u0142a, mo\u017cna przesun\u0105\u0107 dowolnie ma\u0142\u0105 si\u0142\u0105. Nawet cia\u0142o o bardzo du\u017cej masie.
\nDo przesuni\u0119cia cia\u0142a w poziomie (czyli w kierunku prostopad\u0142ym do si\u0142y ci\u0119\u017cko\u015bci) wystarczy si\u0142a, kt\u00f3ra pokonuje opory zwi\u0105zane z tarciem, a te s\u0105 znacznie mniejsze od ci\u0119\u017caru poci\u0105gu, kt\u00f3ry stoi na poziomym torze.<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> Zwracam si\u0119 z pro\u015bb\u0105 o rozwi\u0105zanie nast\u0119puj\u0105cego problemu: czy elementy wykonane ze stali austenitycznej tzw. niemagnetycznej umieszczone na dachu mog\u0105 u\u0142atwia\u0107 uderzenia pioruna podczas burzy tak jak to zwykle dzieje si\u0119 z innymi elementami stalowymi? Wiadomo, \u017ce stal niemagnetyczna ma tak\u0105 struktur\u0119 atomow\u0105 materia\u0142u, kt\u00f3ra nadaje jej potencja\u0142 elektryczny dodatni co powinno chroni\u0107 przed piorunem. Bardzo prosz\u0119 o odpowied\u017a jak to wygl\u0105da z punktu widzenia fizyki.<\/p>\n

Odpowiada <\/b> prof. dr hab. Krzysztof Szyma\u0144ski<\/strong>:
\nJe\u015bli m\u00f3wimy tu o jakim\u015b potencjale stali austenitycznej (potencja\u0142 z szeregu napi\u0119ciowego), to jest on rz\u0119du miliwolt\u00f3w, co nie ma \u017cadnego wp\u0142ywu na dzia\u0142anie instalacji odgromowej.<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> Jak\u0105 minimaln\u0105 mas\u0119 musi mie\u0107 cia\u0142o – kula, aby jego grawitacja utrzyma\u0142a na swojej powierzchni inne mniejsze cia\u0142a, a szczeg\u00f3lnie wod\u0119?<\/p>\n

Odpowiada <\/b> dr hab. Marek Niko\u0142ajuk, prof. UwB<\/strong>:
\nPytanie ma wiele w\u0105tk\u00f3w, dlatego spr\u00f3bujemy rozwa\u017cy\u0107 kilka przypadk\u00f3w.
\nZa\u0142o\u017cenia kt\u00f3re musimy zastosowa\u0107 dotycz\u0105:
\n1) czy cia\u0142o wi\u0119ksze i cia\u0142o mniejsze znajduj\u0105 si\u0119 same czy te\u017c w polu grawitacyjnym trzeciego cia\u0142a, czwartego, pi\u0105tego. Je\u017celi tak to jaka jest ich g\u0119sto\u015b\u0107?
\n2) czy cia\u0142a wi\u0119ksze i mniejsze znajduj\u0105 si\u0119 w pr\u00f3\u017cni czy np. w powietrzu,
\n3) jaka jest powierzchnia wi\u0119kszego cia\u0142a (ska\u0142a, drewniany blat sto\u0142u, szklana powierzchnia),
\n4) jaki jest stan skupienia mniejszego cia\u0142a (np. para wodna, woda, l\u00f3d).
\nZa\u0142\u00f3\u017cmy, \u017ce wi\u0119ksze cia\u0142o i mniejsze znajduj\u0105 si\u0119 same w pr\u00f3\u017cni i w niskiej temperaturze. Nie ma nic innego poza kul\u0105 i kropl\u0105 wody, jest bardzo zimno.
\nW tym przypadku odpowied\u017a jest prosta. Wi\u0119ksze cia\u0142o musi mie\u0107 mas\u0119 niezerow\u0105, czyli musi posiada\u0107 jakakolwiek mas\u0119. Si\u0142a grawitacji dzia\u0142aj\u0105ca pomi\u0119dzy nimi jest proporcjonalna do iloczynu ich mas.
\nTeraz skomplikujmy ten obrazek. Na przyk\u0142ad uczestniczymy w procesie formowania si\u0119 planet. Obok s\u0105 inne cia\u0142a. Mniejsze, wi\u0119ksze. Dochodzi do zderze\u0144, oderwa\u0144, zlepie\u0144. tu sytuacja jest skomplikowana i trudno o jednoznaczn\u0105 odpowied\u017a.
\nWe\u017amy inny przypadek. Cz\u0105steczki helu w naszej atmosferze. Znajdujemy si\u0119 na granicy naszej atmosfery z kosmosem. Je\u017celi energia kinetyczna atom\u00f3w helu, zwi\u0105zana z temperatur\u0105 i ruchami chaotycznymi, jest wi\u0119ksza od ich energii potencjalnej to wtedy atomy helu zaczn\u0105 powoli ucieka\u0107 w kosmos. Innymi s\u0142owy, atom ucieka gdy jego pr\u0119dko\u015b\u0107 jest wi\u0119ksza ni\u017c pr\u0119dko\u015b\u0107 ucieczki z powierzchni planety.
\nStan skupienia rozwa\u017canego mniejszego cia\u0142a te\u017c jest wa\u017cny. Znajdujemy \u015bladowe ilo\u015bci wody w postaci cz\u0105stek na Ksi\u0119\u017cycu i Merkurym, chocia\u017c te cia\u0142a niebieskie s\u0105 \u201esuche jak pieprz\u201d.<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> Zwracam si\u0119 z uprzejm\u0105 pro\u015bb\u0105 o pomoc w zrozumieniu wp\u0142ywu proces\u00f3w zachodz\u0105cych w tak zwanych \u201ewiekach ciemnych\u201d na obserwowane dzi\u015b mikrofalowe promieniowanie t\u0142a (MCB). Je\u015bli dobrze rozumiem oko\u0142o 380000 lat po wielkim wybuchu, kosmos sch\u0142odzi\u0142 si\u0119 na tyle (~3000 K) \u017ce mo\u017cliwe by\u0142o \u0142\u0105czenie si\u0119 proton\u00f3w z elektronami i utworzenie atom\u00f3w wodoru. To z kolei umo\u017cliwi\u0142o fotonom swobodne przemieszczanie si\u0119 co dzi\u015b obserwujemy jako promieniowanie reliktowe. Przepraszam, mo\u017ce pytanie jest g\u0142upie ale dlaczego obserwujemy co\u015b co wydarzy\u0142o si\u0119 przed wiekami ciemnymi? Czy uwolnione fotony po sch\u0142odzeniu si\u0119 kosmosu nie oddzia\u0142ywa\u0142y z wodorem cz\u0105steczkowym, kt\u00f3ry wype\u0142nia\u0142 kosmos w wiekach ciemnych? Wszech\u015bwiat sta\u0142 si\u0119 \u201eprzezroczysty\u201d dla \u015bwiat\u0142a dopiero w epoce rejonizacji. Chyba si\u0119 gdzie\u015b pogubi\u0142em?<\/p>\n

Odpowiada dr hab. Marek Niko\u0142ajuk, prof. UwB:<\/b>
\nMusimy wzi\u0105\u0107 pod uwag\u0119 dwa zjawiska i wszystko b\u0119dzie jasne.
\n1) Wszech\u015bwiat si\u0119 rozszerza co oznacza, \u017ce d\u0142ugo\u015b\u0107 fali elektromagnetycznej zwi\u0119ksza si\u0119 wraz z odleg\u0142o\u015bci\u0105 od punktu A do punktu B we Wszech\u015bwiecie. Tym samym zaobserwowana energia fotonu w takiej fali si\u0119 zmniejsza. Przyk\u0142adowo, foton wy\u015bwiecony w punkcie A ma energi\u0119 13.6 eV, natomiast w punkcie B b\u0119dzie mia\u0142 energi\u0119 1 eV. Jest to zjawisko zwane “kosmologicznym przesuni\u0119ciem ku czerwieni”.
\n2) Co oznacza stwierdzenie, \u017ce Wszech\u015bwiat jest nieprzezroczysty? Czy dla ka\u017cdego promieniowania jest on nieprzezroczysty? Dlaczego?
\nG\u0142\u00f3wn\u0105 przyczyn\u0105 nieprzezroczysto\u015bci Wszech\u015bwiata jest obecno\u015b\u0107 ob\u0142ok\u00f3w bogatych w neutralny wod\u00f3r. Wszech\u015bwiat by\u0142 zdominowany przez neutralny wod\u00f3r w wiekach ciemnych. Je\u017celi teraz w taki neutralny wod\u00f3r “uderzy” foton o energii 13.6 eV to zostanie on zaabsorbowany przez ten atom i atom zostanie zjonizowany. Je\u017celi foton posiada energi\u0119 mniejsz\u0105 ni\u017c 13.6 eV to nie zostanie on “z\u0142apany” przez neutralny wod\u00f3r, tylko poleci dalej.
\nWyobra\u017amy teraz sobie, \u017ce pomi\u0119dzy powierzchni\u0105 ostatniego rozproszenia (tj. rozci\u0105g\u0142e \u017ar\u00f3d\u0142o mikrofalowego promieniowania t\u0142a 380 tys. lat po Wielkim Wybuchu) a nami znajduje si\u0119 mn\u00f3stwo ob\u0142ok\u00f3w neutralnego wodoru. Punkt A to powierzchnia ostatniego rozpraszania. Punkt B to Ziemia. Taki wypromieniowany z tej powierzchni foton ma \u015bredni\u0105 energi\u0119 13.6 eV. Podr\u00f3\u017cuje przez rozszerzaj\u0105cy si\u0119 Wszech\u015bwiat. Jego energia spada. Nie zostanie zaabsorbowany przez atomy po drodze. Foton dotrze do Ziemi. Bedzie mia\u0142 tylko mniejsz\u0105 energi\u0119 i wi\u0119ksz\u0105 d\u0142ugo\u015b\u0107 fali elektromagnetycznej. W punkcie B b\u0119dzie to promieniowanie mikrofalowe. Zatem Wszech\u015bwiat jest przezroczysty dla foton\u00f3w o mniejszej energii ni\u017c 13.6 eV przez ca\u0142y czas. W wiekach ciemnych nie by\u0142o \u017cadnych innych \u017ar\u00f3de\u0142 \u015bwiat\u0142a (np. gwiazd) we Wszech\u015bwiecie. \u015awieci\u0142o tylko CMB. Przed epok\u0105 rejonizacji Wszech\u015bwiat by\u0142 nieprzezroczysty dla foton\u00f3w o wi\u0119kszych energiach np. promieniowania rentgenowskiego, gamma. Dlaczego? Wyobra\u017amy sobie, \u017ce foton “rodzi” si\u0119 z energi\u0105 1000 eV. Podr\u00f3\u017cuje, jego energia spada gdzie\u015b do 13.6 eV. Spotyka w tym miejscu ob\u0142ok neutralnego wodoru (co nie by\u0142o trudne) i pach, ju\u017c go nie ma Po epoce rejonizacji Wszech\u015bwiat sta\u0142 si\u0119 przezroczysty r\u00f3wnie\u017c dla foton\u00f3w o wi\u0119kszych energiach (promieniowanie UV, rentgenowskie, gamma).<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> Czy elementy wykonane ze stali nierdzewnej (niemagnetycznej) np. rury z pieca odprowadzaj\u0105ce spaliny, kt\u00f3re wystaj\u0105 ponad po\u0142a\u0107 dachow\u0105 s\u0105 nara\u017cone na uderzenie pioruna? Prosz\u0119 o wyt\u0142umaczenie tego zjawiska fizycznego.<\/p>\n

Odpowiada <\/b> prof. dr hab. Krzysztof Szyma\u0144ski<\/strong>:
\nOczywi\u015bcie tak, w\u0142asno\u015bci ferromagnetyczne albo ich brak ma niewielki zwi\u0105zek z wp\u0142ywem na drog\u0119 pioruna. Wa\u017cne, \u017ce jest to metal, po kt\u00f3rym mo\u017ce p\u0142yn\u0105\u0107 pr\u0105d. Dlatego wystaj\u0105cych element\u00f3w metalowych, kt\u00f3re wchodz\u0105 do wewn\u0105trz budynku nie nale\u017cy uziemia\u0107 i nie nale\u017cy ich \u0142\u0105czy\u0107 z instalacj\u0105 odgromow\u0105. Elementy te dobrze jest chroni\u0107 instalacj\u0105 odgromow\u0105, kt\u00f3ra powinna znajdowa\u0107 si\u0119 ponad tymi elementami.<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> Wiedz\u0105c, \u017ce ka\u017cda z planet w naszym Uk\u0142adzie S\u0142onecznym wymienia\u0142a si\u0119 surowcami i ska\u0142ami czy jest mo\u017cliwo\u015b\u0107 \u017ce mog\u0142a te\u017c podzieli\u0107 si\u0119 bakteriami? Chodzi mi o naturaln\u0105 nie sztuczn\u0105 przez rakiet\u0119. W takim wypadku jest szansa, \u017ce na jakiej\u015b planecie rozwija si\u0119 \u017cycie zapo\u017cyczone z Ziemi dostosowuj\u0105c si\u0119 do warunk\u00f3w. A je\u017celi my ludzie jeste\u015bmy \u017cyciem kt\u00f3re mog\u0142o powsta\u0107 przypadkiem przez inn\u0105 cywilizacj\u0119?<\/p>\n

Odpowiada <\/b> dr hab. Marek Niko\u0142ajuk, prof. UwB<\/strong>:
\nMusimy odpowiedzie\u0107 sobie na pytanie, czy planety wymienia\u0142y si\u0119 surowcem, a je\u017celi tak to na jak\u0105 skal\u0119 to czyni\u0142y?
\nPierwsze planety formowa\u0142y si\u0119 w dysku protoplanetarnym. Pierwsze zal\u0105\u017cki zlepia\u0142y si\u0119 ze sob\u0105, zderza\u0142y. Czasami proces ten przebiega\u0142 \u0142agodnie, a czasami bardzo gwa\u0142townie uwalniaj\u0105c megatony energii i produkuj\u0105c temperatur\u0119 zdoln\u0105 rozpu\u015bci\u0107, czy odparowa\u0107 ska\u0142\u0119. Nawet je\u017celi istnia\u0142y pierwsze bakterie to trudno podejrzewa\u0107, aby przetrwa\u0142y w magmie i takich kataklizmach. Mo\u017cliwym przyk\u0142adem jest Ziemia i Ksi\u0119\u017cyc. Na Ziemi istnieje \u017cycie, na Ksi\u0119\u017cycu go nie ma.
\nPo dziesi\u0105tkach milion\u00f3w lat planety ju\u017c si\u0119 uformowa\u0142y. Niemniej nadal ich powierzchnie by\u0142y bombardowane przez komety, asteroidy – du\u017ca zas\u0142uga migruj\u0105cego Jowisza. Mo\u017ce nie na tak\u0105 skal\u0119 i nie tak intensywnie jak kiedy\u015b, ale wci\u0105\u017c. Planety posiadaj\u0105ce skalist\u0105 powierzchni (jak Ziemia, czy Mars) mog\u0142y wyrzuca\u0107 w przestrze\u0144 kosmiczn\u0105 ska\u0142y. By\u0142o to tym \u0142atwiejsze, im s\u0142absza by\u0142a grawitacja planety (np. Mars). Ska\u0142y dryfuj\u0105c mog\u0142y dociera\u0107 z jakim\u015b prawdopodobie\u0144stwem na inne planety (np. Ziemia, Wenus). Prawdopodobie\u0144stwo to mala\u0142o wraz z odleg\u0142o\u015bci\u0105 (np. im dalej znajdujemy si\u0119 od wybuchaj\u0105cego granatu tym mo\u017cemy czu\u0107 si\u0119 bezpieczniej). W przypadku planet gazowych (Jowisz, Saturn, Uran, Neptun) taki spadek komety by\u0142 zbyt s\u0142aby, aby wybita ska\u0142a z planety osi\u0105gn\u0119\u0142a drug\u0105 pr\u0119dko\u015b\u0107 kosmiczn\u0105 i aby ulecia\u0142a w przestrze\u0144 kosmiczn\u0105. Zatem powinni\u015bmy si\u0119 ograniczy\u0107 tylko do ma\u0142o-masywnych planet, masywnych ksi\u0119\u017cycy, lecz na tyle masywnych aby mog\u0142y utrzyma\u0107 atmosfer\u0119 wok\u00f3\u0142 siebie (o ile ta jest wymagana). Praktycznie zostaje nam do wyboru Mars, Enceladus, Tytan.
\nSama idea aby planety wymienia\u0142y si\u0119 pomi\u0119dzy sob\u0105 materia\u0142em genetycznym jest ciekawa.
\nMo\u017ce tak si\u0119 dzieje w przypadku jaki\u015b uk\u0142ad\u00f3w planetarnych o innym u\u0142o\u017ceniu mas i odleg\u0142o\u015bci pomi\u0119dzy egzoplanetami ni\u017c to widzimy w Uk\u0142adzie S\u0142onecznym?<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> Ciemna materia omija\/ignoruje zwyk\u0142\u0105 materi\u0119 a tak\u017ce jest niewidoczna jednak\u017ce czy jest spos\u00f3b by j\u0105 uchwyci\u0107? Czy oddzia\u0142ywanie na grawitacj\u0119 to jedyna opcja jak\u0105 mo\u017cna w tej chwili stwierdzi\u0107?<\/p>\n

Odpowiada <\/b> prof. dr hab. Piotr Jaranowski<\/strong>:
\nObecnie prowadzonych jest na \u015bwiecie kilka eksperyment\u00f3w maj\u0105cych na celu wykrycie cz\u0105stek, kt\u00f3re prawdopodobnie tworz\u0105 ciemn\u0105 materi\u0119.
\nMimo i\u017c cz\u0105stki ciemnej materii oddzia\u0142uj\u0105 ze znanymi cz\u0105stkami (takimi jak neutrony, protony czy elektrony) tylko grawitacyjnie, cz\u0105stka ciemnej materii zderzaj\u0105c si\u0119 np. z j\u0105drem jakiego\u015b atomu przeka\u017ce temu j\u0105dru cz\u0119\u015b\u0107 swojej energii kinetycznej (j\u0105dro atomu nie jest “przezroczyste” dla cz\u0105stki ciemnej materii). W wyniku takiego zderzenia j\u0105dro zacznie si\u0119 porusza\u0107 (czyli dozna odrzutu) i skutki takich w\u0142a\u015bnie zderze\u0144 s\u0105 poszukiwane w eksperymentach maj\u0105cych wykry\u0107 ciemn\u0105 materi\u0119.<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> Skoro energia jest skwantowana a oddzia\u0142ywania polegaj\u0105 na wymianie cz\u0105stek czy z tego nie wynika, \u017ce pr\u0119dko\u015b\u0107 r\u00f3wnie\u017c powinna by\u0107 skwantowana oraz, \u017ce istnieje pr\u0119dko\u015b\u0107 minimalna?<\/p>\n

Odpowiada <\/b> prof. dr hab. Krzysztof Szyma\u0144ski<\/strong>:
\nNie widz\u0119 jak ze skwantowania energii i wymiany cz\u0105stek ma wynika\u0107 skwantowanie pr\u0119dko\u015bci. W niekt\u00f3rych sytuacjach p\u0119d jest skwantowany, wi\u0119c je\u015bli przyj\u0105\u0107, ze p\u0119d to masa razy pr\u0119dko\u015b\u0107, pr\u0119dko\u015b\u0107 te\u017c jest tu skwantowana.<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> W jakiej sytuacji znaj\u0105c dawk\u0119 poch\u0142oni\u0119t\u0105 oceni\u0119 skutki zdrowotne? Jakie s\u0105 potrzebne warunki i dawka poch\u0142oni\u0119t\u0105 \u017ceby by\u0107 pewnym skutk\u00f3w zdrowotnych u cz\u0142owieka napromieniowanego?<\/p>\n

Odpowiada <\/b> dr hab. Andrzej Andrejczuk, prof. UwB<\/strong>:
\nDawk\u0119 promieniowania jonizuj\u0105cego mierzymy w Gy (1 Gy=1J\/1kg). 1 Gy oznacza, \u017ce energia 1 J zosta\u0142a zu\u017cyta na kreacj\u0119 par jon-elektron lub wolnych rodnik\u00f3w w 1 kg materii. W materii biologicznej w zale\u017cno\u015bci od st\u0119\u017cenia jon\u00f3w i rodnik\u00f3w nast\u0119puje uszkodzenie r\u00f3\u017cnych cz\u0119\u015bci kom\u00f3rek. Je\u017celi uszkodzenia s\u0105 rzadkie kom\u00f3rka si\u0119 naprawi. Je\u017celi uszkodze\u0144 jest zbyt du\u017co kom\u00f3rka umiera. \u015amier\u0107 zbyt du\u017cej liczby kom\u00f3rek w tkance powoduje stan chorobowy, kt\u00f3ry organizm stara si\u0119 wyleczy\u0107. R\u00f3\u017cne kom\u00f3rki i tkanki reaguj\u0105 inaczej na uszkodzenia. Pewne organy uszkadzaj\u0105 si\u0119 \u0142atwiej ni\u017c inne, nazywa si\u0119 je organami krytycznymi.
\nSkutki napromienienia s\u0105 zale\u017cne od tego czy dawka jest zdeponowana lokalnie czy jest roz\u0142o\u017cona na ca\u0142e cia\u0142o. \u0179r\u00f3d\u0142a podaj\u0105, \u017ce przy jednorazowej dawce w zakresie 0.25- 1.0 Gy na ca\u0142e cia\u0142o mog\u0105 pojawi\u0107 si\u0119 pewne symptomy takie jak zmiany w ilo\u015bci kom\u00f3rek krwi, brak apetytu i nudno\u015bci. Przy dawce 1-3 Gy symptomy pojawi\u0105 si\u0119 na pewno i b\u0119d\u0105 silniejsze. Jest to choroba popromienna, kt\u00f3r\u0105 wi\u0119kszo\u015b\u0107 ludzi prze\u017cywa bez skutk\u00f3w ubocznych. Je\u017celi dawka jest oko\u0142o 4 Gy statystycznie po\u0142owa ludzi w ci\u0105gu 30 dni umiera. Mo\u017cna wi\u0119c powiedzie\u0107, \u017ce aby by\u0107 pewnym widocznych skutk\u00f3w nale\u017cy otrzyma\u0107 na ca\u0142e cia\u0142o dawk\u0119 nie mniejsz\u0105 ni\u017c 1 Gy. Specjalistyczne badania krwi wykrywaj\u0105 reakcj\u0119 organizmu na mniejsze dawki.
\nWa\u017cny jest r\u00f3wnie\u017c czas zdeponowania dawki. Je\u017celi dawk\u0119 4 Gy roz\u0142o\u017cymy w czasie jednego miesi\u0105ca skutki b\u0119d\u0105 na pewno inne, gdy\u017c organizm b\u0119dzie naprawia\u0142 si\u0119 ju\u017c w trakcie deponowania dawki. W radioterapii stosuje si\u0119 dawki 10 Gy na wybrany obszar cia\u0142a (guz nowotworowy), ale podaje si\u0119 je w wielu frakcjach po to \u017ceby u\u0142atwi\u0107 organizmowi naprawianie zdrowych tkanek, kt\u00f3re przy okazji s\u0105 na\u015bwietlane.<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> Czy gdyby na Ksi\u0119\u017cycu by\u0142y oceany z wod\u0105, to wyst\u0119powa\u0142by tam zjawisko przyp\u0142ywu? Szukaj\u0105c odpowiedzi na to pytanie trafi\u0142em na prawa Cassiniego i je\u015bli dobrze rozumuj\u0119 przyp\u0142ywy nie by\u0142yby mo\u017cliwe poniewa\u017c Ksi\u0119\u017cyc jest zwr\u00f3cony do Ziemi ca\u0142y czas t\u0105 sam\u0105 stron\u0105. Czy w takim razie istniej\u0105 ksi\u0119\u017cyce kt\u00f3re nie podlegaj\u0105 prawom Cassiniego i dzi\u0119ki temu przyp\u0142ywy by\u0142yby mo\u017cliwe? Czy by\u0142yby one znacznie intensywniejsze ni\u017c na Ziemi ze wzgl\u0119du na to \u017ce masa planety jest wi\u0119ksza od masy ksi\u0119\u017cyca?<\/p>\n

Odpowiadaj\u0105 <\/b> dr hab. Marek Niko\u0142ajuk i prof. dr hab. Piotr Jaranowski<\/strong>:
\nCo prawda Ksi\u0119\u017cyc jest zwr\u00f3cony do Ziemi ca\u0142y czas t\u0105 sam\u0105 stron\u0105, ale nie zosta\u0142 do ko\u0144ca wyhamowany przez Ziemi\u0119, i troch\u0119 si\u0119 ko\u0142ysze tak, \u017ce widzimy oko\u0142o 59% powierzchni Ksi\u0119\u017cyca w ci\u0105gu miesi\u0105ca. Jest to zjawisko libracji (wyja\u015bnione przez Cassiniego). Tak wi\u0119c na dzisiejszym Ksi\u0119\u017cycu mieliby\u015bmy ma\u0142e przyp\u0142ywy.
\nW Uk\u0142adzie S\u0142onecznym s\u0105 ksi\u0119\u017cyce, kt\u00f3re maj\u0105 przyp\u0142ywy. Dobrym przyk\u0142adem s\u0105 ksi\u0119\u017cyce Jowisza lub Saturna. Ksi\u0119\u017cyc Jowisza Io ma przyp\u0142ywy gruntu (podobnie jak Ziemia). S\u0105 one na tyle silne, \u017ce j\u0105dro jest \u015bciskane przez Jowisza i podgrzewane. Erupcje wulkan\u00f3w na Io s\u0105 tak silne, \u017ce wyrzucana materia osi\u0105ga II pr\u0119dko\u015b\u0107 kosmiczn\u0105. Innym przyk\u0142adem jest Enceladus – ksi\u0119\u017cyc Saturna. Jest on pokryty wodnym oceanem (10 x g\u0142\u0119bszym ni\u017c najg\u0142\u0119bsze oceany na Ziemi). W wyniku przyp\u0142yw\u00f3w i \u015bciskania grawitacyjnego przez Saturna wyrzuca on wodne gejzery si\u0119gaj\u0105ce w kosmos. Na Enceladusie s\u0105 przyp\u0142ywy wody w oceanie i skorupy lodowej na oceanie, kt\u00f3ra p\u0119ka w tych miejscach w kt\u00f3rych jest najcie\u0144sza.<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> 1.Czy czasoprzestrze\u0144 o 4 wymiarach jest bytem materialnym czy poj\u0119ciem matem.-fiz. potrzebnym do stworzenia teorii OTW?
\n2.Dlaczego u\u017cywa si\u0119 w artyku\u0142ach i podr\u0119cznikach na temat OTW okre\u015blenia, \u017ce masy i energie zakrzywiaj\u0105 czasoprzestrze\u0144? Czasoprzestrze\u0144 to wg mnie przyj\u0119ty model mat.-fiz. w formalizmie OTW. Mo\u017ce w\u0142a\u015bciwiej by\u0142oby pisa\u0107, \u017ce zakrzywiona jest przestrze\u0144 a nie model mat.-fiz.<\/p>\n

Odpowiada <\/b> prof. dr hab. Piotr Jaranowski<\/strong>:
\nAd1. Przez czasoprzestrze\u0144 rozumiemy zbi\u00f3r wszystkich zdarze\u0144, kt\u00f3re kiedykolwiek i gdziekolwiek i z punktu widzenia dowolnego obserwatora ju\u017c si\u0119 wydarzy\u0142y, w\u0142a\u015bnie teraz si\u0119 dziej\u0105 lub wydarz\u0105 si\u0119 dopiero w jego przysz\u0142o\u015bci.
\nCzasoprzestrze\u0144 jest realnym bytem, tak samo jako realny jest np. czas zwi\u0105zany z jakim\u015b obserwatorem poruszaj\u0105cym si\u0119 w czasoprzestrzeni. Odst\u0119py takiego czasu mierz\u0105 zegary poruszaj\u0105ce si\u0119 wraz z obserwatorem. Nale\u017cy pami\u0119ta\u0107, \u017ce r\u00f3\u017cni obserwatorzy mog\u0105 zmierzy\u0107 r\u00f3\u017cne odst\u0119py czasu pomi\u0119dzy tymi samymi dwoma zdarzeniami. Wyniki wszystkich tych pomiar\u00f3w s\u0105 w pewnym sensie ju\u017c zawarte w czasoprzestrzeni.
\nOg\u00f3lna teoria wzgl\u0119dno\u015bci pos\u0142uguje si\u0119 matematycznym modelem czasoprzestrzeni, kt\u00f3rym jest 4-wymiarowa rozmaito\u015b\u0107 r\u00f3\u017cniczkowa z metryk\u0105.
\nAd2. Jak ju\u017c wyja\u015bni\u0142em, czasoprzestrze\u0144 nie jest matematycznym modelem, ale jest realnie istniej\u0105cym bytem. Jest rzecz\u0105 poprawn\u0105 stwierdzenie, \u017ce masy i energie zakrzywiaj\u0105 czasoprzestrze\u0144. Zakrzywiana jest “ca\u0142a” czasoprzestrze\u0144, a nie tylko przestrze\u0144. W teorii wzgl\u0119dno\u015bci nie da si\u0119 czasoprzestrzeni podzieli\u0107 w spos\u00f3b uniwersalny, czyli obowi\u0105zuj\u0105cy wszystkich obserwator\u00f3w, na czas i przestrze\u0144.<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> Buduj\u0119 komor\u0119 ze \u015bwiat\u0142em UV do suszenia lakieru olejnego na skrzypcach. Lakier kt\u00f3ry u\u017cywam jest robiony na podstawie starych w\u0142oskich receptur. Mo\u017ce by\u0107 rozcie\u0144czany r\u00f3\u017cnymi olejami kt\u00f3re nie bardzo chc\u0105 schn\u0105\u0107 np. olej z orzech\u00f3w. Stradivarius lakierowa\u0142 instrument 6 miesi\u0119cy, dzisiaj u\u017cywa si\u0119 do tego \u015bwietl\u00f3wek UV. Tylko z jakiego spektrum \u015bwiat\u0142o b\u0119dzie najlepsze? UV C stosuj\u0119 si\u0119 w filtrach do rozbijania zawieszonego w powietrzu t\u0142uszczu. Nie znajduje wyczerpuj\u0105cej odpowiedzi od d\u0142u\u017cszego czasu, a szkoda czasu trzeba robi\u0107 skrzypce. My\u015bl\u0119 \u017ce dla fizyka mo\u017ce to by\u0107 oczywiste.<\/p>\n

Odpowiada <\/b> prof. dr hab. Krzysztof Szyma\u0144ski<\/strong>:
\nPytanie jest raczej do chemika, bo proces schni\u0119cia olej\u00f3w wi\u0105\u017ce si\u0119 z reakcjami utleniania. Tego typu reakcje wyst\u0119puj\u0105 w procesach produkcji pokost\u00f3w. S\u0105 to moje podejrzenia. Nie s\u0105dz\u0119, by procesy te silnie zale\u017ca\u0142y od spektrum UV. Prosz\u0119 sprawdzi\u0107, czy ozonowanie nie b\u0119dzie przyspiesza\u0107 procesu.<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> Interesuje mnie czy b\u0119dzie mo\u017cliwe wybudowanie wehiku\u0142u czasu aby cofn\u0105\u0107 si\u0119 w czasie i kiedy to nast\u0105pi je\u015bli jest to mo\u017cliwe?<\/p>\n

Odpowiada <\/b> prof. dr hab. Krzysztof Szyma\u0144ski<\/strong>:
\nWed\u0142ug aktualnego stanu wiedzy nie jest to mo\u017cliwe z uwagi na prawa fizyki, a nie tylko mo\u017cliwo\u015bci techniczne.<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> Czy obiekt o pewnej masie b\u0119dzie oddzia\u0142ywa\u0142 na inne obiekty z inn\u0105 si\u0142\u0105 grawitacyjn\u0105 gdy jego obj\u0119to\u015b\u0107 b\u0119dziemy zmniejsza\u0107?
\nKonkretnie interesuje mnie odpowied\u017a na pytanie, czy “droga mleczna” i M101 b\u0119d\u0105 tak samo na siebie oddzia\u0142ywa\u0107
\n1 – w stanie jakim s\u0105 obecnie
\n2 – w przypadku gdyby obie galaktyki sta\u0142yby si\u0119 czarnymi dziurami (poch\u0142on\u0119\u0142y wszystko w swoim lokalnym otoczeniu.).
\nJe\u017celi tak to jakiego rz\u0119du s\u0105 to wielko\u015bci?<\/p>\n

Odpowiada <\/b> prof. dr hab. Piotr Jaranowski<\/strong>:
\nJe\u017celi dwa przyci\u0105gaj\u0105ce si\u0119 grawitacyjnie obiekty znajduj\u0105 si\u0119 w odleg\u0142o\u015bci bardzo du\u017cej w por\u00f3wnaniu z ich rozmiarami, to si\u0142a przyci\u0105gania grawitacyjnego pomi\u0119dzy nimi zale\u017cy praktycznie tylko od ca\u0142kowitej masy ka\u017cdego z obiekt\u00f3w, nie zale\u017cy natomiast od szczeg\u00f3\u0142\u00f3w budowy ka\u017cdego z nich. Tak w\u0142a\u015bnie jest w przypadku galaktyk, dlatego zast\u0105pienie ka\u017cdej z nich czarn\u0105 dziur\u0105 o masie r\u00f3wnej masie galaktyki praktycznie nie zmieni\u0142oby si\u0142y
\nprzyci\u0105gania pomi\u0119dzy galaktykami.<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> Dlaczego Mars jest najja\u015bniejszy wtedy gdy znajduje si\u0119 180 stopni od S\u0142o\u0144ca?<\/p>\n

Odpowiada <\/b> prof. dr hab. Krzysztof Szyma\u0144ski<\/strong>:
\nNie tylko Mars, ale ka\u017cda planeta, jak r\u00f3wnie\u017c Ksi\u0119\u017cyc. Wtedy bowiem mamy pe\u0142ni\u0119.<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> Zastanawiam si\u0119, czy dwie kr\u0105\u017c\u0105ce wok\u00f3\u0142 siebie czarne dziury, bli\u017aniaczo podobne, mog\u0142y by poprzez oddzia\u0142ywanie na siebie, podkrada\u0107 sobie materi\u0119 (lub j\u0105 emitowa\u0107 do przestrzeni), lub wzajemnie si\u0119 unicestwi\u0107, eksploduj\u0105c materi\u0119 w przestrze\u0144 (taki nowy “Wielki Wybuch”)? Czy takie teorie by\u0142y opisywane lub analizowane przez fizyk\u00f3w?<\/p>\n

Odpowiada <\/b> prof. dr hab. Piotr Jaranowski<\/strong>:
\nDwie czarne dziury, kr\u0105\u017c\u0105ce wok\u00f3\u0142 wsp\u00f3lnego \u015brodka masy uk\u0142adu tych dziur, nie mog\u0105 wymienia\u0107 mi\u0119dzy sob\u0105 masy. Ka\u017cda czarna dziura ma brzeg, nazywany horyzontem, kt\u00f3ry znajduje si\u0119 w pr\u00f3\u017cni i na kt\u00f3rym nie ma \u017cadnej materii. Dodatkowo \u017cadna materia (ani \u015bwiat\u0142o) znajduj\u0105ca si\u0119 pod horyzontem (czyli we wn\u0119trzu czarnej dziury), nie mo\u017ce wydosta\u0107 si\u0119 na zewn\u0105trz czarnej dziury. Je\u015bli dwie czarne dziury kr\u0105\u017c\u0105c wok\u00f3\u0142 siebie znajd\u0105 si\u0119 dostatecznie blisko jedna drugiej, zaczynaj\u0105 emitowa\u0107 znacz\u0105ce ilo\u015bci promieniowania grawitacyjnego, co stopniowo zmniejsza ca\u0142kowit\u0105 mas\u0119 uk\u0142adu dw\u00f3ch czarnych dziur. Dzieje si\u0119 tak dlatego, \u017ce promieniowanie grawitacyjne unosi energi\u0119, skutkiem czego zmniejsza si\u0119 energia uk\u0142adu czarnych dziur, a maleniu energii odpowiada malenie masy, bo zgodnie ze wzorem Einsteina: energia r\u00f3wna si\u0119 masa razy pr\u0119dko\u015b\u0107 \u015bwiat\u0142a do kwadratu (E = mc2<\/sup>). Obowi\u0105zuje tutaj zasada zachowania energii: energia uk\u0142adu dw\u00f3ch czarnych dziur zmniejsza si\u0119 dok\u0142adnie o tyle, ile wynosi energia uniesiona przez promieniowanie grawitacyjne.
\nOstatecznie obie czarne dziury zlewaj\u0105 si\u0119 w jedn\u0105 wi\u0119ksz\u0105 czarn\u0105 dziur\u0119, kt\u00f3ra szybko przestaje wysy\u0142a\u0107 promieniowanie grawitacyjne. Masa ko\u0144cowej czarnej dziury jest sum\u0105 pocz\u0105tkowych mas zlewaj\u0105cych si\u0119 czarnych dziur pomniejszon\u0105 o mas\u0119 uniesion\u0105 w postaci energii przez promieniowanie grawitacyjne.<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> Witam, fizyka zajmuje si\u0119 tylko hobbystycznie i nie jestem bardzo dobry w tym temacie, ale od kilku dni nurtuje mnie takie pytanie, czy je\u015bli hipoteza wielkiego kolapsu by\u0142aby prawdziwa, to oznacza\u0142oby \u017ce przez bardzo kr\u00f3tki czas wszech\u015bwiat by\u0142by statyczny? Tzn. rozszerzanie wszech\u015bwiata zwalnia\u0142oby a przez moment zanim zacz\u0105\u0142by si\u0119 kurczy\u0107 musia\u0142by nie zachodzi\u0107 ruch w \u017cadn\u0105 ze stron. Oczywi\u015bcie wiem, ze to tylko hipoteza i to nie najprawdopodobniejsza, ale jednak ciekawi mnie to czysto teoretycznie. Wiem ze niekt\u00f3re z r\u00f3wna\u0144 Einsteina dzia\u0142aj\u0105 tylko w niestatycznym wszech\u015bwiecie, wiec czy przez t\u0105 kr\u00f3tka chwile one by si\u0119 za\u0142amywa\u0142y?<\/p>\n

Odpowiada <\/b> prof. dr hab. Krzysztof Szyma\u0144ski<\/strong>:
\nZanim przejd\u0119 do w\u0142a\u015bciwej odpowiedzi, zwr\u00f3c\u0119 uwag\u0105 na pewne zjawisko. W wielu przypadkach dynamicznych proces\u00f3w obserwujemy to, \u017ce pr\u0119dko\u015bci si\u0119 zeruj\u0105, a zjawisko ci\u0105gle przebiega: ma to miejsce w przypadku drga\u0144 wahad\u0142a czy podrzuconej do g\u00f3ry pi\u0142ki. To, \u017ce pr\u0119dko\u015bci si\u0119 zeruj\u0105 nie oznacza, \u017ce zmieniaj\u0105 si\u0119 prawa fizyki rz\u0105dz\u0105ce ruchem.
\nPodobnie z hipotez\u0105 oscyluj\u0105cego wszech\u015bwiata: pomimo szczeg\u00f3lnych warto\u015bci pr\u0119dko\u015bci, w tym zerowych, prawa rz\u0105dz\u0105ce dynamik\u0105 ca\u0142ego Wszech\u015bwiata nie ulegaj\u0105 zmianie.<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> Czy roz\u0142o\u017cenie \u0142adunku na tratwie wp\u0142ywa na zanurzenie tratwy? Je\u015bli na tratwie roz\u0142o\u017cymy \u0142adunek b\u0119dziemy wstanie na niej przetransportowa\u0107 wi\u0119cej kg \u0142adunku? Przyk\u0142adowo mamy \u0142adunek 600 kg na \u015brodku tratwy. A w 2 sytuacji mamy ten sam \u0142adunek roz\u0142o\u017cony na ca\u0142ej tratwie na 6 cz\u0119\u015bci po 100 kg.<\/p>\n

Odpowiada <\/b> dr hab. Tomasz Karpiuk<\/strong>:
\nWydaje mi si\u0119, \u017ce w Pana pytaniu mieszaj\u0105 si\u0119 dwa podej\u015bcia do opisu koloru. W pierwszej cz\u0119\u015bci gdy m\u00f3wi si\u0119, \u017ce po poch\u0142oni\u0119ciu sk\u0142adowej zielonej i niebieskiej widzimy kolor czerwony u\u017cywany jest model RGB – Red (czerwony), Green (zielony), Blue (niebieski). Jest to uproszczony model koloru u\u017cywany najcz\u0119\u015bciej w grafice komputerowej. Mamy tu trzy podstawowe kolory. Pozosta\u0142e kolory tworzone s\u0105 przez mieszanie tych trzech podstawowych. U\u017cywaj\u0105c tego modelu wystarczy powiedzie\u0107, \u017ce aby na koniec otrzyma\u0107 czysty czerwony kolor trzeba poch\u0142on\u0105\u0107 sk\u0142adow\u0105 zielon\u0105 i niebiesk\u0105. I to si\u0119 najcz\u0119\u015bciej m\u00f3wi m\u00f3wi\u0105c o kolorach i widzeniu koloru czerwonego gdy si\u0119 m\u00f3wi o grafice komputerowej.
\nOczywi\u015bcie w rzeczywisto\u015bci kolory zale\u017c\u0105 od d\u0142ugo\u015bci padaj\u0105cego \u015bwiat\u0142a i gdy si\u0119 na nie patrzy z punktu widzenia fizyki to w \u015bwietle bia\u0142ym mamy wszystkie kolory t\u0119czy. Tak wi\u0119c w rzeczywisto\u015bci aby otrzyma\u0107 czysty kolor czerwony trzeba r\u00f3wnie\u017c poch\u0142on\u0105\u0107 te cz\u0119\u015bci spektrum \u015bwiat\u0142a widzialnego, kt\u00f3re odpowiadaj\u0105 za kolory fioletowy, \u017c\u00f3\u0142ty i pomara\u0144czowy. Ale je\u015bli ju\u017c kto\u015b u\u017cywa modelu RGB to nie trzeba tego m\u00f3wi\u0107. Wydaje mi si\u0119 wiec, \u017ce mamy tu do czynienia z pewnym nieporozumieniem i z mieszaniem dw\u00f3ch modeli opisu koloru.<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> Czy roz\u0142o\u017cenie \u0142adunku na tratwie wp\u0142ywa na zanurzenie tratwy? Je\u015bli na tratwie roz\u0142o\u017cymy \u0142adunek b\u0119dziemy wstanie na niej przetransportowa\u0107 wi\u0119cej kg \u0142adunku? Przyk\u0142adowo mamy \u0142adunek 600 kg na \u015brodku tratwy. A w 2 sytuacji mamy ten sam \u0142adunek roz\u0142o\u017cony na ca\u0142ej tratwie na 6 cz\u0119\u015bci po 100 kg.<\/p>\n

Odpowiada <\/b>prof. dr hab. Krzysztof Szyma\u0144ski<\/strong>:
\nDodatkowy ci\u0119\u017car po\u0142o\u017cony na tratw\u0119 b\u0119dzie r\u00f3wnowa\u017cony przez si\u0142\u0119 wyporu. Zatem si\u0142a wyporu, zale\u017cna od zanurzenia tratwy b\u0119dzie zale\u017ce\u0107 tylko od ci\u0119\u017caru, a nie od jego roz\u0142o\u017cenia. W obu podanych przyk\u0142adach zanurzenie b\u0119dzie takie samo.
\nDo tego trzeba doda\u0107 dwie uwagi. 1. Ci\u0119\u017car roz\u0142o\u017cony nier\u00f3wnomiernie lub niew\u0142a\u015bciwie, w praktyce mo\u017ce spowodowa\u0107 przechy\u0142 tratwy lub jej uszkodzenie. 2. Je\u015bli ci\u0119\u017car umie\u015bcimy w wodzie pod tratw\u0105, to zanurzenie tratwy b\u0119dzie mniejsze ni\u017c w przypadku umieszczenia ci\u0119\u017caru na tratwie.<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> 1. W jaki spos\u00f3b formalizm og\u00f3lnej teorii wzgl\u0119dno\u015bci wyja\u015bnia efekt ci\u0119\u017caru planet i cia\u0142 spoczywaj\u0105cych na nich poruszaj\u0105cych si\u0119 w czasoprzestrzeni?
\n2. Co to jest grawitacja w\u0142asna planet spajaj\u0105ca je podczas orbitowania w czasoprzestrzeni i chroni\u0105ca przed rozpadem?<\/p>\n

Odpowiada <\/b>prof. dr hab. Piotr Jaranowski<\/strong>:
\nAd 1. W og\u00f3lnej teorii wzgl\u0119dno\u015bci grawitacj\u0119 opisuje si\u0119 za pomoc\u0105 poj\u0119cia krzywizny czasoprzestrzeni. Grawitacja zakrzywia czasoprzestrze\u0144, a cia\u0142a poruszaj\u0105 si\u0119 w czasoprzestrzeni po mo\u017cliwie najprostszych krzywych, jakie w zakrzywionej czasoprzestrzeni istniej\u0105. I tak\u0105 mo\u017cliwie najprostsz\u0105 krzyw\u0105 jest orbita planety wok\u00f3\u0142 S\u0142o\u0144ca, o ile spojrzy si\u0119 na ni\u0105 z punktu widzenia czasoprzestrzeni, a nie samej przestrzeni. Przestrzenna ko\u0142owa orbita planety jest rzutem trajektorii planety w czasoprzestrzeni, kt\u00f3r\u0105 mo\u017cemy sobie wyobrazi\u0107 jako lini\u0119 \u015brubow\u0105 nawini\u0119ta na powierzchni\u0119 walca, kt\u00f3rego promie\u0144 jest r\u00f3wny odleg\u0142o\u015bci planety od S\u0142o\u0144ca.
\nR\u00f3wnie\u017c cia\u0142a w pobli\u017cu powierzchni planety poruszaj\u0105 si\u0119 po krzywych mo\u017cliwie najprostszych w czasoprzestrzeni zakrzywionej przez grawitacj\u0119 planety. Tym razem krzywe te s\u0105 trajektoriami cia\u0142 spadaj\u0105cych swobodnie (np. pionowo w d\u00f3\u0142). Ale spadek taki nie mo\u017ce trwa\u0107 wiecznie, bo jest zatrzymany przez sztywn\u0105 powierzchni\u0119 planety.
\nAd 2. S\u0142owo “w\u0142asny” oznacza tutaj po prostu przyci\u0105ganie grawitacyjne pomi\u0119dzy r\u00f3\u017cnymi fragmentami tego samego cia\u0142a, np. planety. Na dowolnie wybrany niewielki fragment materii wewn\u0105trz planety dzia\u0142aj\u0105 grawitacyjnie wszystkie te fragmenty planety, kt\u00f3re znajduj\u0105 si\u0119 bli\u017cej \u015brodka planety ni\u017c wybrany fragment. Dzia\u0142anie grawitacyjne pozosta\u0142ych fragment\u00f3w planety wzajemnie si\u0119 znosi.<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> Skoro mas\u0119 mo\u017cna zamieni\u0107 na energi\u0119 zgodnie ze wzorem E=mc2<\/sup> to czy energia r\u00f3wnie\u017c powoduje grawitacj\u0119?<\/p>\n

Odpowiada <\/b>prof. dr hab. Piotr Jaranowski<\/strong>:
\nTak, wszelkie rodzaje energii s\u0105 \u017ar\u00f3d\u0142em pola grawitacyjnego. Jak wiemy, zwi\u0105zek pomi\u0119dzy mas\u0105 i energi\u0105 zosta\u0142 znaleziony przez Einsteina w ramach jego szczeg\u00f3lnej teorii wzgl\u0119dno\u015bci.
\nEinstein jest te\u017c autorem og\u00f3lnej teorii wzgl\u0119dno\u015bci, kt\u00f3ra jest teori\u0105 grawitacji zgodn\u0105 ze szczeg\u00f3ln\u0105 teori\u0105 wzgl\u0119dno\u015bci i jest uog\u00f3lnieniem teorii grawitacji Newtona. I w\u0142a\u015bnie zgodnie z teori\u0105 grawitacji Einsteina \u017ar\u00f3d\u0142em pola grawitacyjnego s\u0105 wszelkie rodzaje energii. Np. nieruchoma nieobracaj\u0105ca si\u0119 kula wytwarza pewne pole grawitacyjne. Je\u015bli kula zacznie si\u0119 obraca\u0107 wok\u00f3\u0142 osi przechodz\u0105cej przez jej \u015brodek, pole grawitacyjne wytwarzane przez kul\u0119 zmieni si\u0119, poniewa\u017c z ruchem obrotowym zwi\u0105zana jest pewna energia kinetyczna, kt\u00f3ra daje sw\u00f3j wk\u0142ad do pola grawitacyjnego.<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> Co by si\u0119 sta\u0142o gdyby po\u0142o\u017cy\u0107 delikatnie na ziemi\u0119 “\u0142y\u017ceczk\u0119” gwiazdy neutronowej (oko\u0142o 6 miliard\u00f3w ton)? Zapad\u0142aby si\u0119 do samego j\u0105dra Ziemi? Jak wygl\u0105da\u0142by krajobraz w pobli\u017cu tak wielkiego ci\u0119\u017caru skompresowanego do tak ma\u0142ej wielko\u015bci?<\/p>\n

Odpowiadaj\u0105 <\/b>prof. dr hab. Piotr Jaranowski i prof. dr hab. Krzysztof Szyma\u0144ski<\/strong>:
\nOdpowied\u017a na to pytanie jest z\u0142o\u017cona i dlatego zaczniemy od pewnych uproszcze\u0144, by wskaza\u0107 istotne dla problemu zjawiska.
\nMasa Ziemi wynosi oko\u0142o 6*1024<\/sup> kg, masa fragmentu gwiazdy neutronowej 6*1012<\/sup> kg. Si\u0142a przyci\u0105gania tego fragmentu przez Ziemi\u0119 wynosi 6*1013<\/sup> N.
\nWytrzyma\u0142o\u015b\u0107 ska\u0142y mo\u017cna szacowa\u0107 na 40 MPa, st\u0105d si\u0142a nacisku niszcz\u0105ca ska\u0142\u0119 na powierzchni 10 cm2<\/sup> jest rz\u0119du 4*104<\/sup> N.
\nWida\u0107 \u017ce op\u00f3r ska\u0142y, kt\u00f3ra ulega\u0142aby kruszeniu jest znikomy w por\u00f3wnaniu do si\u0142y, kt\u00f3r\u0105 m\u00f3g\u0142by ten fragment naciska\u0107.
\nSpodziewa\u0107 by si\u0119 zatem nale\u017ca\u0142o spadku w kierunku \u015brodka Ziemi zachodz\u0105cego bez opor\u00f3w.
\nFragment gwiazdy by\u0142by \u017ar\u00f3d\u0142em pola grawitacyjnego i przyspieszenie grawitacyjne r\u00f3wne przyspieszeniu ziemskiemu znajdowa\u0142oby si\u0119 w odleg\u0142o\u015bci 6 m.
\nPoza tym fragment gwiazdy dzia\u0142a\u0142by na ka\u017cdy kilogram masy w odleg\u0142o\u015bci 10 cm si\u0142\u0105 przyci\u0105gania rz\u0119du 4*104<\/sup> N czyli 40 Ton.
\nMo\u017cna by sobie wi\u0119c wyobra\u017ca\u0107, \u017ce taki fragment spada\u0142by swobodnie krusz\u0105c ska\u0142y i zabiera\u0142by ze sob\u0105 pokruszony materia\u0142. Powsta\u0142aby dziura, kt\u00f3ra by\u0142aby zasypywana przez fragmenty skorupy ziemskiej. Fragment gwiazdy zapewne “przelecia\u0142by” przez \u015brodek Ziemi i pojawi\u0142by si\u0119 jaki\u015b ruch oscylacyjny (o malej\u0105cej amplitudzie).
\nPrzedstawione rozwa\u017cania zawieraj\u0105 nie\u015bcis\u0142o\u015b\u0107, poniewa\u017c nie mo\u017cna mie\u0107 \u201e\u0142y\u017ceczki\u201d gwiazdy neutronowej bez wywierania odpowiedniego ci\u015bnienia. Tak g\u0119sta materia mo\u017ce istnie\u0107 tylko w \u015brodku gwiazdy neutronowej i w \u017cadnym innym miejscu we Wszech\u015bwiecie.<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> W polu elektrycznym jest zale\u017cno\u015b\u0107 E=-(gradient) V (nat\u0119\u017cenie jest r\u00f3wne minus gradientowi potencja\u0142u). Czy taka sama zale\u017cno\u015b\u0107 zachodzi r\u00f3wnie\u017c w polu grawitacyjnym?<\/p>\n

Odpowiada <\/b>prof. dr hab. Krzysztof Szyma\u0144ski<\/strong>:
\nTak, z dodatkow\u0105 uwag\u0105, \u017ce masy s\u0105 tylko dodatnie, a \u0142adunki mog\u0105 by\u0107 dodatnie lub ujemne, co skutkuje odpowiednimi zmianami znak\u00f3w.<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> Dzi\u0119kuj\u0119 za odpowied\u017a na moje poprzednie pytania ale chcia\u0142bym jeszcze dopyta\u0107 o co\u015b bardziej istotnego poniewa\u017c ci\u0105gle si\u0119 dokszta\u0142cam. Prosz\u0119 o wyja\u015bnienie zjawiska fiz. przesy\u0142ania pr\u0105du obwodami elektrycznymi. Podczas przesy\u0142u pr\u0105du przewodem elektrycznym zasilanym generatorem, akumulatorem zachodz\u0105 w przewodzie dwa zasadnicze zjawiska fizyczne:
\n1. na skutek wytworzenia r\u00f3\u017cnicy potencja\u0142\u00f3w pomi\u0119dzy pocz\u0105tkiem i ko\u0144cem obwodu za pomoc\u0105 generatora lub baterii w przewodzie powstaje pole magnetyczne przy pr\u0105dzie sta\u0142ym i elektromagnetyczne przy pr\u0105dzie zmiennym, kt\u00f3re wywo\u0142uje uporz\u0105dkowany ruch elektron\u00f3w swobodnych na skutek si\u0142y Lorentza F=qxE wyst\u0119puj\u0105cej pomi\u0119dzy \u0142adunkami elektron\u00f3w i przez to p\u0142yni\u0119cie pr\u0105du. Elektrony poruszaj\u0105 si\u0119 z pr\u0119dko\u015bci\u0105 0,16 mm\/s.
\n2. elektrony swobodne podczas ruchu wytwarzaj\u0105 zmienne pole elektromagnetyczne, kt\u00f3re rozprzestrzenia si\u0119 w przewodzie w postaci fali e.m, kt\u00f3ra pobudza z pr\u0119dko\u015bci\u0105 zbli\u017con\u0105 do pr\u0119dko\u015bci \u015bwiat\u0142a wszystkie elektrony swobodne w ca\u0142ym obwodzie el. przez co pr\u0105d p\u0142ynie w nim natychmiast. Przew\u00f3d (obw\u00f3d) stanowi jedynie pas transmisyjny do przenoszenia energii elektrycznej o odp. parametrach (U, I) wytworzonych w \u017ar\u00f3dle czyli generatorze lub baterii.
\nPytania:
\n– Jaki wp\u0142yw na przep\u0142yw energii (wytworzonej w generatorze) maj\u0105 wolno poruszaj\u0105ce si\u0119 elektrony swobodne nios\u0105ce \u0142adunki a jaki pole e.m. w postaci fali e-m. wytworzone przez ww,elektrony? Mo\u017ce energi\u0119 przenosi tylko fala e-m.?
\n– Czy zadaniem ruchu elektron\u00f3w swobodnych w obwodzie jest tylko wytworzenie fali e-m. aby pobudzi\u0107 do ruchu pozosta\u0142e w ww. obwodzie?
\n– Od czego zale\u017cy moc przenoszonej energii w obwodzie?
\n– Czy zadaniem generatora pr\u0105du ,baterii jest zainicjowanie na kr\u00f3tkim odcinku obwodu el. ruchu elektron\u00f3w i fali e-m. pobudzaj\u0105cej do ruchu pozosta\u0142e elektrony ww. obwodu?<\/p>\n

Odpowiada <\/b>prof. dr hab. Krzysztof Szyma\u0144ski<\/strong>:
\nD\u0142ugo zwleka\u0142em z odpowiedzi\u0105, bo nie wiedzia\u0142em jak j\u0105 sformu\u0142owa\u0107.
\nM\u00f3wi\u0105c kr\u00f3tko – mam wra\u017cenie, ze dzieli Pan w\u0142os na czworo. Elektrony zawsze maj\u0105 \u0142adunek i zawsze wytwarzaj\u0105 pole elektromagnetyczne. Tak wi\u0119c pole i elektrony s\u0105 zawsze obecne. Fizyka daje pe\u0142ny opis zjawiska, wi\u0119c po co te rzeczy rozdziela\u0107?
\nI jeszcze jedno, opis zjawiska p\u0142yni\u0119cia pr\u0105du jest dany poprawnie tylko na poziomie mechaniki kwantowej. Je\u015bli w opisie klasycznym co\u015b si\u0119 nie zgadza – nie nale\u017cy si\u0119 tym przejmowa\u0107, opis klasyczny nie jest pe\u0142ny i dotyczy tylko pewnych aspekt\u00f3w zjawiska.
\nS\u0142u\u017c\u0119 dalszymi wyja\u015bnieniami, je\u015bli b\u0119dzie trzeba.<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> Jeszcze raz przepraszam za cz\u0119ste pytania ale rodz\u0105 si\u0119 one na bie\u017c\u0105co. To pytanie jest uzupe\u0142nieniem poprzedniego. Bardzo prosz\u0119 o konsultacj\u0119 i uszczeg\u00f3\u0142owienie mojego wywodu.
\n– Do pracy urz\u0105dzenia elektrycznego (\u017car\u00f3wka, \u017celazko, silnik itp.) nie jest istotne czy elektrony w przewodzie elektrycznym p\u0142yn\u0105 uporz\u0105dkowanie w jednym kierunku (pr\u0105d sta\u0142y) czy drgaj\u0105 w miejscu (pr\u0105d przemienny). Istotne jest aby pobudzi\u0107 swobodne elektrony do ruchu co powoduje wytworzenie w przewodzie fali E-M rozprzestrzeniaj\u0105cej si\u0119 z pr\u0119dko\u015bci\u0105 ok.v=(0,6-0,7)c, c= pr\u0119dko\u015b\u0107 \u015bwiat\u0142a w pr\u00f3\u017cni. Lapidarnie mo\u017cna powiedzie\u0107, \u017ce pr\u0105d to nie jak podaj\u0105 podr\u0119czniki uporz\u0105dkowany ruch elektron\u00f3w lecz rozprzestrzeniaj\u0105ca si\u0119 w przewodzie fala E-M nios\u0105ca energi\u0119 i biegn\u0105ca od potencja\u0142u napi\u0119cia wy\u017cszego do ni\u017cszego wywo\u0142ana ruchem swobodnych elektron\u00f3w na skutek przy\u0142o\u017cenia do obwodu napi\u0119cia. Energia fali E-M powoduje \u015bwiecenie \u017car\u00f3wki bo oddzia\u0142uje z sieci\u0105 krystaliczn\u0105 materia\u0142u \u017carnika wytwarzaj\u0105c ciep\u0142o i \u015bwiat\u0142o.W silniku natomiast fala E-M w uzwojeniu stojana na skutek drga\u0144 elektron\u00f3w (pr\u0105d przemienny) wywo\u0142uje si\u0142\u0119 elektromotoryczn\u0105 obracaj\u0105c\u0105 wirnik.<\/p>\n

Odpowiada <\/b>prof. dr hab. Krzysztof Szyma\u0144ski<\/strong>:
\nPrawd\u0105 jest, \u017ce do pracy urz\u0105dzenia elektrycznego nie jest istotne czy elektrony w przewodzie elektrycznym p\u0142yn\u0105 uporz\u0105dkowanie w jednym kierunku czy drgaj\u0105 w miejscu.
\nTak du\u017ce pr\u0119dko\u015bci, wspomniane w pytaniu, ma nie fala, lecz pojedyncze elektrony pomi\u0119dzy kolejnymi zderzeniami.
\nCo do poprawno\u015bci definicji pr\u0105du to podr\u0119czniki podaj\u0105 j\u0105 poprawnie, pr\u0105d, to uporz\u0105dkowany ruch elektron\u00f3w. Mamy szybki ruch elektron\u00f3w pomi\u0119dzy zderzeniami, w r\u00f3\u017cnych kierunkach, i na\u0142o\u017cony na to powolny ruch w kierunku pola elektrycznego. Analogia: rura z gazem, kt\u00f3r\u0105 popychamy z niewielk\u0105 pr\u0119dko\u015bci\u0105 (odpowiednik poprzedniego pr\u0119ta) – cz\u0105steczki poruszaj\u0105 si\u0119 z du\u017cymi pr\u0119dko\u015bciami w r\u00f3\u017cnych kierunkach i na to na\u0142o\u017cony jest powolny ruch o sta\u0142ej pr\u0119dko\u015bci.
\nI ostatnia kwestia – w przypadku wzrostu temperatury w przewodniku z pr\u0105dem istot\u0105 zjawiska nie jest jaka\u015b fala elektromagnetyczna lecz zdolno\u015b\u0107 elektron\u00f3w rozp\u0119dzanych przez pole elektryczne do wytracania energii kinetycznej i pobudzania sieci krystalicznej do drga\u0144. W silniku pr\u0105d wytwarza pewnych uzwojeniach pole magnetyczne (lub elektromagnetyczne) i to pole oddzia\u0142uje z polem magnetycznym (lub elektromagnetycznym) innych uzwoje\u0144. W taki spos\u00f3b silnik elektryczny mo\u017ce wykonywa\u0107 prac\u0119.<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> Bardzo dzi\u0119kuj\u0119 za szybk\u0105 i zrozumia\u0142\u0105 odpowied\u017a na temat pr\u0105du przemiennego. Z odpowiedzi wynika, \u017ce aby np. \u017car\u00f3wka \u015bwieci\u0142a nie wystarczy przep\u0142yw elektron\u00f3w przez \u017carnik \u017car\u00f3wki lecz istotna jest praca wykonywana przez elektrony. Bardzo bym prosi\u0142 o dok\u0142adniejsze rozwini\u0119cie tego zagadnienia i poparcie wzorami ze wzgl\u0119du na jego wa\u017cno\u015b\u0107 w \u017cyciu codziennym i braku informacji w podr\u0119cznikach.<\/p>\n

Odpowiada <\/b>prof. dr hab. Krzysztof Szyma\u0144ski<\/strong>:
\nPrzep\u0142yw nie wystarczy, bo np. w nadprzewodniku pr\u0105d p\u0142ynie, a nie wykonuje pracy.
\nJe\u015bli poruszamy pr\u0119tem (o kt\u00f3rym wcze\u015bniej pisa\u0142em), pr\u0119t porusza si\u0119 bez opor\u00f3w i nic nie jest przyczepione do ko\u0144ca, to te\u017c nie wykonujemy pracy.
\nW normalnym przewodniku elektrony s\u0105 zmuszone do ruchu (albo w jednym kierunku, albo do oscylacji) przez pole elektryczne, w wyniku oddzia\u0142ywa\u0144 z drganiami sieci krystalicznej trac\u0105 energi\u0119 i st\u0105d bierze si\u0119 ciep\u0142o lub \u015bwiecenie w\u0142\u00f3kna.
\nAnalogia: poruszaj\u0105c wspomnianym kijem w piasku, spowodujemy podniesienie temperatury tego piasku.<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> Aby jakie\u015b urz\u0105dzenie elektryczne dzia\u0142a\u0142o np. \u017car\u00f3wka, \u017celazko, silnik musi przez nie p\u0142yn\u0105\u0107 pr\u0105d tj., uporz\u0105dkowany ruch elektron\u00f3w z bieguna o wy\u017cszym napi\u0119ciu do bieguna o ni\u017cszym napi\u0119ciu. Tak si\u0119 dzieje przy pr\u0105dzie sta\u0142ym. Przy pr\u0105dzie przemiennym elektrony poruszaj\u0105 si\u0119 na przemian w obu kierunkach w kr\u00f3tkich odst\u0119pach czasu co mo\u017cna por\u00f3wna\u0107 do ich drgania w miejscu. Dlaczego mimo braku regularnego przep\u0142ywu elektron\u00f3w w przewodzie \u017car\u00f3wka \u015bwieci a urz\u0105dzenia elektryczne dzia\u0142aj\u0105. Pytanie jest b\u0142ahe ale w \u017cadnym podr\u0119czniku fizyki nie jest to dok\u0142adnie wyja\u015bnione.<\/p>\n

Odpowiada <\/b>prof. dr hab. Krzysztof Szyma\u0144ski<\/strong>:
\nKr\u00f3tka odpowied\u017a jest taka, \u017ce elektrony, pomimo tego \u017ce \u015brednio stoj\u0105 w miejscu, to wskutek tego \u017ce drgaj\u0105, wykonuj\u0105 prac\u0119.
\nPos\u0142u\u017c\u0119 si\u0119 analogiami: Przewodnik, w kt\u00f3rym p\u0142ynie pr\u0105d sta\u0142y mo\u017cna por\u00f3wna\u0107 do rury z wod\u0105 lub spr\u0119\u017conym powietrzem. Te media przep\u0142ywaj\u0105c wykonuj\u0105 prac\u0119. Podobnie prac\u0119 mo\u017cna wykona\u0107 przy u\u017cyciu sztywnego pr\u0119ta \u2013 ci\u0105gniemy jeden koniec, a na drugim ko\u0144cu b\u0119dzie wykonywana praca. Zauwa\u017cmy, \u017ce przy u\u017cyciu takiego pr\u0119ta mo\u017cemy wykonywa\u0107 prac\u0119 wykonuj\u0105c ruch oscylacyjny. Wtedy pr\u0119t \u015brednio nie porusza si\u0119, natomiast przenosi oddzia\u0142ywania i transportuje energi\u0119. Podobnie zachowuje si\u0119 pr\u0105d przemienny.<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> Od jakiego\u015b czasu zastanawiam si\u0119, co by si\u0119 sta\u0142o gdybym do kuli, kt\u00f3rej \u015bciany pokryte by\u0142yby materia\u0142em odbijaj\u0105cym \u015bwiat\u0142o (co\u015b jak s\u0142oneczny \u017cagiel, albo inne super lustro) wsadzi\u0142 diod\u0119 emituj\u0105c\u0105 \u015bwiat\u0142o i szczelnie zamkn\u0105\u0142 wszystkie wyj\u015bcia. Niech za przyk\u0142ad pos\u0142u\u017cy \u015bwi\u0105teczna bombka. W \u015brodku jest lustrem w ka\u017cdym kierunku. Czy w takiej kuli \u015bwiat\u0142o odbija\u0142oby si\u0119 w niesko\u0144czono\u015b\u0107, czy mo\u017ce fale z czasem nak\u0142ada\u0142yby si\u0119 na siebie i wygasza\u0142y, a mo\u017ce nazbiera\u0142bym ogromn\u0105 ilo\u015b\u0107 \u015bwiat\u0142a, kt\u00f3r\u0105 po zamienieniu diody w np ogniwo fotowoltaiczne m\u00f3g\u0142bym odzyska\u0107 energi\u0119? Skoro \u015bwiat\u0142o nic nie wa\u017cy to czy m\u00f3g\u0142bym tworzy\u0107 superlekkie akumulatory z\u0142o\u017cone z kulistego zwierciad\u0142a i ogniwa fotowoltaicznego? Czy mo\u017cliwe jest przetrzymywanie \u015bwiat\u0142a w niesko\u0144czono\u015b\u0107, czy te\u017c traci one swoj\u0105 energi\u0119 w takich warunkach?<\/p>\n

Odpowiada <\/b>prof. dr hab. Krzysztof Szyma\u0144ski<\/strong>:
\nW pytaniu zawarta jest sugestia o istnieniu doskona\u0142ego lustra. Niestety takie nie istnieje. Ka\u017cde lustro odbija \u015bwiat\u0142o (lub pojedyncze fotony) z prawdopodobie\u0144stwem mniejszym od 1. Oznacza to, \u017ce wi\u0105zka \u015bwiat\u0142a ulegnie poch\u0142oni\u0119ciu na \u015bciankach i zwi\u0119kszy energi\u0119 wewn\u0119trzn\u0105 uk\u0142adu. Najlepszym tego typu uk\u0142adem znanym w praktyce jest \u015bwiat\u0142ow\u00f3d spi\u0119ty na ko\u0144cach.<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> Serdecznie dzi\u0119kuj\u0119 za odpowied\u017a. Wci\u0105\u017c jednak ciekawi mnie z jak\u0105 pr\u0119dko\u015bci\u0105 astronauta wpad\u0142by do czarnej dziury gdyby nalatywa\u0142 w jej kierunku po linii prostej z – teoretycznie – niesko\u0144czono\u015bci? Czyli jak\u0105 mia\u0142by pr\u0119dko\u015b\u0107 w chwili przekraczania horyzontu zdarze\u0144, kt\u00f3ry, o ile dobrze rozumiem, jest granic\u0105 po przekroczeniu kt\u00f3rej nie mia\u0142by mo\u017cliwo\u015bci powrotu bez wzgl\u0119du na to, jakimi silnikami dysponowa\u0142by. Oraz, czy przekroczywszy \u00f3w horyzont nadal przy\u015bpiesza\u0142by w kierunku j\u0105dra, czy te\u017c \u015brodka czarnej dziury? Z g\u00f3ry dzi\u0119kuj\u0119 za odpowied\u017a.<\/p>\n

Odpowiada <\/b>prof. dr hab. Piotr Jaranowski<\/strong>:
\nW fizyce mo\u017cemy si\u0119 pyta\u0107 o pr\u0119dko\u015b\u0107 cia\u0142a tylko wzgl\u0119dem jakiego\u015b ustalonego uk\u0142adu odniesienia, czy te\u017c zwi\u0105zanego z takim uk\u0142adem obserwatora. Nie istnieje pr\u0119dko\u015b\u0107 absolutna, czyli niezale\u017cna od wyboru uk\u0142adu odniesienia, wzgl\u0119dem kt\u00f3rego obserwujemy ruch. Szczeg\u00f3lnie wyra\u017anie to wida\u0107 w sytuacji radialnego spadku na czarn\u0105 dziur\u0119.
\nOt\u00f3\u017c je\u015bli by\u015bmy rozwa\u017cyli obserwatora znajduj\u0105cego si\u0119 bardzo daleko od czarnej dziury (praktycznie “w niesko\u0144czono\u015bci”), to m\u00f3g\u0142by on bada\u0107 spadek astronauty w nast\u0119puj\u0105cy spos\u00f3b.
\nDajemy astronaucie nadajnik, kt\u00f3ry w r\u00f3wnych odst\u0119pach czasu (r\u00f3wnych zgodnie ze wskazaniami zegarka, kt\u00f3rym pos\u0142uguje si\u0119 astronauta) wysy\u0142a sygna\u0142 radiowy, kt\u00f3ry rejestruje odleg\u0142y obserwator. Obserwator ten zarejestruje, \u017ce sygna\u0142y wysy\u0142ane przez astronaut\u0119 docieraj\u0105 do niego coraz rzadziej, czyli odst\u0119py czasu pomi\u0119dzy kolejnymi sygna\u0142ami s\u0105 coraz wi\u0119ksze, i w granicy, gdy astronauta zbli\u017ca si\u0119 do horyzontu, ten odst\u0119p czasu d\u0105\u017cy do niesko\u0144czono\u015bci! Czyli z punktu widzenia odleg\u0142ego obserwatora nie zarejestruje on \u017cadnego sygna\u0142u wys\u0142anego po przekroczeniu horyzontu, czyli w efekcie astronauta, wg tego obserwatora, nigdy horyzontu nie przekroczy (to dziwne zachowanie si\u0119 sygna\u0142\u00f3w \u015bwietlnych jest zwi\u0105zane z tym, \u017ce silne pola grawitacyjne zmieniaj\u0105 tempo up\u0142ywu czasu).
\nZ kolei wed\u0142ug astronauty przekracza on horyzont i w sko\u0144czonym czasie, wed\u0142ug jego zegarka, dociera do centrum czarnej dziury, gdzie znajduje si\u0119 tzw. osobliwo\u015b\u0107. Ale zanim do niej dotrze, jest rozrywany przez ogromne si\u0142y p\u0142ywowe.<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> Interesuje mnie nast\u0119puj\u0105cy problem: Spotka\u0142em si\u0119 z opisem zjawiska tzw. spaghettizacji, czyli wyd\u0142u\u017cania si\u0119 obiektu – najcz\u0119\u015bciej by\u0142 to kosmonauta – wpadaj\u0105cego do czarnej dziury. Opis by\u0142 nast\u0119puj\u0105cy: Poniewa\u017c wpada on nogami, albo g\u0142ow\u0105 do czarnej dziury, w wyniku coraz wi\u0119kszej si\u0142y grawitacji dochodzi do rozci\u0105gania nieszcz\u0119\u015bnika. Zmiana nat\u0119\u017cenia pola grawitacyjnego staje si\u0119 tak ogromna, \u017ce zaczyna si\u0119 on rozci\u0105ga\u0107 do postaci spaghetti. To rozumiem. Ale, z drugiej strony, taki kosmonauta doznaje tak\u017ce przy\u015bpieszenia. Jego pr\u0119dko\u015b\u0107 gwa\u0142townie ro\u015bnie, a w zwi\u0105zku z tym powinien ulega\u0107 relatywistycznemu skr\u00f3ceniu, co powinno przeciwdzia\u0142a\u0107 owej spaghetizacji. Niestety, nie potrafi\u0119 skorzysta\u0107 z odpowiednich wzor\u00f3w matematycznych opisuj\u0105cych te zjawiska. Dlatego zwracam si\u0119 z pro\u015bb\u0105 o wyja\u015bnienie w jakim stopniu – i czy w og\u00f3le – znosz\u0105 si\u0119 one wzajemnie.<\/p>\n

Odpowiada <\/b>prof. dr hab. Piotr Jaranowski<\/strong>:
\nSkr\u00f3cenie relatywistyczne nie znosi spaghettizacji, kt\u00f3ra jest realnym zjawiskiem. Spaghettizacja wyst\u0119puje w ka\u017cdym polu grawitacyjnym wytwarzanym przez mniej wi\u0119cej sferyczny rozk\u0142ad masy. Mo\u017cna m\u00f3wi\u0107 o niej r\u00f3wnie\u017c w teorii grawitacji Newtona, kt\u00f3ra nie nadaje si\u0119 do opisywania czarnych dziur i w kt\u00f3rej w og\u00f3le nie wyst\u0119puje zjawisko skr\u00f3cenia d\u0142ugo\u015bci. Rozwa\u017cmy astronaut\u0119 spadaj\u0105cego swobodnie w polu grawitacyjnym Ziemi i niech jego ruch b\u0119dzie radialny (czyli jego trajektoria po odpowiednim przed\u0142u\u017ceniu przejdzie przez \u015brodek Ziemi). Je\u015bli spada on z nogami zwr\u00f3conymi w stron\u0119 Ziemi, to si\u0142a przyci\u0105gania grawitacyjnego Ziemi dzia\u0142aj\u0105ca na jego nogi jest nieco wi\u0119ksza ni\u017c analogiczna si\u0142a dzia\u0142aj\u0105ca na g\u0142ow\u0119 astronauty. R\u00f3\u017cnica warto\u015bci tych dw\u00f3ch si\u0142 powoduje pojawienie si\u0119 wewn\u0105trz cia\u0142a astronauty si\u0142y rozci\u0105gaj\u0105cej go w kierunku jego ruchu. Podobnie, z powodu nieco r\u00f3\u017cnych kierunk\u00f3w si\u0142 grawitacji dzia\u0142aj\u0105cych na jego np. prawe i lewe rami\u0119 (oba ramiona trzyma on wzd\u0142u\u017c cia\u0142a), pojawia si\u0119 si\u0142a \u015bciskaj\u0105ca go w kierunku poprzecznym wzgl\u0119dem kierunku ruchu. Takie rozci\u0105gaj\u0105co-\u015bciskaj\u0105ce si\u0142y nazywaj\u0105 si\u0119 si\u0142ami p\u0142ywowymi. W pobli\u017cu Ziemi si\u0142y te nie zrobi\u0142yby krzywdy astronaucie, ale gdyby zamieni\u0107 Ziemi\u0119 na czarn\u0105 dziur\u0119, to w\u00f3wczas w pewnym momencie podczas spadku astronauty sta\u0142yby si\u0119 one tak du\u017ce, \u017ce rozerwa\u0142yby cia\u0142o astronauty.<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> Czy poziom Fermiego w p\u00f3\u0142przewodniku typu n le\u017cy powy\u017cej poziomu donorowego czy poni\u017cej? To samo pytanie w odniesieniu p\u00f3\u0142przewodnika typu p – poni\u017cej czy powy\u017cej poziomu akceptorowego? W r\u00f3\u017cnych opracowaniach jest r\u00f3\u017cnie. St\u0105d moje pytanie.<\/p>\n

Odpowiada <\/b>prof. dr hab. Krzysztof Szyma\u0144ski<\/strong>:
\nPoj\u0119cie poziomu Fermiego stosuje si\u0119 do uk\u0142ad\u00f3w fermion\u00f3w, w kt\u00f3rych mo\u017cna wskaza\u0107 powierzchni\u0119 Fermiego, czyli powierzchni\u0119 oddzielaj\u0105c\u0105 stany zaj\u0119te od nie zaj\u0119tych w temperaturze zera bezwzgl\u0119dnego. Typowe uk\u0142ady w kt\u00f3rych s\u0105 powierzchnie Fermiego i energie Fermiego to metale, j\u0105dra atomowe, gwiazdy neutronowe.
\nDo opisu dowolnych uk\u0142ad\u00f3w fermion\u00f3w u\u017cywamy poj\u0119cia potencja\u0142u chemicznego, kt\u00f3ry zale\u017cy od temperatury. W uk\u0142adach z powierzchni\u0105 Fermiego warto\u015bci potencja\u0142u chemicznego prawie pokrywaj\u0105 si\u0119 z energi\u0105 Fermiego.
\nW p\u00f3\u0142przewodnikach nie ma powierzchni Fermiego, tam funkcjonuje tylko poj\u0119cie potencja\u0142u chemicznego, kt\u00f3re w niekt\u00f3rych publikacjach nazywa si\u0119 poziomem Fermiego. Potencja\u0142 chemiczny to taka energia, dla kt\u00f3rej prawdopodobie\u0144stwo obsadzenia stanu w danej temperaturze wynosi 1\/2. Potencja\u0142 chemiczny p\u00f3\u0142przewodnik\u00f3w zale\u017cy od domieszkowania oraz od temperatury.
\nW p\u00f3\u0142przewodnikach samoistnych potencja\u0142 chemiczny le\u017cy w przerwie pomi\u0119dzy pasmem walencyjnym i przewodnictwa.
\nW p\u00f3\u0142przewodniku typu n w niskich temperaturach, gdy no\u015bniki s\u0105 wymro\u017cone, potencja\u0142 chemiczny le\u017cy pomi\u0119dzy poziomem donorowym a dnem pasma przewodnictwa. Ze wzrostem temperatury potencja\u0142 chemiczny obni\u017ca si\u0119 i w wysokich temperaturach lokuje si\u0119 gdzie\u015b pomi\u0119dzy pasmem walencyjnym i przewodnictwa.
\nW p\u00f3\u0142przewodniku typu p w niskich temperaturach, gdy no\u015bniki s\u0105 wymro\u017cone, potencja\u0142 chemiczny le\u017cy pomi\u0119dzy wierzcho\u0142kiem pasma walencyjnego a poziomem akceptorowym. Ze wzrostem temperatury potencja\u0142 chemiczny wzrasta, i w wysokich temperaturach lokuje si\u0119 gdzie\u015b pomi\u0119dzy pasmem walencyjnym i przewodnictwa.<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> Cz\u0119sto w filmach sf statek kosmiczny w kszta\u0142cie walca, torusa wprawiony jest w ruch wirowy by kosmonauci wewn\u0105trz doznali “ci\u0105\u017cenia” i mogli chodzi\u0107 po wewn\u0119trznej \u015bcianie walca wykorzystuj\u0105c si\u0142\u0119 od\u015brodkow\u0105.
\nPowsta\u0142 sp\u00f3r:
\n– stanowisko 1 – jest to filmowa bzdura – walec i osobnik wewn\u0105trz s\u0105 cia\u0142ami niezale\u017cnymi i wprawienie ka\u017cdego z nich w ruch nie oddzia\u0142uje na drugie. Osobnik musia\u0142 by by\u0107 przytwierdzony do walca.
\n– stanowisko 2 – jest to realne, wprawienie walca w ruch wirowy powoduje powstanie “ci\u0105\u017cenia” i osoby wewn\u0105trz mog\u0105 porusza\u0107 si\u0119 po \u015bcianach walca. Przyk\u0142adem pionowa wir\u00f3wka.
\nUprzejmie prosz\u0119 o odpowiedz z kr\u00f3tkim uzasadnienie kt\u00f3re stanowisko jest prawid\u0142owe.<\/p>\n

Odpowiada <\/b>prof. dr hab. Krzysztof Szyma\u0144ski<\/strong>:
\nStanowisko 2 jest poprawne. Z og\u00f3lnej teorii wzgl\u0119dno\u015bci wynika, \u017ce lokalnie (tzn. w uk\u0142adach o ma\u0142ych rozmiarach w stosunku do rozmiaru obszar\u00f3w, na kt\u00f3rych pole grawitacyjne lub przyspieszenie mo\u017ce si\u0119 zmienia\u0107) pole grawitacyjne oraz przyspieszenie uk\u0142adu s\u0105 nierozr\u00f3\u017cnialne.
\nW praktyce mamy do czynienia z szeregiem dodatkowych efekt\u00f3w, kt\u00f3re s\u0105 r\u00f3\u017cne w wiruj\u0105cym torusie i jednorodnym polu grawitacyjnym. Najwa\u017cniejsze to zale\u017cno\u015b\u0107 przyspieszenia od odleg\u0142o\u015bci od osi wir\u00f3wki i si\u0142a Coriolisa.<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> Moja nauczycielka powiedzia\u0142a w szkole \u017ce fotony nie maj\u0105 masy. Lecz wszystko co ma energie powinno mie\u0107 mas\u0119. Jak z tym w ko\u0144cu jest?
\nMam r\u00f3wnie\u017c pytanie odno\u015bnie pr\u0119dko\u015bci \u015bwiat\u0142a: Czy mo\u017cliwe jest spowolnienie foton\u00f3w?<\/p>\n

Odpowiada <\/b>prof. dr hab. Krzysztof Szyma\u0144ski<\/strong>:
\nNauczycielka ma racj\u0119. Foton nie ma masy. Foton ma energi\u0119, p\u0119d i moment p\u0119du. Foton w pr\u00f3\u017cni porusza si\u0119 z pr\u0119dko\u015bci\u0105 c wzgl\u0119dem ka\u017cdego uk\u0142adu inercjalnego. Foton mo\u017cna spowolni\u0107 jedynie w o\u015brodkach materialnych i nast\u0119puje to w wyniku oddzia\u0142ywania fotonu z tym o\u015brodkiem.<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> Sk\u0105d bierze si\u0119 \u0142adunek elektronu i jak zachowuje si\u0119 \u0142adunek w funkcji pr\u0119dko\u015bci?<\/p>\n

Odpowiada <\/b>prof. Micha\u0142 Spali\u0144ski<\/strong>:
\n\u0141adunek elektronu jest uniwersaln\u0105 w\u0142asno\u015bci\u0105 elektronu i jest niezmiennikiem transformacji Lorentza: ka\u017cdy obserwator mierzy t\u0119 sam\u0105 warto\u015b\u0107 \u0142adunku niezale\u017cnie od stanu ruchu (czyli \u0142adunek nie zale\u017cy of pr\u0119dko\u015bci). Oczywi\u015bcie samo sprz\u0119\u017cenie elektronu i pola elektromagnetycznego z elektronem od pr\u0119dko\u015bci zale\u017cy, jak wida\u0107 ze wzoru na si\u0142\u0119 Lorentza.
\nTo, \u017ce elektron posiada \u0142adunek jest zwi\u0119z\u0142ym sposobem powiedzenia, \u017ce elektron oddzia\u0142uje z polem elektromagnetycznym (nawet w granicy klasycznej). Taki jest sens tego poj\u0119cia.
\nPytanie o to, sk\u0105d bierze si\u0119 \u0142adunek elektronu wymaga zrozumienia, “sk\u0105d bierze si\u0119” elektrodynamika. Co do tego nie ma obecnie pewno\u015bci, ale jest szereg hipotez, kt\u00f3re wymieni\u0119 bez pr\u00f3by wyja\u015bnienia szczeg\u00f3\u0142\u00f3w:
\n1. teoria Kaluzy i Kleina
\n2. teorie wielkiej unifikacji
\n3. teoria strun
\nZnalezienie odpowiedzi na to pytanie stwarza nadziej\u0119 na zrozumienie kwantyzacji \u0142adunk\u00f3w cz\u0105stek elementarnych.<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> Jestem emerytowanym nauczycielem fizyki. W moich dociekaniach z fizyki napotka\u0142em na pewne trudno\u015bci i w\u0105tpliwo\u015bci. Prosz\u0119 o pomoc mo\u017cliwie wyczerpuj\u0105c\u0105 poprzez odpowiednie rysunki i r\u00f3wnania finalne. Oto kilka pyta\u0144 wa\u017cnych dla mnie:
\n1. Jak wygl\u0105da struktura fali fotonu wypromieniowanej poprzez pojedynczy akt emisji atomu?. Uwa\u017ca si\u0119, \u017ce jest to fala kulista. Czy jest ona zbli\u017cona w przekroju do sinusoidy?
\n2. Fala elektromagnetyczna rozchodzi si\u0119 w przestrzeni, w kt\u00f3rej brak jest (praktycznie) materii, a jedynie istnieje pole elektromagnetyczne. Czy to pole nale\u017cy traktowa\u0107 jak o\u015brodek, w kt\u00f3rym rozchodzi si\u0119 fala? Je\u015bli tak, to jakie tu b\u0119d\u0105 przenikalno\u015bci elektryczne i magnetyczne? Jaki b\u0119dzie op\u00f3r falowy w tym o\u015brodku? Czy fala przechodz\u0105c przez taki o\u015brodek zachowa sw\u0105 \u201eautonomi\u0119\u201d i wyjdzie z niego niezmieniona?
\n3. Je\u017celi fala dojdzie do granicy tego pola w postaci p\u0142askiej \u015bciany, to czy odbije si\u0119 cz\u0119\u015bciowo wstecz, czy przejdzie za\u0142amuj\u0105c si\u0119? Jaki ewentualnie b\u0119dzie wsp\u00f3\u0142czynnik za\u0142amania?
\n4. Za\u0142\u00f3\u017cmy, \u017ce mamy kulist\u0105 wydr\u0105\u017con\u0105 wn\u0119k\u0119 rezonansow\u0105 dla pola elektromagnetycznego. Jaki jest uk\u0142ad linii p\u00f3l E i B w tej wn\u0119ce? Jakie s\u0105 zwory na cz\u0119stotliwo\u015bci rezonansowe we wn\u0119ce?
\n5. Je\u017celi (teoretycznie) mamy kuliste pole elektryczne o sko\u0144czonych wymiarach, to czy mo\u017ce by\u0107 to wn\u0119k\u0105 rezonansow\u0105 elektromagnetycznego pola? Prosz\u0119 o ewentualne wzory. Czy \u015bciany takiej wn\u0119ki odbijaj\u0105 pole elektromagnetyczne?<\/p>\n

Odpowiadaj\u0105 dr hab. Andrei Stupakevich i prof. Krzysztof Szyma\u0144ski:<\/b>
\nAd 1: Je\u017celi m\u00f3wimy o emisji fotonu to zgodnie z teori\u0105 kwantow\u0105 nale\u017cy pami\u0119ta\u0107, \u017ce foton wykazuje dualizm korpuskularno-falowy, wi\u0119c r\u00f3wnocze\u015bnie zachowuje si\u0119 jak cz\u0105stka oraz ma cech\u0119 fali elektromagnetycznej. Je\u017celi teraz m\u00f3wimy o fali, to w przypadku o\u015brodka izotropowego kszta\u0142t fali b\u0119dzie kulisty, no i warunek periodyczno\u015bci pozwala opisa\u0107 zmian\u0119 wektora elektrycznego i magnetycznego poprzez matematyczn\u0105 funkcj\u0119 typu sinus.
\nAd 2: Proces rozchodzenia si\u0119 fali silnie zale\u017cy od o\u015brodka. Og\u00f3lnie mo\u017cna stwierdzi\u0107, \u017ce w trakcie rozchodzenia si\u0119 fali, cz\u0105steczki o\u015brodka wykonuj\u0105 drgania wok\u00f3\u0142 w\u0142asnego po\u0142o\u017cenia r\u00f3wnowagi, natomiast wraz z fal\u0105 przekazywany jest jedynie stan tych drga\u0144 oraz energia. Mo\u017cna przypomnie\u0107, \u017ce fala elaktromagnetyczna jest opisywania drganiem wektor\u00f3w, elektrycznego i magnetycznego.
\nPrzenikalno\u015b\u0107 magnetyczna jest okre\u015blona poprzez w\u0142a\u015bciwo\u015bci magnetyczne i mo\u017ce by\u0107 dodatnia (np. ferromagnetyk), ujemna (np. diamagnetyk), a dla pr\u00f3\u017cni r\u00f3wna 1 (w przybli\u017ceniu te\u017c dla powietrza (https:\/\/pl.wikipedia.org\/wiki\/Przenikalno\u015b\u0107_magnetyczna). W\u0142a\u015bciwo\u015bci elektryczne o\u015brodka opisuje r\u00f3wnie\u017c przenikalno\u015b\u0107 elektryczna.
\nW zale\u017cno\u015bci od o\u015brodka, np. jego g\u0119sto\u015bci, rozchodzenie si\u0119 fali (kierunek, okre\u015blony poprzez wektor falowy oraz pr\u0119dko\u015b\u0107) mog\u0105 zmienia\u0107 si\u0119. Przyk\u0142adowo, je\u017celi m\u00f3wimy o fotonach, to oczywistym przyk\u0142adem jest \u015bwiat\u0142o, kt\u00f3re w bardzie g\u0119stszym o\u015brodku ma mniejsz\u0105 pr\u0119dko\u015b\u0107 ni\u017c w pr\u00f3\u017cni lub powietrzu. Do opisu np. o\u015brodka anizotropowego cz\u0119sto wykorzystuje tensor dielektryczny, kt\u00f3ry zawiera wsp\u00f3\u0142czynniki za\u0142amania o\u015brodka\/\u00f3w. Cz\u0119sto pr\u0119dko\u015b\u0107, kierunek rozchodzenia si\u0119 i energia fali zmienia si\u0119 po przej\u015bciu przez o\u015brodek b\u0105d\u017a granic\u0119 dw\u00f3ch r\u00f3\u017cnych (r\u00f3\u017cna przenikalno\u015b\u0107 elektryczna i\/lub magnetyczna) o\u015brodk\u00f3w. Zjawiska absorpcji, za\u0142amania, dyspersji i innych w optyce pokazuj\u0105, \u017ce fala mo\u017ce zmieni\u0107 swoje parametry.
\nAd 3: Je\u017celi mamy granice dw\u00f3ch o\u015brodk\u00f3w o ro\u017cnej g\u0119sto\u015bci (o r\u00f3\u017cnej przenikalno\u015b\u0107, r\u00f3\u017cnym wsp\u00f3\u0142czynniku za\u0142amania n), to odpowiednie prawa fizyczne (np. za\u0142amania, odbicia) okre\u015blaj\u0105 nam kierunek wektora falowego. Przyk\u0142adowo,je\u017celi fala z powietrza przechodzi do materia\u0142u ze szk\u0142a, to k\u0105t padania okre\u015bla jaki b\u0119dzie k\u0105t za\u0142amania oraz k\u0105t odbicia. Szereg parametr\u00f3w, takich jak anizotropia o\u015brodka, przenikalno\u015bci, polaryzacja fali s\u0105 bardzo istotne w celu okre\u015blenia rozchodzenia si\u0119 fali. (https:\/\/pl.wikipedia.org\/wiki\/Wsp\u00f3\u0142czynnik_za\u0142amania)
\nAd 4: Generalnie wn\u0119ki rezonansowe mog\u0105 mie\u0107 r\u00f3\u017cne kszta\u0142ty w zale\u017cno\u015bci od tych kszta\u0142t\u00f3w zmienne pole elektromagnetycznego odpowiednio si\u0119 formuje oraz dostraja do warunk\u00f3w rezonansowych. Wzory s\u0105 skomplikowane i podobne do wzor\u00f3w opisuj\u0105cych drgania membrany rozpi\u0119tej na obr\u0119czy b\u0119bna. Tu nale\u017cy wspomnie\u0107 o pomiarach rezonansu elektronowego oraz elektro paramagnetycznego. Cz\u0119sto te\u017c zwierciad\u0142a sferyczne tworz\u0105 wn\u0119k\u0119 rezonansow\u0105 przy budowie laser\u00f3w.
\nAd 5: Pole elektromagnetyczne w pr\u00f3\u017cni nie mo\u017ce by\u0107 sko\u0144czone. Je\u015bli m\u00f3wimy o drganiach pola w sko\u0144czonym obszarze, to w drganiach tych zawsze bior\u0105 udzia\u0142 \u015bcianki wn\u0119ki, p\u0142yn\u0105 po nich pr\u0105dy elektryczne, spinowe, indukuje si\u0119 magnetyzacja lub polaryzacja elektryczna. Wzory s\u0105 znane, lecz s\u0105 bardzo skomplikowane.<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> Czy mo\u017cna wywo\u0142a\u0107 rezonans obiektu poprzez wyemitowanie w jego kierunku fali elektromagnetycznej (lub innej) o cz\u0119stotliwo\u015bci identycznej jak jego fala de Broglie’a? Jakie b\u0119d\u0105 skutki tego rezonansu? Czy energia fotonu nie b\u0119dzie astronomicznie wysoka? Czy d\u0142ugo\u015b\u0107 fali nie b\u0119dzie poni\u017cej d\u0142ugo\u015bci Plancka? Czy je\u015bli to zjawisko rzeczywi\u015bcie wyst\u0105pi, czy mo\u017ce mie\u0107 zastosowanie praktyczne (na przyk\u0142ad niszczenie obiekt\u00f3w)?<\/p>\n

Odpowiada dr hab. Andrzej Andrejczuk:<\/b>
\nW poj\u0119ciu fali de Broglie m\u00f3wi si\u0119 g\u0142\u00f3wnie o d\u0142ugo\u015bci fali de Broglie (\u03bb=h\/p). Ta koncepcja zosta\u0142a potwierdzona w wielu do\u015bwiadczeniach. Rzadziej dyskutuje si\u0119 cz\u0119sto\u015b\u0107 fali de Broglie. Poniewa\u017c koncepcja fali materii polega na przyj\u0119ciu tych samych relacji p\u0119d d\u0142ugo\u015b\u0107 fali i energia cz\u0119sto\u015b\u0107 jak w przypadku fotonu, wi\u0119c przyjmuje si\u0119, \u017ce cz\u0119sto\u015b\u0107 tej fali jest wyra\u017cona takim samym wyra\u017ceniem jak w przypadku fotonu \u03bd=E\/h. Za energi\u0119 wstawia si\u0119 energi\u0119 masy spoczynkowej cz\u0105stki, co prowadzi do tego, \u017ce cz\u0119sto\u015b\u0107 tej fali jest taka sama jak cz\u0119sto\u015b\u0107 fotonu o energii r\u00f3wnej energii masy spoczynkowej cz\u0105stki. Nawiasem m\u00f3wi\u0105c to oznacza, \u017ce pr\u0119dko\u015b\u0107 fazowa fali materii jest wi\u0119ksza ni\u017c pr\u0119dko\u015b\u0107 \u015bwiat\u0142a. Bior\u0105c za przyk\u0142ad cz\u0105stk\u0119 \u03b1, czyli j\u0105dro helu, kt\u00f3re mo\u017ce by\u0107 przyk\u0142adem najmniejszego kawa\u0142ka materii, energia fotonu, kt\u00f3ry mia\u0142by te sam\u0105 cz\u0119sto\u015b\u0107, co fala de Broglie mia\u0142aby warto\u015b\u0107 rz\u0119du 4 GeV. Odpowiada to cz\u0119sto\u015bci fotonu rz\u0119du 1024<\/sup> Hz i d\u0142ugo\u015bci fali fotonu rz\u0119du 3*10-16<\/sup> m. Ka\u017cdy wi\u0119kszy obiekt powinien mie\u0107 cz\u0119sto\u015b\u0107 fali de Broglie i odpowiadaj\u0105ca mu energi\u0119 fotonu o tej samej cz\u0119sto\u015bci jeszcze wi\u0119ksze za\u015b d\u0142ugo\u015bci fali odpowiedniego fotonu jeszcze kr\u00f3tsze. Gdy p\u0119d cz\u0105stki \u03b1 jest ma\u0142y jej d\u0142ugo\u015b\u0107 fali de Broglie mo\u017ce by\u0107 ca\u0142kiem du\u017ca. Jednak cz\u0119sto\u015b\u0107 fali de Broglie b\u0119dzie w przybli\u017ceniu ci\u0105gle taka sama (~1024<\/sup> Hz) za\u015b pr\u0119dko\u015b\u0107 fazowa wielokrotnie wi\u0119ksza ni\u017c pr\u0119dko\u015b\u0107 \u015bwiat\u0142a.
\nCzy jest mo\u017cliwy rezonans pomi\u0119dzy fotonami o energii 4 GeV i fal\u0105 materii cz\u0105stki \u03b1? Nale\u017cy tu przede wszystkim zauwa\u017cy\u0107, \u017ce pomimo tego, \u017ce cz\u0119sto\u015bci b\u0119d\u0105 si\u0119 zgadza\u0142y wyst\u0119puje tutaj du\u017ca r\u00f3\u017cnica pomi\u0119dzy d\u0142ugo\u015bci\u0105 fali materii i d\u0142ugo\u015bci\u0105 fali elektromagnetycznej. Niewykluczone jednak, \u017ce efekt dopasowania cz\u0119sto\u015bci m\u00f3g\u0142by ujawni\u0107 si\u0119 w postaci ciekawych zjawisk, ale jest to chyba niemo\u017cliwe do zbadania. Przede wszystkim wyprodukowanie foton\u00f3w o tej energii jest trudne. Ponadto w oddzia\u0142ywaniu fotonu z cz\u0105stk\u0105 \u03b1 wyst\u0119puje szereg innych mo\u017cliwych proces\u00f3w (separacja nukleon\u00f3w, nieelastyczne rozpraszanie, kreacja par elektron-pozyton), kt\u00f3re mog\u0105 wr\u0119cz uniemo\u017cliwi\u0107 zaobserwowanie hipotetycznego rezonansowego oddzia\u0142ywania. Energia wi\u0105zania cz\u0105stki \u03b1 wynosi 28 MeV. Taka energia jest konieczna do rozseparowania tej cz\u0105stki na poszczeg\u00f3lne nukleony. Jest to zatem energia znacznie mniejsza ni\u017c energia fotonu o cz\u0119sto\u015bci r\u00f3wnej cz\u0119sto\u015bci fali de Broglie. Zatem koncepcja niszczenia materii, kt\u00f3ra mo\u017ce by\u0107 rozumiana jako rozbicie jej na cz\u0119\u015bci z kt\u00f3rych si\u0119 sk\u0142ada, nie wymaga foton\u00f3w o tak wysokiej energii. Oddzielnej dyskusji wymaga sytuacja, kiedy cz\u0105stka \u03b1 jest relatywistyczna, czyli ma tak wysok\u0105 energi\u0119 kinetyczn\u0105, \u017ce jej p\u0119d mo\u017cna zapisa\u0107 jako p=E\/c. Wtedy b\u0119dziemy mieli dopasowanie i cz\u0119sto\u015bci i d\u0142ugo\u015bci fal.
\nKoncepcja fali de Broglie jest niezwykle u\u017cyteczna, gdy stosujemy j\u0105 do elementarnych obiekt\u00f3w (elektron, proton, pojedynczy atom). Wed\u0142ug mnie jest jednak zupe\u0142nie pozbawiona sensu gdy odnosimy j\u0105 do pi\u0142ki futbolowej (co czasami jest czynione w niekt\u00f3rych podr\u0119cznikach). Nale\u017cy pami\u0119ta\u0107, \u017ce makroskopowe elementy materii s\u0105 z\u0142o\u017ceniem atom\u00f3w, kt\u00f3re maj\u0105 swoje w\u0142asne efekty falowe. Jak si\u0119 ma d\u0142ugo\u015b\u0107 fali de Broglie pi\u0142ki futbolowej do w\u0142asno\u015bci falowych atom\u00f3w powietrza w niej zamkni\u0119tych?<\/p>\n

Odpowiada prof. dr hab. Miros\u0142aw Brewczyk:<\/b>
\nD\u0142ugo\u015bci fal de Broglie’a obiekt\u00f3w makroskopowych s\u0105 niezwykle ma\u0142e. Dlatego te\u017c hipoteza L. de Broglie’a o istnieniu fal materii potwierdzona zosta\u0142a w eksperymentach, w kt\u00f3rych rozpraszano elektrony (a wi\u0119c obiekty mikroskopowe) na kryszta\u0142ach niklu. Dobieraj\u0105c odpowiednio parametry do\u015bwiadczenia mo\u017cna by\u0142o bowiem dopasowa\u0107 d\u0142ugo\u015b\u0107 fali de Broglie’a elektron\u00f3w do odleg\u0142o\u015bci mi\u0119dzy atomami w krysztale niklu.
\nNie mamy \u017ar\u00f3de\u0142 fal elektromagnetycznych o tak ma\u0142ych d\u0142ugo\u015bciach (czyli wysokich cz\u0119sto\u015bciach) jak d\u0142ugo\u015bci fal de Broglie’a obiekt\u00f3w makroskopowych. Ale te\u017c i dekompozycji (niszczenia) obiekt\u00f3w opartej o zjawisko rezonansu nie nale\u017cy wi\u0105za\u0107 z ruchem tych\u017ce obiekt\u00f3w jako ca\u0142o\u015bci. Nale\u017cy mie\u0107 raczej na uwadze struktur\u0119 wewn\u0119trzn\u0105 z\u0142o\u017conych obiekt\u00f3w. W takim razie wa\u017cny staje si\u0119 ruch wzgl\u0119dny cz\u0105stek buduj\u0105cych rozwa\u017cany obiekt i d\u0142ugo\u015bci fal de Broglie’a tych cz\u0105stek. Niech jako przyk\u0142ad pos\u0142u\u017cy atom wodoru. Znamy wszystkie d\u0142ugo\u015bci fal de Broglie’a elektronu w atomie wodoru. Potrafimy, wykorzystuj\u0105c w\u0142a\u015bnie zjawisko rezonansu, “przerzuca\u0107” elektron do wy\u017cszych stan\u00f3w energetycznych, czyli wzbudza\u0107 atom. Przy odpowiednio du\u017cej cz\u0119sto\u015bci fali elektromagnetycznej jeste\u015bmy w stanie zjonizowa\u0107 atom wodoru, czyli “zniszczy\u0107 obiekt”.
\nW podobny spos\u00f3b, u\u017cywaj\u0105c np. silnych wi\u0105zek laserowych, mo\u017cemy niszczy\u0107 obiekty makroskopowe. Niszczenia opartego o zjawisko rezonansu obiekt\u00f3w makroskopowych do\u015bwiadczamy na co dzie\u0144. Na przyk\u0142ad, czego nie polecamy, przetrzymuj\u0105c \u017c\u00f3\u0142ty ser zbyt d\u0142ugo w mikrofal\u00f3wce.<\/p>\n

Odpowiada prof. dr hab. Krzysztof Szyma\u0144ski:<\/b>
\nPytanie nie jest precyzyjnie zadane. S\u0105dz\u0119, \u017ce autorowi chodzi\u0142o o ewentualny rezonans pomi\u0119dzy fotonem a fal\u0105 materii i dlatego skupi\u0119 si\u0119 na tym aspekcie. Z klasycznym rezonansem mamy do czynienia wtedy, gdy dwa uk\u0142ady maj\u0105 podobne cz\u0119sto\u015bci drga\u0144 i gdy istnieje sprz\u0119\u017cenie pomi\u0119dzy uk\u0142adami umo\u017cliwiaj\u0105ce przep\u0142yw energii. W fizyce kwantowej jest podobnie.
\nGdyby wzi\u0105\u0107 niena\u0142adowan\u0105 cz\u0105stk\u0119 o masie m, to bez wzgl\u0119du na jej falowy charakter, sprz\u0119\u017cenia z polem elektromagnetycznym czy te\u017c fotonem nie b\u0119dzie. Zatem sam fakt istnienia fali materii oraz por\u00f3wnywanie cz\u0119sto\u015bci czy d\u0142ugo\u015bci fali niczego tu nie zmieni.<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> Mam pytanie odno\u015bnie ci\u015bnienia powietrza i pr\u0119dko\u015bci przep\u0142ywu powietrza w spr\u0119\u017carkach.
\nProsz\u0119 o wyja\u015bnienie czy je\u015bli zamkniemy obieg powietrza w odkurzaczu:
\n\u2013 ci\u015bnienie ssawne Ps wyr\u00f3wna si\u0119 z ci\u015bnieniem t\u0142ocznym Pt i odkurzacz straci moc ss\u0105c\u0105 ?
\n\u2013 zwi\u0119kszy si\u0119 pr\u0119dko\u015b\u0107 przep\u0142ywu powietrza?
\n\u2013 czy tez mo\u017ce energia kinetyczna ci\u015bnienia t\u0142ocznego Pt zwi\u0119kszy si\u0142\u0119 ssania ci\u015bnienia Ps?<\/p>\n

Odpowiada prof. Krzysztof Szyma\u0144ski:<\/b>
\nPytanie dotyczy dzia\u0142ania urz\u0105dzenia technicznego a nie zjawiska i z tego powodu trudno na nie odpowiada\u0107. Powodem trudno\u015bci jest to, \u017ce problem nie jest dobrze zdefiniowany, pojawia si\u0119 du\u017co nieokre\u015blonych warunk\u00f3w, od kt\u00f3rych zale\u017cy dzia\u0142anie rozwa\u017canego uk\u0142adu. Ale spr\u00f3bujmy.
\nBy\u0142y i by\u0107 mo\u017ce jeszcze s\u0105 odkurzacze starego typu, kt\u00f3re wylot powietrza maj\u0105 w postaci jednego otworu, do kt\u00f3rego mo\u017cna w\u0142o\u017cy\u0107 rur\u0119 i zamkn\u0105\u0107 obieg powietrze. W odkurzaczach obecnie produkowanych wylatuj\u0105ce powietrze jest rozpraszane do szerokiego strumienia. Zamkni\u0119cie obiegu nie jest tu ju\u017c takie \u0142atwe i dzia\u0142anie uk\u0142adu zale\u017cy od sposobu zamykania obiegu. Wyr\u00f3wnanie ci\u015bnie\u0144 nast\u0105pi w pewnym zakresie, bo rura zamykaj\u0105ca stawia opory w przep\u0142ywie. M\u00f3wienie o ci\u015bnieniach jest tu utrudnione z tego powodu, \u017ce mamy do czynienia z uk\u0142adem dynamicznym, i ci\u015bnienia zale\u017c\u0105 od opor\u00f3w i szybko\u015bci przep\u0142ywu, a nie tylko od mocy silnika. Mo\u017cna si\u0119 jednak spodziewa\u0107, \u017ce zamkni\u0119cie obiegu w starym typie odkurzacza zwyk\u0142\u0105 rur\u0105 elastyczn\u0105 spowoduje zwi\u0119kszenie szybko\u015bci przep\u0142ywu powietrza przez odkurzacz. Nale\u017cy si\u0119 tez spodziewa\u0107, \u017ce zmniejszy si\u0119 ch\u0142odzenie silnika i zacznie wzrasta\u0107 jego temperatura. W pewnym momencie pewnie si\u0119 spali i moc spadnie do zera. Pytanie \u201eczy te\u017c mo\u017ce energia kinetyczna ci\u015bnienia t\u0142ocznego Pt zwi\u0119kszy sile ssania ci\u015bnienia Ps?\u201d jest zupe\u0142nie nieprecyzyjne, bo ci\u015bnienie nie ma energii. To s\u0105 r\u00f3\u017cne poj\u0119cia fizyczne.
\nJak wida\u0107 rozwa\u017cania teoretyczne okazuj\u0105 si\u0119 ma\u0142o skuteczne, z powodu s\u0142abo zdefiniowanego problemu.
\nJe\u015bli za pytaniem kryje si\u0119 jakie\u015b zastosowanie, to najlepiej przeprowadzi\u0107 prosty eksperyment.<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> Dzi\u0119kuj\u0119 za po\u015bwi\u0119cenie mi chwili czasu. Nie chcia\u0142bym pana zam\u0119cza\u0107 moimi problemami, ale chodzi\u0142o mi o co\u015b innego. Zapewne wina le\u017cy po mojej stronie bo \u017ale sformu\u0142owa\u0142em pytanie, ale to wynika raczej ze wstydu co do rozmiaru mojej niewiedzy. Zawsze usi\u0142owa\u0142em sam rozwi\u0105za\u0107 swoje problemy, a tym razem poszed\u0142em \u201ena skr\u00f3ty\u201d.
\nWi\u0119c, je\u017celi ma pan dla mnie cierpliwo\u015b\u0107, jeszcze raz:
\nWymy\u015bli\u0142em 3 warianty odpowiedzi z kt\u00f3rych \u017cadna mi nie odpowiada, dlatego te\u017c potrzebuj\u0119 pomocy specjalisty:
\n1 \u2013 foton \u201eleci\u201d jak pocisk i detektor musi by\u0107 umieszczony dok\u0142adnie na linii \u201estrza\u0142u\u201d czyli w jednym konkretnym miejscu.
\n2- fala elektromagnetyczna wywo\u0142ana emisj\u0105 1 fotonu tworzy sfer\u0119 o \u015brednicy 1 miliona lat \u015bwietlnych, to gdzie jest ten nieszcz\u0119sny foton? I gdzie umie\u015bci\u0107 detektor? W dowolnym miejscu sfery?
\n3- Po\u0142o\u017cenie fotonu jest przypadkowe, w granicach tej sfery i w zasadzie nie ma mo\u017cliwo\u015bci wykrycia go?
\nA na koniec pytanie dodatkowe: To co si\u0119 stanie z t\u0105 fal\u0105 jak ju\u017c go jakim\u015b cudem wykryjemy?<\/p>\n

Odpowiada prof. Krzysztof Szyma\u0144ski:<\/b>
\nAAAA\u2026.!!!! teraz to co innego. Mamy dobrze okre\u015blony problem, nad kt\u00f3rym my\u015bla\u0142 i Eintein i Bohr i wielu innych.
\nSprawa dotyczy tego, \u017ce nasz \u015bwiat jest dobrze opisywany regu\u0142ami mechaniki kwantowej.
\nW kontek\u015bcie pytania mog\u0119 zasygnalizowa\u0107 co nast\u0119puje.
\nSpos\u00f3b wys\u0142ania fotonu zale\u017cy od tego jak przygotujemy eksperyment. Za\u0142\u00f3\u017cmy, \u017ce wok\u00f3\u0142 emitera (nasze laboratorium) umieszczamy detektory na sferze o du\u017cym promieniu (np. 1 km, a \u015brednica detektora 1m, detektor\u00f3w mamy wi\u0119c tysi\u0105ce, w naszym eksperymencie my\u015blowym). W lab mo\u017cemy mie\u0107 radioaktywne j\u0105dro lub wzbudzony atom, kt\u00f3ry wy\u015ble jeden foton. Dzieje si\u0119 to tak, \u017ce nie wiadomo kiedy i w kt\u00f3rym kierunku ten foton poleci. Rozk\u0142ad czasu emisji dany jest tzw. czasem po\u0142owicznego zaniku. Oznacza to, \u017ce je\u015bli wzi\u0105\u0107 j\u0105dro uranu 232 o czasie po\u0142owicznego zaniku 70 lat, to mo\u017cna si\u0119 spodziewa\u0107, \u017ce orientacyjnie po 70 latach nast\u0105pi emisja fotonu, ale zupe\u0142nie nie potrafimy przewidzie\u0107, kiedy to nast\u0105pi. Emisja mo\u017ce zaj\u015b\u0107 natychmiast jak i po 150 latach. Kierunek te\u017c jest nieokre\u015blony. Opis teoretyczny emisji poprzez amplitudy prawdopodobie\u0144stwa o symetrii sferycznej wskazuje na to, \u017ce kierunek emisji jest zupe\u0142nie przypadkowy i nie mamy tu na niego wp\u0142ywu. Zobaczymy jedynie, \u017ce w ko\u0144cu kt\u00f3ry\u015b z detektor\u00f3w zarejestrowa\u0142 jeden (dok\u0142adnie jeden, w ca\u0142o\u015bci) foton. Doda\u0107 jeszcze nale\u017cy, \u017ce pomimo i\u017c bierzemy do tego eksperymentu j\u0105dro uranu 232, energia wyemitowanego fotonu te\u017c jest nieokre\u015blona i nieokre\u015blono\u015b\u0107 jest zwi\u0105zana relacj\u0105 nieoznaczono\u015bci z czasem po\u0142owicznego zaniku.
\nMo\u017cna przygotowa\u0107 inny eksperyment, zbudowa\u0107 jednofotonowy karabin o du\u017cej celno\u015bci wysy\u0142aj\u0105cy foton o okre\u015blonej energii. Takim karabinem s\u0105 stacje badawcze przy synchrotronach. Wtedy oka\u017ce si\u0119, \u017ce im bardziej chcemy \u201ecelowa\u0107\u201d ( a wi\u0119c wybra\u0107 po\u0142o\u017cenie na naszej sferze) tym bardziej nie b\u0119dziemy pewni warto\u015bci p\u0119du i energii oraz chwili czasu emisji. Znowu dyktowane to jest zasad\u0105 nieoznaczono\u015bci Heisenberga.
\nOdpowied\u017a na pytanie dodatkowe: W momencie rejestracji fotonu ca\u0142a jego fala zostaje po\u017carta przez detektor. Jest to jeden z przejaw\u00f3w dziwnego zjawiska, kt\u00f3re Albert Einstein, Borys Podolski i Nathan Rosen nazwali \u201eupiornym dzia\u0142aniem na odleg\u0142o\u015b\u0107\u201d, a dzi\u015b nazywamy to redukcj\u0105 funkcji falowej.<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> Je\u017celi wyemitujemy w przestrzeni kosmicznej dok\u0142adnie 1 foton, to gdzie on b\u0119dzie np. za 1 milion lat? Jakby\u015bmy mieli detektor kt\u00f3ry m\u00f3g\u0142by go pochwyci\u0107, to gdzie powinien by\u0107 umieszczony?<\/p>\n

Odpowiada prof. Krzysztof Szyma\u0144ski:<\/b>
\nOdleg\u0142o\u015b\u0107 do obserwowalnego kra\u0144ca Wszech\u015bwiata szacuje si\u0119 na 46 bilion\u00f3w lat \u015bwietlnych.
\nFoton po czasie miliona lat znajdzie si\u0119 w odleg\u0142o\u015bci miliona lat \u015bwietlnych od Ziemi, co jest ma\u0142ym u\u0142amkiem rozmiaru Wszech\u015bwiata. W takiej odleg\u0142o\u015bci od Ziemi nale\u017ca\u0142oby umie\u015bci\u0107 detektor.
\nM\u00f3wimy tu oczywi\u015bcie o eksperymencie my\u015blowym, ale nie rozumiem dlaczego w pytaniu jest dok\u0142adnie jeden foton.<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> Chcia\u0142abym zapyta\u0107 o prawo Brewstera. W tre\u015bci tego prawa chodzi o odbicie od dielektryka, tymczasem okulary z filtrem polaryzacyjnym maj\u0105 za zadanie wygasza\u0107 niepo\u017c\u0105dane odbicia np. od powierzchni wody. Woda, kt\u00f3ra nie jest destylowana, nie jest dielektrykiem przecie\u017c. W zbiorach zada\u0144 te\u017c s\u0105 zadania, w tre\u015bci kt\u00f3rych chodzi o zastosowanie prawa Brewstera przy odbiciu \u015bwiat\u0142a np. od tafli jeziora. Prosz\u0119 o wyja\u015bnienie jak to jest z tym prawem Brewstera i wod\u0105.<\/p>\n

Odpowiada prof. Krzysztof Szyma\u0144ski:<\/b>
\nW prawie Brewstera chodzi o odbijanie fal okre\u015blonej polaryzacji oraz wnikanie fal o przeciwnej polaryzacji do o\u015brodka dielektrycznego. O\u015brodek dielektryczny to taki o\u015brodek, kt\u00f3ry nie zawiera swobodnych no\u015bnik\u00f3w pr\u0105du. Gdyby zawiera\u0142, by\u0142by metalem odbijaj\u0105cym \u015bwiat\u0142o o obu polaryzacjach. Woda zawieraj\u0105ca jony przewodzi co prawda pr\u0105d elektryczny, ale to przewodnictwo jest skuteczne w przypadku ma\u0142ych cz\u0119sto\u015bci pola elektrycznego (w szczeg\u00f3lno\u015bci pr\u0105dowi sta\u0142emu odpowiada cz\u0119sto\u015b\u0107 r\u00f3wna zero). Pod wp\u0142ywem pola elektrycznego o du\u017cej cz\u0119sto\u015bci pr\u0105d wywo\u0142any ruchem jon\u00f3w jest bardzo ma\u0142y. Dlatego te\u017c pod wp\u0142ywem \u015bwiat\u0142a, gdzie cz\u0119sto\u015bci drga\u0144 pola elektrycznego s\u0105 rz\u0119du 10 do pot\u0119gi 14 Hertz\u00f3w, nawet s\u0142ona woda ma w\u0142asno\u015bci takie jak dielektryk, czyli cia\u0142o nie zawieraj\u0105ce swobodnych no\u015bnik\u00f3w pr\u0105du. Tak wi\u0119c s\u0142ona woda przewodzi sta\u0142y pr\u0105d elektryczny oraz polaryzuje \u015bwiat\u0142o poprzez odbicie.<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> Jeszcze raz bardzo dzi\u0119kuj\u0119 za odpowied\u017a na moje pytanie o polu magnetycznym ale chcia\u0142bym prosi\u0107 o uzupe\u0142nienie bo w dalszym ci\u0105gu mam niejasno\u015b\u0107 i zadam pytanie w inny spos\u00f3b.
\n\u201dCzym w\u0142a\u015bciwie jest pole magnetyczne a konkretnie co w\u0142a\u015bciwie jest no\u015bnikiem tego pola? Przecie\u017c sama przestrze\u0144 w magiczny spos\u00f3b tego pola nie przenosi a oddzia\u0142ywanie nie mog\u0105 by\u0107 na odleg\u0142o\u015b\u0107. Wyczyta\u0142em, \u017ce zgodnie z obecn\u0105 wiedz\u0105 fizyk\u00f3w, ka\u017cde oddzia\u0142ywanie, ka\u017cde pole, przenoszone jest przez jakie\u015b cz\u0105stki. I to w\u0142a\u015bnie te cz\u0105stki s\u0105 informacj\u0105 dla wszystkich dooko\u0142a \u017ce jest pole. Ka\u017cde oddzia\u0142ywanie (pole) ma swoje cz\u0105stki. Pole magnetyczne jest cz\u0119\u015bci\u0105 sk\u0142adow\u0105 pola elektromagnetycznego i jest przenoszone przez fotony. Z tym \u017ce sprawa jest skomplikowana bo wyst\u0119puje co\u015b takiego jak fotony wirtualne. Ka\u017cdy atom ma moment magnetyczny wywo\u0142ywany przez poruszaj\u0105ce si\u0119 elektrony i cz\u0105stki j\u0105dra. Elektrony przyjmuj\u0105 i oddaj\u0105 w przestrze\u0144 fotony. Mo\u017cna sobie wyobrazi\u0107 \u017ce wok\u00f3\u0142 magnesu jest chmura wirtualnych foton\u00f3w i to w\u0142a\u015bnie ta chmura jest polem magnetycznym. To w\u0142a\u015bnie te fotony reaguj\u0105 z obiektami w okolicy i st\u0105d bierze si\u0119 si\u0142a magnetyczna(ci\u015bnienie kwantowe, efekt Casimira). Jak to dok\u0142adnie przebiega to nie wiem i bardzo bym prosi\u0142 o wyja\u015bnienie tego zjawiska zar\u00f3wno dla magnes\u00f3w trwa\u0142ych jak i elektromagnes\u00f3w\u201d. Zdaj\u0119 sobie spraw\u0119 ,\u017ce takie zjawisko mo\u017cna dog\u0142\u0119bnie wyja\u015bni\u0107 przy pomocy kwantowej teorii pola.<\/p>\n

Odpowiada prof. Krzysztof Szyma\u0144ski:<\/b>
\n\u201d\u2026takie zjawisko mo\u017cna dog\u0142\u0119bnie wyja\u015bni\u0107 przy pomocy kwantowej teorii pola\u201d istotnie, Mog\u0119 podsun\u0105\u0107 inny spos\u00f3b patrzenia.
\nWyobra\u017amy sobie anten\u0119 emituj\u0105c\u0105 promieniowanie odbierane przez telefoni\u0119 kom\u00f3rkow\u0105. Jest to oczywi\u015bcie takiego samego typu promieniowanie jak \u015bwiat\u0142o widzialne, czy podczerwie\u0144, czy te\u017c mikrofale. W bardzo du\u017cej odleg\u0142o\u015bci od anteny m\u00f3wiliby\u015bmy o fotonach, kt\u00f3rych d\u0142ugo\u015b\u0107 fakli jest kilkana\u015bcie czy kilkadziesi\u0105t centymetr\u00f3w. A co jest w bliskiej odleg\u0142o\u015bci od anteny? Powiemy: zmienne w czasie pole elektromagnetyczne. Ale to pole elektromagnetyczne musi by\u0107 odpowiednim, jak to m\u00f3wimy w fizyce, stanem foton\u00f3w. Trzeba jeszcze doda\u0107 koherentnym stanem foton\u00f3w. Koherentnym \u2013 oznacza \u017ce fazy funkcji falowych foton\u00f3w mysz\u0105 by\u0107 zgodne.
\nZatem zmienne w czasie klasyczne pole elektromagnetyczne uwa\u017ca\u0107 mo\u017cna za stan koherentny foton\u00f3w. Ka\u017cdy foton ma energi\u0119 sta\u0142a Plancka razy cz\u0119stotliwo\u015b\u0107. Taki obrazek jest, przynajmniej dla mnie, bardzo intuicyjny.
\nA teraz przechodzimy do coraz mniejszych cz\u0119sto\u015bci. We\u017amy cewk\u0119 powietrzn\u0105 przez kt\u00f3r\u0105 p\u0142ynie pr\u0105d przemienny. Tworzy si\u0119 pole elektromagnetyczne o okre\u015blonej cz\u0119stotliwo\u015bci, kt\u00f3re ci\u0105gle uwa\u017camy za stan koherentny foton\u00f3w. Maj\u0105 one ma\u0142\u0105 energi\u0119, bo i ma\u0142\u0105 cz\u0119sto\u015b\u0107, ale musi ich by\u0107 bardzo du\u017co.
\nJe\u015bli b\u0119dziemy zmniejsza\u0107 cz\u0119stotliwo\u015b\u0107, w ko\u0144cu dojdziemy do pola sta\u0142ego w czasie, kt\u00f3re jest granicznym stanem koherentnym uk\u0142adu bardzo wielu foton\u00f3w o bardzo du\u017cej d\u0142ugo\u015bci fali.
\nTak to sobie wyobra\u017cam jako\u015bciowo.<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> Bardzo dzi\u0119kuj\u0119 za odpowied\u017a na poprzednie pytanie z dn. 05.12.2016r. na temat pola magnetycznego i mechanizmu powstawanie si\u0142 magnetycznych przyci\u0105gaj\u0105cych i odpychaj\u0105cych w tym polu. Niestety Pana odpowiedzi nie rozumiem i dlatego bardzo prosz\u0119 o \u0142atwiejsze wyt\u0142umaczenie tego zjawiska. Inaczej m\u00f3wi\u0105c dlaczego gdy zbli\u017camy przedmiot stalowy do magnesu trwa\u0142ego to jest on przez pole magnetyczne przyci\u0105gany lub odpychany i co dzieje si\u0119 w tym polu, \u017ce powstaj\u0105 ww. si\u0142y.<\/p>\n

Odpowiada prof. Krzysztof Szyma\u0144ski:<\/b>
\nU\u015bci\u015blijmy najpierw, \u017ce magnes sta\u0142y zawsze przyci\u0105ga przedmiot stalowy (nie odpycha). Proponuj\u0119 my\u015ble\u0107 w mniej skomplikowany spos\u00f3b. Oddzia\u0142ywanie magnes\u00f3w sta\u0142ych jak i elektromagnes\u00f3w zachodzi poprzez to samo pole magnetyczne. Zatem \u017ceby zrozumie\u0107 oddzia\u0142ywanie poprzez pole magnetyczne warto wzi\u0105\u0107 najprostszy przyk\u0142ad, a wi\u0119c dwa przewodniki z pr\u0105dem. Przyci\u0105ganie dw\u00f3ch przewodnik\u00f3w z pr\u0105dem da si\u0119 wyja\u015bni\u0107 na gruncie szczeg\u00f3lnej teorii wzgl\u0119dno\u015bci (patrz: Zakrzewski, Wr\u00f3blewski, “Wst\u0119p do fizyki”). Strumie\u0144 p\u0142yn\u0105cych elektron\u00f3w ulega skr\u00f3ceniu lorentzowskiemu i pojawia si\u0119 niewielka nier\u00f3wnowaga \u0142adunk\u00f3w dodatnich i ujemnych. W szczeg\u00f3lnej teorii wzgl\u0119dno\u015bci pole elektryczne i magnetyczne transformuj\u0119 si\u0119 nawzajem, podobnie jak przestrze\u0144 i czas. Najistotniejsze w tym wszystkim jest wi\u0119c to, dlaczego dwa \u0142adunki elektryczne si\u0119 przyci\u0105gaj\u0105 lub odpychaj\u0105. A to jest jedno z oddzia\u0142ywa\u0144 elementarnych w Przyrodzie. Mo\u017cna powiedzie\u0107, \u017ce Przyroda tak ma: dwa rodzaje \u0142adunk\u00f3w elektrycznych, kt\u00f3re si\u0119 przyci\u0105gaj\u0105 lub odpychaj\u0105. Poprzez wirtualne fotony.<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> Do dzi\u015b nie jest rozwi\u0105zany grawitacyjny problem n cia\u0142. Rozumiem, \u017ce nie da si\u0119 opisa\u0107 za pomoc\u0105 r\u00f3wna\u0144 grawitacyjnych zachowania uk\u0142adu np. Ksi\u0119\u017cyca, Ziemi i S\u0142o\u0144ca. Czy zatem og\u00f3lna teoria wzgl\u0119dno\u015bci t\u0142umaczy ten fenomen?<\/p>\n

Odpowiada prof. Piotr Jaranowski:<\/b>
\nW teorii grawitacji Newtona problem n cia\u0142, czyli problem znalezienia r\u00f3wna\u0144 ruchu n cia\u0142, kt\u00f3re przyci\u0105gaj\u0105 si\u0119 grawitacyjnie zgodnie z prawem powszechnego ci\u0105\u017cenia Newtona, mo\u017ce i jest powszechnie rozwi\u0105zywany za pomoc\u0105 oblicze\u0144 numerycznych, czyli za pomoc\u0105 komputera, dla liczb n si\u0119gaj\u0105cych nawet milion\u00f3w (robi\u0105 to astronomowie symuluj\u0105c np. zachowanie si\u0119 galaktyk). Takie numeryczne rozwi\u0105zania mog\u0105 by\u0107 bardzo dok\u0142adne, dlatego potrafimy precyzyjnie przewidzie\u0107 po\u0142o\u017cenia planet w naszym Uk\u0142adzie S\u0142onecznym nawet na setki lat w przysz\u0142o\u015b\u0107.
\nDla fizyk\u00f3w szczeg\u00f3lne znaczenie maj\u0105 rozwi\u0105zania analityczne, czyli takie, kt\u00f3re mo\u017cna wyrazi\u0107 za pomoc\u0105 znanych funkcji (takich jak funkcje pot\u0119gowe, trygonometryczne, itp.). W przypadku teorii grawitacji Newtona rozwi\u0105zania analityczne dla problemu n cia\u0142 s\u0105 znane dla n = 2 oraz n =3. Ale je\u015bli potrafimy poda\u0107 tylko dok\u0142adne rozwi\u0105zanie numeryczne problemu, to r\u00f3wnie\u017c problem traktujemy jako rozwi\u0105zany.
\nW og\u00f3lnej teorii wzgl\u0119dno\u015bci wszystko jest du\u017co bardziej skomplikowane ni\u017c w teorii grawitacji Newtona. W teorii tej dla problemu dw\u00f3ch cia\u0142 nie jest znane (i zapewne w og\u00f3le nie istnieje) rozwi\u0105zanie analityczne. Dopiero od oko\u0142o 10 lat znane s\u0105 rozwi\u0105zania numeryczne dla uk\u0142adu z\u0142o\u017conego z dw\u00f3ch czarnych dziur. Efekty zwi\u0105zane z og\u00f3ln\u0105 teori\u0105 wzgl\u0119dno\u015bci staj\u0105 si\u0119 istotne wtedy, gdy mamy do czynienia z bardzo silnymi polami grawitacyjnymi. Takie pola istniej\u0105 np. w pobli\u017cu czarnych dziur, kt\u00f3re s\u0105 te\u017c w pewnym sensie najprostszymi obiektami (bo s\u0105 to zawirowania samej przestrzeni i czasu pozbawione jakiejkolwiek materii) i dlatego pierwsze rozwi\u0105zania problemu dw\u00f3ch cia\u0142 w og\u00f3lnej teorii wzgl\u0119dno\u015bci pojawi\u0142y si\u0119 w\u0142a\u015bnie dla uk\u0142ad\u00f3w dw\u00f3ch czarnych dziur.
\nOg\u00f3lne rozwi\u0105zanie problemu 3ch cia\u0142 znalaz\u0142 w 1912 Sundman i co wi\u0119cej, o czym do tej pory nie widzia\u0142em, w 1991 chi\u0144ski (w\u00f3wczas) student (studi\u00f3w doktoranckich) Wang znalaz\u0142 podobne rozwi\u0105zanie dla problemu n cia\u0142 (dla dowolnego n)! Oba rozwi\u0105zania jednak s\u0105 z praktycznego punktu widzenia bezu\u017cyteczne.<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> Pomi\u0119dzy biegunami magnes\u00f3w w przestrzeni pola magnetycznego zmagazynowana jest pewna energia. Z czego sk\u0142ada si\u0119 ta energia i dlaczego wywo\u0142uje powstawanie si\u0142, przyci\u0105gaj\u0105cych i odpychaj\u0105cych? Czy przestrze\u0144 pola magnetycznego i elektrycznego sk\u0142ada si\u0119 z cz\u0105stek elementarnych, kt\u00f3re wywo\u0142uj\u0105 si\u0142y przyci\u0105gaj\u0105ce i odpychaj\u0105ce i jaki jest to mechanizm?<\/p>\n

Odpowiada dr hab. Jerzy Przeszowski, prof. UwB:<\/b>
\nAby odpowiedzie\u0107 na te pytania, musimy najpierw uporz\u0105dkowa\u0107 podstawowe poj\u0119cia dotycz\u0105ce pola magnetycznego rozpoczynaj\u0105c od podstawowego zjawiska magnetycznego polegaj\u0105cego na przyci\u0105ganiu si\u0119 lub odpychaniu si\u0119 r\u00f3wnoleg\u0142ych przewodnik\u00f3w, w kt\u00f3rych p\u0142ynie pr\u0105d elektryczny (np. z baterii lub akumulatora). To czy mamy przyci\u0105ganie lub odpychanie zale\u017cy od wzajemnego kierunku pr\u0105du w przewodnikach: gdy pr\u0105d p\u0142ynie w tym samym kierunku, to mamy przyci\u0105ganie, a gdy pr\u0105dy p\u0142yn\u0105 w przeciwnych kierunkach, to mamy odpychanie. To zjawisko pokazuje fundamentaln\u0105 r\u00f3\u017cnic\u0119 w por\u00f3wnaniu z oddzia\u0142ywaniem \u0142adunk\u00f3w elektrycznych, gdzie mamy dwa rodzaje \u0142adunk\u00f3w: dodatnie i ujemne, a \u0142adunki tego samego znaku odpychaj\u0105 si\u0119, gdy \u0142adunki znak\u00f3w przeciwnych przyci\u0105gaj\u0105 si\u0119. Dla pr\u0105d\u00f3w wa\u017cny jest kierunek, wi\u0119c aby opisa\u0107 matematycznie si\u0142\u0119 pomi\u0119dzy przewodnikami musimy wprowadzi\u0107 nowy rodzaj iloczynu: iloczyn wektorowy, kt\u00f3rego warto\u015b\u0107 zale\u017cy od k\u0105ta pomi\u0119dzy wektorami. To jednak zbyt ma\u0142o, aby opisa\u0107 w prosty spos\u00f3b tak\u0105 si\u0142\u0119. Dlatego wprowadzono poj\u0119cie pomocnicze: pole magnetyczne, kt\u00f3re wyobra\u017camy sobie jako wektor w ka\u017cdym punkcie przestrzeni, co matematycy nazywaj\u0105 polem wektorowym. Takie pole magnetyczne daje si\u0142\u0119 dzia\u0142aj\u0105c\u0105 na dowolny \u0142adunek poruszaj\u0105cy si\u0119 z niezerow\u0105 pr\u0119dko\u015bci\u0105. Jest to magnetyczna si\u0142a Lorentza, kt\u00f3ra dla \u0142adunku jednostkowego jest iloczynem wektorowym pr\u0119dko\u015bci cz\u0105stki i pola magnetycznego w punkcie, w kt\u00f3rym w danej chwili czasu jest cz\u0105stka. Gdy pr\u0119dko\u015b\u0107 i pole s\u0105 do siebie r\u00f3wnoleg\u0142e, to nie ma magnetycznej si\u0142y Lorentza. Dla innych przypadk\u00f3w mamy niezerow\u0105 magnetyczn\u0105 si\u0142\u0119 Lorentza, a jej kierunek jest prostopad\u0142y do kierunku pr\u0119dko\u015bci cz\u0105stki i kierunku pola magnetycznego. Zwrot tej si\u0142y wyznaczamy przy pomocy regu\u0142y prawej d\u0142oni: je\u017celi kciuk pokazuje kierunek pr\u0119dko\u015bci, a palec wskazuj\u0105cy ma kierunek pola magnetycznego, to palec \u015brodkowy wskazuje magnetyczn\u0105 si\u0142\u0119 Lorentza. Ta si\u0142a jest fundamentem oddzia\u0142ywania magnetycznego.
\nPoniewa\u017c pr\u0105d elektryczny jest strumieniem poruszaj\u0105cych si\u0119 \u0142adunk\u00f3w, wi\u0119c dzia\u0142a na niego magnetyczna si\u0142a Lorentza \u2013 jest to rola bierna pr\u0105du elektrycznego. To jeszcze nie t\u0142umaczy zjawiska, o kt\u00f3rym m\u00f3wili\u015bmy wcze\u015bniej. Pozostaje jeszcze rola aktywna pr\u0105du elektrycznego, bo jest on (pr\u0105d) \u017ar\u00f3d\u0142em pola magnetycznego wok\u00f3\u0142 siebie. Dla pr\u0105du sta\u0142ego prawo Biota-Savarta dok\u0142adnie opisuje jaki kszta\u0142t ma pola magnetyczne przeze\u0144 wytworzone. Dla nas wystarczy wiedzie\u0107, jaki kszta\u0142t maj\u0105 linie takiego pola. Linie pola wektorowego, s\u0105 to krzywe w przestrzeni, kt\u00f3re w ka\u017cdym punkcie maj\u0105 styczn\u0105 w kierunku pola. Czyli zamiast wektor\u00f3w w ka\u017cdym punkcie mamy krzywe, kt\u00f3re nie mog\u0105 si\u0119 krzy\u017cowa\u0107, ale mog\u0105 si\u0119 styka\u0107.
\nLinie pola magnetycznego s\u0105 krzywymi zamkni\u0119tymi (tak jak okr\u0119gi) otaczaj\u0105cymi przewodnik. Ponownie prawa r\u0119ka pozwala wyznaczy\u0107 kierunek pola magnetycznego: je\u017celi prawa d\u0142o\u0144 obejmuje przewodnik, a kciuk wskazuje kierunek pr\u0105du, to pozosta\u0142e palce wskazuj\u0105 kierunek pola magnetycznego.
\nKa\u017cdy pr\u0105d wytwarza pole magnetyczne (rola aktywna) i odczuwa pole magnetyczne wytworzone przez inne pr\u0105dy (rola bierna). To stanowi wystarczaj\u0105c\u0105 podstaw\u0119 do wyt\u0142umaczenia przyci\u0105gania\/odpychania si\u0119 r\u00f3wnoleg\u0142ych przewodnik\u00f3w z pr\u0105dem. Mo\u017cemy wi\u0119c uzna\u0107, \u017ce pole magnetyczne i magnetyczna si\u0142a Lorentza s\u0105 poprawnymi i u\u017cytecznymi poj\u0119ciami do opisu i t\u0142umaczenia zjawisk magnetycznych.
\nPole magnetyczne mo\u017ce rozci\u0105ga\u0107 si\u0119 w ca\u0142ej przestrzeni, chocia\u017c oczywi\u015bcie im dalej od pr\u0105du, kt\u00f3re jest \u017ar\u00f3d\u0142em pola, tym pole magnetyczne ma coraz mniejsz\u0105 warto\u015b\u0107 \u2013 wektory pola maj\u0105 coraz mniejsz\u0105 d\u0142ugo\u015b\u0107 . To os\u0142abianie jest bardzo szybkie i daleko od pr\u0105d\u00f3w elektrycznych mamy efektywnie zerowe pole magnetyczne. Czyli naturalnym stanem podstawowym jest zerowe pole magnetyczne, a jedynie w pobli\u017cu pr\u0105du elektrycznego pole magnetyczne jest niezerowe. Obecno\u015b\u0107 cz\u0105stek elementarnych jest tutaj bez znaczenia, to pole magnetyczne oddzia\u0142uje przez magnetyczn\u0105 si\u0142\u0119 Lorentza na takie cz\u0105stki. Magnetyczna si\u0142a Lorentza jest r\u00f3wnocze\u015bnie prostopad\u0142a do kierunku pola magnetycznego i kierunku pr\u0119dko\u015bci cz\u0105stki. Si\u0142a, kt\u00f3ra jest prostopad\u0142a do kierunku pr\u0119dko\u015bci cz\u0105stki nie wykonuje pracy nad t\u0105 cz\u0105stk\u0105, a wi\u0119c nie przekazuje jej energii ani od niej nie pobiera energii.
\nAle czy pole magnetyczne niesie energi\u0119? Jak pisa\u0142em powy\u017cej magnetyczna si\u0142a Lorentza nie wykonuje pracy, wi\u0119c mechanizm gromadzenia energii w polu magnetycznym jest inny ni\u017c dla pola elektrycznego. Pole elektryczne daje elektryczn\u0105 si\u0142\u0119 Lorentza, kt\u00f3ra mo\u017ce wykonywa\u0107 prac\u0119: rozp\u0119dza\u0107 lub hamowa\u0107 cz\u0105stk\u0119 na\u0142adowan\u0105. To oznacza zmian\u0119 energii kinetycznej cz\u0105stki, a taka zmiana musi si\u0119 bilansowa\u0107 ze zmian\u0105 energii pola elektrycznego, bo energia uk\u0142adu: pole elektryczne + cz\u0105stka na\u0142adowana musi pozosta\u0107 niezmieniona. Takie jest proste wyt\u0142umaczenie, tego \u017ce niezerowe pole elektryczne ma niezerow\u0105 energi\u0119. Ale taka interpretacja nie dzia\u0142a w przypadku pola magnetycznego, a mo\u017ce pole magnetyczne nie ma energii?
\nDo tej pory nie m\u00f3wili\u015bmy jeszcze o prawach \u0142\u0105cz\u0105cych pole elektryczne i magnetyczne, bo nie s\u0105 one od siebie niezale\u017cne. Mamy prawo Faradaya, kt\u00f3re m\u00f3wi, \u017ce zmienne w czasie pole magnetyczne powoduje pojawienie si\u0119 pola elektrycznego. Je\u017celi mamy pr\u0105d sta\u0142y, to wytwarza on sta\u0142e pole magnetyczne i nie ma pola elektrycznego, ale je\u017celi zmieniamy w czasie pr\u0105d elektryczny, np. jego nat\u0119\u017cenie, to pole magnetyczne r\u00f3wnie\u017c zmienia si\u0119 w czasie i pojawia si\u0119 pole elektryczne, kt\u00f3re mo\u017ce wykonywa\u0107 prac\u0119. Po zako\u0144czeniu zmiany pole magnetyczne ma now\u0105 sta\u0142\u0105 warto\u015b\u0107 i znika pole magnetyczne. Poniewa\u017c pole elektryczne podczas procesu zmiany mog\u0142o wykonywa\u0107 prac\u0119, co oznacza zmian\u0119 energii, to ta zmieniona energia musi by\u0107 w czym\u015b zgromadzona. To wskazuje na to, \u017ce pole magnetyczne ma energi\u0119, kt\u00f3ra mo\u017ce si\u0119 zmieni\u0107 jedynie za po\u015brednictwem pola elektrycznego.
\nPole magnetyczne, tak jak i elektryczne, mo\u017ce by\u0107 niezerowe w pustej przestrzeni. One oddzia\u0142uje na elektrycznie na\u0142adowane cz\u0105stki elementarne, ale nie korzysta z nich jako swojego no\u015bnika. Pola magnetyczne i elektryczne maj\u0105 energi\u0119, kt\u00f3ra nie jest unoszona przez inne medium, mo\u017ce by\u0107 niezerowa w pustej przestrzeni.
\nNa koniec par\u0119 uwag na temat sta\u0142ego magnesu sztabkowego znanego z lekcji fizyki. Tutaj mechanizm powstawania pola magnetycznego jest mniej spektakularny, ale prawa fizyczne s\u0105 takie same. Pr\u0105dami kt\u00f3re s\u0105 \u017ar\u00f3d\u0142em pola magnetycznego magnesu sta\u0142ego s\u0105 elektrony w atomach lub cz\u0105steczkach. Mo\u017cemy modelowa\u0107 taki ruch elektron\u00f3w ma\u0142ymi ko\u0142owymi przewodnikami z pr\u0105dem. Wprowadza si\u0119 poj\u0119cie momentu magnetycznego atomu lub cz\u0105steczki jako wektora, kt\u00f3ry jest prostopad\u0142y do modelowego ko\u0142owego przewodnika. Taki moment magnetyczny wytwarza swoje pole magnetyczne, kt\u00f3re przypomina miniaturk\u0119 pola magnetycznego Ziemi, a wyr\u00f3\u017cniony kierunek pomi\u0119dzy Biegunami Po\u0142udniowym i P\u00f3\u0142nocnym jest teraz wskazywany przez kierunek momentu magnetycznego. Magnes sta\u0142y zawiera wiele atom\u00f3w lub cz\u0105steczek z momentem magnetycznym, a pola magnetyczne na zewn\u0105trz magnesu jest wypadkowym polem od ka\u017cdego atomu lub cz\u0105steczki. Wi\u0119kszo\u015b\u0107 substancji ma atomy lub cz\u0105steczki nieuporz\u0105dkowane, co oznacza, \u017ce nie daj\u0105 one wypadkowego pola magnetycznego i takie substancje nie s\u0105 magnesami sta\u0142ymi. Jedynie nieliczne substancje, maj\u0105 uporz\u0105dkowane atomowe lub cz\u0105steczkowe momenty magnetyczne, co prowadzi do niezerowego wypadkowego pola magnetycznego.
\nChcia\u0142bym r\u00f3wnie\u017c jako ciekawostk\u0119 poda\u0107, \u017ce moment magnetyczny, poza atomami lub cz\u0105steczkami, maj\u0105 r\u00f3wnie\u017c pojedyncze elektrony. Nie mo\u017cemy modelowa\u0107 takiego momentu magnetycznego elektronu przy pomocy obwodu z pr\u0105dem, bo jest on zwi\u0105zany z pewn\u0105 cech\u0105 elektronu nazywan\u0105 spinem elektronu, kt\u00f3ra nie ma nic wsp\u00f3lnego z ruchem elektronu. Spoczywaj\u0105cy elektron ma niezerowy spin, a wi\u0119c niezerowy moment magnetyczny i wytwarza niezerowe pole magnetyczne. Jednak poj\u0119cie spinu elektronu wykracza poza fizyk\u0119 klasyczn\u0105 i jest opisywane dopiero przez fizyk\u0119 kwantow\u0105.<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> Je\u015bli dzisiaj jest zero stopni, a jutro ma by\u0107 dwa razy zimniej, to ile stopni b\u0119dzie jutro? Pewnie proste dla pa\u0144stwa\u2026<\/p>\n

Odpowiada prof. Krzysztof Szyma\u0144ski:<\/b>
\nPytanie nie jest z fizyki, raczej z dziedziny dowcip\u00f3w lub zabawy j\u0119zykowej.
\nTo te\u017c mnie interesuje i odpowiadam:
\nSkoro jest 0 stopni Celsjusza a temperatura ma by\u0107 dwa razy mniejsza, to b\u0119dzie 0 stopni Celsjusza, oczywi\u015bcie zgodnie z prawami matematyki ale skoro mamy 0 stopni Celsjusza, czyli 273 kelwiny, to b\u0119dzie 273\/2 kelwiny czyli minus 136.5 stopni Celsjusza. Jak sobie Pytaj\u0105cy \u017cyczy. A na powa\u017cnie, je\u015bli fizycy m\u00f3wi\u0105 o dwukrotnie ni\u017cszej temperaturze, to zawsze maj\u0105 na my\u015bli temperatur\u0119 wyra\u017can\u0105 w skali Kelwina. To wi\u0105\u017ce si\u0119 np. z tym, \u017ce miar\u0105 temperatury jest \u015brednia energia kinetyczna cz\u0105steczek gazu doskona\u0142ego. I jeszcze jedno, jak nie wiadomo o co komu\u015b chodzi, to warto si\u0119 dopyta\u0107.<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> Czy jest mo\u017cliwe by dwa r\u00f3\u017cne pierwiastki mia\u0142y jednakowe widma?<\/p>\n

Odpowiada prof. Krzysztof Szyma\u0144ski:<\/b>
\nNie, r\u00f3\u017cne pierwiastki maj\u0105 r\u00f3\u017cny \u0142adunek j\u0105dra oraz r\u00f3\u017cn\u0105 liczb\u0119 elektron\u00f3w, a to determinuje uk\u0142ad energii stan\u00f3w elektronowych. Widmo zale\u017cy od energii tych w\u0142a\u015bnie stan\u00f3w elektronowych. W praktyce bywa tak, \u017ce z powodu trudno\u015bci eksperymentalnych nie udaje si\u0119 zarejestrowa\u0107 ca\u0142ego widma lub, \u017ce widmo obarczone jest du\u017c\u0105 niepewno\u015bci\u0105 eksperymentaln\u0105 i wtedy rozr\u00f3\u017cnienie pierwiastk\u00f3w mo\u017ce by\u0107 k\u0142opotliwe.<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> Czym si\u0119 r\u00f3\u017cni materia od antymaterii?<\/p>\n

Odpowiada prof. Krzysztof Szyma\u0144ski:<\/b>
\nW analogii do uk\u0142adu okresowego pierwiastk\u00f3w, istnieje tablica cz\u0105stek elementarnych. Sk\u0142adnikami tej tablicy jest elektron, foton i wiele innych. Ka\u017cda z tych cz\u0105stek elementarnych ma swojego partnera w postaci antycz\u0105stki. W niekt\u00f3rych przypadkach antycz\u0105stka i cz\u0105stka s\u0105 t\u0105 sama cz\u0105stk\u0105. Jak jest w przypadku fotonu.
\nElektron ma mas\u0119 me i \u0142adunek -e. Antycz\u0105stka elektronu (antyelektron, pozyton lub pozytron) ma mas\u0119 me i \u0142adunek +e. Spotkanie elektronu i antyelektronu ko\u0144czy si\u0119 tragicznie \u2013 cz\u0105stki te ulegaj\u0105 anihilacji zamieniaj\u0105c si\u0119 w dwa fotony. Proces ten jest odwracalny i dwa fotony o odpowiednio du\u017cych energiach mog\u0105 utworzy\u0107 par\u0119 elektron-antyelektron.
\nM\u00f3wi\u0105c \u201eantymateria\u201d mamy na my\u015bli antycz\u0105stki lub materi\u0119 zbudowan\u0105 z antycz\u0105stek.
\nM\u00f3wi\u0105c \u201emateria\u201d mamy na my\u015bli cz\u0105stki elementarne lub materi\u0119 zbudowan\u0105 z tych cz\u0105stek.<\/p>\n

Odpowiada dr hab. Jerzy Przeszowski:<\/b>
\nAntymateria jest tak samo dobra jak materia i jest wielk\u0105 zagadk\u0105, dlaczego wok\u00f3\u0142 nas mamy tak ma\u0142o antycz\u0105stek. Bo symetrie, kt\u00f3re wydaj\u0105 si\u0119 rz\u0105dzi\u0107 Wszech\u015bwiatem dopuszczaj\u0105 zar\u00f3wno elektron jak i pozytron. Ale to elektrony buduj\u0105 atomy, sklejaj\u0105 cz\u0105steczki i s\u0105 wsz\u0119dzie. R\u00f3wnie dobre atomy mo\u017cna utworzy\u0107 z pozytron\u00f3w i antyproton\u00f3w i antyneutron\u00f3w, ale takie nie wyst\u0119puj\u0105. S\u0142owem mamy pe\u0142n\u0105 symetri\u0119: materia \u2013 antymateria, ale nasz Wszech\u015bwiat opowiedzia\u0142 si\u0119 zdecydowanie za materi\u0105.<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> Jakie s\u0105 uznawane przez fizyk\u00f3w definicje i opisy matematyczne fali i cz\u0105stki, kt\u00f3re odnosz\u0105 si\u0119 do istoty zjawisk fizycznych? Chcia\u0142bym si\u0119 dowiedzie\u0107, chocia\u017cby w skr\u00f3cie, jakie mo\u017cna mie\u0107 wyobra\u017cenie cz\u0105stki, fali i np. \u015bwiat\u0142a.<\/p>\n

Odpowiada prof. Krzysztof Szyma\u0144ski:<\/b>
\n1. Jedn\u0105 z najdok\u0142adniej zbadanych koncepcji w fizyce jest model standardowy. W tej koncepcji potwierdzonej przez ogromn\u0105 liczb\u0119 eksperyment\u00f3w, za cz\u0105stki elementarne uwa\u017ca si\u0119 6 kwark\u00f3w, 4 bozony po\u015brednicz\u0105ce (w tym foton), 3 leptony (w tym elektron), 3 neutrina, i bozon Higgsa, razem 17 r\u00f3\u017cnych cz\u0105stek. Do tego dochodz\u0105 antycz\u0105stki. Ten zestaw jest jakby uk\u0142adem okresowym znanych sk\u0142adnik\u00f3w \u015bwiata materialnego. Cech\u0105 tych cz\u0105stek jest m. in. to, \u017ce ka\u017cda ma \u015bci\u015ble okre\u015blony wewn\u0119trzny moment p\u0119du, kt\u00f3ry jest wielokrotno\u015bci\u0105 sta\u0142ej Plancka (bozony) lub wielokrotno\u015bci\u0105 po\u0142owy sta\u0142ej Plancka (fermiony). Pewne z tych cz\u0105stek maj\u0105 mas\u0119 (np. elektron), inne maj\u0105 mas\u0119 zerow\u0105 (np. foton). Podobnie jest z \u0142adunkiem elektrycznym. Pewne z tych cz\u0105stek maja \u0142adunek zerowy, inne maj\u0105 +- \u0142adunku elementarnego lub wielokrotno\u015b\u0107 1\/3 \u0142adunku elementarnego.
\n2. Z tych sk\u0142adnik\u00f3w zbudowane s\u0105 bardziej z\u0142o\u017cone cz\u0105stki \u2013 atomy, kt\u00f3re sklasyfikowane s\u0105 w uk\u0142adzie okresowym pierwiastk\u00f3w. Wiele izotop\u00f3w pierwiastk\u00f3w nie s\u0105 cz\u0105stkami trwa\u0142ymi.
\n3. W popularnym uj\u0119ciu przez cz\u0105stk\u0119 lub punkt materialny rozumiemy obiekt o zaniedbywalnych rozmiarach, okre\u015blonej masie i okre\u015blonej lokalizacji (po\u0142o\u017cenie). To jest u\u017cyteczne przybli\u017cenie u\u017cywane j do opisu wielu zjawisk fizycznych. W rzeczywisto\u015bci takie cz\u0105stki lub punkty materialne nie istniej\u0105.
\n4. Fale s\u0105 zaburzeniami stanu r\u00f3wnowagi o\u015brodka, poruszaj\u0105cymi si\u0119 w czasie i przestrzeni. Przyk\u0142adami fal s\u0105 zmarszczki na powierzchni wody, d\u017awi\u0119k w powietrzu, d\u017awi\u0119k w metalu. Fale przenosz\u0105 p\u0119d i energi\u0119 w taki spos\u00f3b, \u017ce cz\u0105stki o\u015brodka nie zmieniaj\u0105 swoich \u015brednich po\u0142o\u017ce\u0144. Fale charakteryzowane s\u0105 przez szereg typowych zjawisk: polaryzacj\u0119, interferencj\u0119, dyfrakcj\u0119.
\n5. Innym rodzajem fal s\u0105 fale zwi\u0105zane z cz\u0105stkami elementarnymi, np. fale foton\u00f3w (czyli fale elektromagnetyczne) lub fale elektron\u00f3w. Fale te wykazuj\u0105 r\u00f3wnie\u017c zjawisko polaryzacji, interferencji i dyfrakcji.
\n6. Wszystkie fale maj\u0105 tak\u0105 w\u0142asno\u015b\u0107, \u017ce wyst\u0119puj\u0105 w postaci najmniejszych mo\u017cliwych porcji \u2013 kwant\u00f3w, np. kwanty fal elektromagnetycznych (fotony), kwanty fal d\u017awi\u0119kowych (fonony).<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> Moje pytanie jest proste. Prosz\u0119 odpowiedzie\u0107 jak to si\u0119 dzieje, \u017ce sztuczne satelity, kt\u00f3re rzekomo kr\u0105\u017c\u0105 na orbicie oko\u0142o ziemskiej i s\u0105 poza atmosfer\u0105 Ziemi, nie oddalaj\u0105 si\u0119 od Ziemi skoro Ziemia wykonuj\u0105c ruch obiegowy wok\u00f3\u0142 S\u0142o\u0144ca porusza si\u0119 z pr\u0119dko\u015bci\u0105 ponad 107 tys. km\/h.<\/p>\n

Odpowiada prof. Krzysztof Szyma\u0144ski:<\/b>
\nOdpowied\u017a tak prosta jak pytanie: bo kr\u0105\u017c\u0105ce satelity podr\u00f3\u017cuj\u0105 razem z Ziemi\u0105 z pr\u0119dko\u015bci\u0105 ponad 107 tys. km\/h.
\nI jeszcze komentarz:
\n1. Satelity nie rzekomo ale naprawd\u0119 kr\u0105\u017c\u0105 wok\u00f3\u0142 Ziemi. Satelity mo\u017cna zobaczy\u0107 go\u0142ym okiem oraz \u015bledzi\u0107 ich ruch u\u017cywaj\u0105c narz\u0119dzia:
\nhttp:\/\/www.stoff.pl\/orbitron\/summary.php?plk<\/a>
\n2. To, \u017ce satelity poruszaj\u0105 si\u0119 razem z Ziemi\u0105 wynika z zasady wzgl\u0119dno\u015bci Galileusza. Nie jeste\u015bmy w stanie w \u017cadnym eksperymencie wykry\u0107 ruchu uk\u0142adu poruszaj\u0105cego si\u0119 ze sta\u0142\u0105 pr\u0119dko\u015bci\u0105. W p\u0119dz\u0105cym poci\u0105gu nie czujemy tego, \u017ce poruszamy si\u0119 z pr\u0119dko\u015bci\u0105 150 km\/h. Podobnie satelita razem z Ziemi\u0105 nie czuje tego, \u017ce porusza si\u0119 z pr\u0119dko\u015bci\u0105 107 tys. km\/h. Co wi\u0119cej, nasze S\u0142o\u0144ce, razem z Ziemia i satelitami p\u0119dzi w Galaktyce z pr\u0119dko\u015bci\u0105 828 tys. km\/h.<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> Ile wed\u0142ug obecnej wiedzy lat ma Ziemia i czy datowanie izotopowe jest wiarygodne? Ziemia i czy datowanie izotopowe jest wiarygodne?<\/p>\n

Odpowiada prof. Eugeniusz \u017bukowski:<\/b>
\nWiek Ziemi okre\u015bla si\u0119 na 4.54 0,02 mld lat, czyli z dok\u0142adno\u015bci\u0105 wi\u0119ksz\u0105 ni\u017c 0.5% (np. G.B Dalrymple, The Age of the Earth (pol. Wiek Ziemi), Stanford University Press, 1991). M\u00f3wi\u0105c dok\u0142adniej, jest to wiek najstarszych przebadanych pr\u00f3bek skalnych, a sama Ziemia mo\u017ce by\u0107 jeszcze starsza. Istnieje wiele opracowa\u0144 popularno-naukowych (w tym strony internetowe), w kt\u00f3rych w spos\u00f3b przyst\u0119pny scharakteryzowano najwa\u017cniejsze metody okre\u015blania wieku Ziemi, ska\u0142 ksi\u0119\u017cycowych przywiezionych przez misje Apollo, czy meteoryt\u00f3w. Wiek naszej planety okre\u015blany na 4.54 mld lat (zwykle z dok\u0142adno\u015bci\u0105 poni\u017cej 1%) potwierdzaj\u0105 r\u00f3\u017cne niezale\u017cne metody do\u015bwiadczalne stosowane do tego celu. Taki mniej wi\u0119cej jest te\u017c wiek ca\u0142ego Uk\u0142adu S\u0142onecznego, kt\u00f3ry zacz\u0105\u0142 formowa\u0107 si\u0119 ok. 4.6 mld lat temu.
\nPodstawowe metody okre\u015blania wieku formacji skalnych na Ziemi (pr\u00f3bek z Ksi\u0119\u017cyca i meteoryt\u00f3w) wykorzystuj\u0105 d\u0142ugo\u017cyciowe izotopy pierwiastk\u00f3w promieniotw\u00f3rczych, np. rubid-87, uran-238, tor-232, potas-40, uran-235. Ka\u017cdy z nich charakteryzuje si\u0119 innym tzw. czasem po\u0142owicznego rozpadu (p\u00f3\u0142okresem), czyli okresem, w czasie kt\u00f3rego ilo\u015b\u0107 izotopu promieniotw\u00f3rczego maleje do po\u0142owy. Na przyk\u0142ad: po czasie r\u00f3wnym jednemu p\u00f3\u0142okresowi rozpadu z np. 1000 pocz\u0105tkowych atom\u00f3w pierwiastka promieniotw\u00f3rczego pozostanie 500 atom\u00f3w, po kolejnym p\u00f3\u0142okresie tylko 250, potem 125 itd. Czasy te dla podanych izotop\u00f3w wynosz\u0105 odpowiednio: 48.8, 14.0, 4.468, 1.251, 0.704 mld lat. Do datowania ska\u0142 metod\u0105 radiow\u0119glow\u0105 nie nadaje si\u0119 kr\u00f3tko\u017cyciowy promieniotw\u00f3rczy izotop w\u0119gla-14 (p\u00f3\u0142okres \u201etylko\u201d 5715 lat).
\nGdyby\u015bmy znali pocz\u0105tkowe zawarto\u015bci poszczeg\u00f3lnych pierwiastk\u00f3w promieniotw\u00f3rczych np. w jednym gramie ska\u0142y w okresie formowania si\u0119 Ziemi i por\u00f3wnali to z zawarto\u015bci\u0105 tych izotop\u00f3w w tych samych ska\u0142ach obecnie to potrafiliby\u015bmy jednoznacznie okre\u015bli\u0107 jak d\u0142ugo trwa\u0142 badany rozpad, czyli jaki jest wiek Ziemi. Niestety, tego nie wiemy i musimy korzysta\u0107 z po\u015brednich metod por\u00f3wnawczych wiedz\u0105c jednak jakie s\u0105 kolejne produkty rozpadu poszczeg\u00f3lnych izotop\u00f3w. Ko\u0144cowych produktem wielu po\u015brednich rozpad\u00f3w (tzw. przemian alfa i beta) uranu-238 jest stabilny (niepromieniotw\u00f3rczy) izotop o\u0142owiu-206, uran-235 \u201eprodukuje\u201d stabilny izotop o\u0142owiu-207, tor-232 \u201edostarcza\u201d izotopu o\u0142owiu-208, rubid-87 \u2013 strontu-87, a potas-40 \u2013 argonu-40.
\nOkazuje si\u0119, \u017ce bardzo pomocnym w metodzie datowania radiometrycznego jest niepromieniotw\u00f3rczy izotop o\u0142owiu-204. Przetrwa\u0142 on w tym samym stanie od momentu formowanie si\u0119 Ziemi do czas\u00f3w wsp\u00f3\u0142czesnych. Znaj\u0105c p\u00f3\u0142okresy rozpad\u00f3w macierzystych izotop\u00f3w uranu-235 i uranu-238 \u201eprodukuj\u0105cych\u201d odpowiednio o\u0142\u00f3w-207 i o\u0142\u00f3w-206 mo\u017cna obliczy\u0107 jak zmienia\u0142 si\u0119 w czasie stosunek zawarto\u015bci o\u0142owiu-207 do stabilnego o\u0142owiu-204 w funkcji zawarto\u015bci o\u0142owiu-206 do o\u0142owiu-204. Powstaje w ten spos\u00f3b tzw. izochron Pb-Pb (niekt\u00f3rzy nazywaj\u0105 to \u201eklepsydr\u0105 uk\u0142adu s\u0142onecznego\u201d). Na powsta\u0142ej krzywej wystarczy umie\u015bci\u0107 dane z pomiaru wzgl\u0119dnej zawarto\u015bci izotop\u00f3w o\u0142owiu w badanych pr\u00f3bkach. Jak wida\u0107, nie jest potrzebna nawet znajomo\u015b\u0107 obecnej zawarto\u015bci izotop\u00f3w uranu (chocia\u017c stosowane s\u0105 r\u00f3wnie\u017c metody wykorzystuj\u0105ce dane z wzgl\u0119dnej zawarto\u015bci uranu i o\u0142owiu). Do pierwszych pomiar\u00f3w wykonanych 60 lat temu u\u017cyto pr\u00f3bek meteoryt\u00f3w kamiennych i \u017celaznych (pochodz\u0105 z tego samego okresu formowania si\u0119 uk\u0142adu s\u0142onecznego co Ziemia) oraz pr\u00f3bek osad\u00f3w dennych z ocean\u00f3w. Wszystkie pr\u00f3bki u\u0142o\u017cy\u0142y si\u0119 na tej samej prostej, kt\u00f3rej nachylenie na wykresie izochronu pozwala\u0142o na okre\u015blenie pocz\u0105tkowego czasu, od kt\u00f3rego zacz\u0119\u0142a si\u0119 produkcja izotop\u00f3w o\u0142owiu, kt\u00f3ra doprowadzi\u0142a do sk\u0142adu izotopowego o\u0142owiu mierzonego obecnie. Podobn\u0105 technik\u0119 datowania wieku ska\u0142 stosuje si\u0119 w metodzie Rb-Sr wykorzystuj\u0105c wzgl\u0119dne zawarto\u015bci promieniotw\u00f3rczego rubidu-87 do stabilnego strontu-86 i promieniotw\u00f3rczego strontu strontu-87 (produkt rozpadu rubidu-87) do strontu-86.
\nCo determinuje niepewno\u015b\u0107 (b\u0142\u0105d eksperymentalny, przypadkowy i systematyczny) otrzymanych wynik\u00f3w? Na pewno wp\u0142ywa na to m.in. mo\u017cliwo\u015b\u0107 zmiany sk\u0142adu pr\u00f3bki w czasie wskutek oddzia\u0142ywania czynnik\u00f3w zewn\u0119trznych (np. r\u00f3\u017cny stopie\u0144 wyp\u0142ukiwania izotop\u00f3w przez wod\u0119), dok\u0142adno\u015b\u0107 pomiaru sk\u0142adu izotopowego pr\u00f3bki, zanieczyszczenia pr\u00f3bki czy dok\u0142adno\u015b\u0107 okre\u015blenia czasu po\u0142owicznego rozpadu poszczeg\u00f3lnych izotop\u00f3w. Oczywi\u015bcie fundamentalnym za\u0142o\u017ceniem jest przyj\u0119cie sta\u0142o\u015bci tego czasu na przestrzeni miliard\u00f3w lat.
\nPo kolei. Do datowania radiometrycznego stosuje si\u0119 zwykle kryszta\u0142y cyrkonu (ZrSiO4), kt\u00f3re wytrzymuj\u0105 temperatury do 2200 \uf0b0C, z wi\u0119c m\u00f3g\u0142 przetrwa\u0107 \u201egor\u0105ce\u201d chwile pocz\u0105tkowego okresu formowania si\u0119 Ziemi. Cz\u0119sto zawieraj\u0105 one m.in. uran i tor oraz o\u0142\u00f3w, kt\u00f3rych sk\u0142ad zmienia si\u0119 tylko wskutek rozpad\u00f3w pierwiastk\u00f3w promieniotw\u00f3rczych, bez rozpuszczania sk\u0142adnik\u00f3w w wodzie. Atomy uranu i toru w naturalny spos\u00f3b wkomponowuj\u0105 si\u0119 w struktur\u0119 krystaliczn\u0105 tego minera\u0142u, a atomy o\u0142owiu nie maj\u0105 takiej mo\u017cliwo\u015bci. Dlatego te\u017c o\u0142\u00f3w znajdowany w pr\u00f3bkach cyrkonu musi w ca\u0142o\u015bci pochodzi\u0107 z rozpad\u00f3w uranu i toru. W Australii na wzg\u00f3rzach Jack Hill znaleziono najstarszy dotychczas kryszta\u0142 cyrkonu datowany na 4.4 mld lat.
\nDok\u0142adno\u015b\u0107 pomiaru sk\u0142adu izotopowego pr\u00f3bki jest du\u017ca. Do okre\u015blenia zawarto\u015bci pierwiastk\u00f3w promieniotw\u00f3rczych zwykle nie u\u017cywa si\u0119 obecnie metod licznikowych polegaj\u0105cych na pomiarze aktywno\u015bci pierwiastka promieniotw\u00f3rczego. W ma\u0142ych pr\u00f3bkach ze \u015bladowymi ilo\u015bciami tych pierwiastk\u00f3w odpowiednie pomiary musia\u0142yby trwa\u0107 bardzo d\u0142ugo, aby uzyska\u0107 wynik na odpowiednim poziomie wiarygodno\u015bci. Sk\u0142ad izotopowy pr\u00f3bki mo\u017cna z du\u017c\u0105 dok\u0142adno\u015bci\u0105 okre\u015bli\u0107 w spektrometrach masowych. Jony badanych izotop\u00f3w o odpowiednim stosunku masy do \u0142adunku rozdzielaj\u0105 si\u0119 w polu magnetycznym b\u0105d\u017a elektrycznym i rejestrowane s\u0105 w r\u00f3\u017cnych miejscach w detektorze. Por\u00f3wnuj\u0105c ilo\u015bci zliczonych jon\u00f3w na odpowiednich pozycjach w skalibrowanym detektorze mo\u017cna okre\u015bli\u0107 wzgl\u0119dn\u0105 zawarto\u015b\u0107 izotop\u00f3w poszczeg\u00f3lnych pierwiastk\u00f3w w badanej pr\u00f3bce. Do bada\u0144 wystarczy praktycznie \u015bladowa ilo\u015b\u0107 materia\u0142u.
\nW przypadku r\u00f3\u017cnych zanieczyszcze\u0144 pr\u00f3bki, przy braku udokumentowanej jej historii, mo\u017cna otrzyma\u0107 wyniki niewiarygodne, kt\u00f3re zwykle wskazuj\u0105 na \u201eb\u0142\u0105d gruby\u201d pomiaru. Takie dane nie powinny by\u0107 dalej analizowane.
\nSta\u0142e rozpadu izotop\u00f3w wymienionych na pocz\u0105tku znane s\u0105 z dok\u0142adno\u015bci\u0105 rz\u0119du 0.1% (od 0.02% do 0.2 %). Odpowied\u017a na pytanie, czy ta sta\u0142a by\u0142a rzeczywi\u015bcie sta\u0142\u0105 wymaga\u0142aby d\u0142u\u017cszego komentarza. W skr\u00f3cie: j\u0105dro atomowe, z kt\u00f3rego emitowane jest promieniowanie alfa i beta prowadz\u0105ce do powstawania nowych izotop\u00f3w jest do\u015b\u0107 niewra\u017cliwe na czynniki zewn\u0119trzne typu temperatura czy ci\u015bnienie. Jest izolowane przez chmur\u0119 elektron\u00f3w, a energie oddzia\u0142ywa\u0144 j\u0105drowych, kt\u00f3re decyduj\u0105 o jego przemianach s\u0105 du\u017co wy\u017csze od energii mo\u017cliwych do uzyskania przez czynniki zewn\u0119trzne, a wi\u0119c natura \u201erobi swoje\u201d utrzymuj\u0105c sta\u0142e prawdopodobie\u0144stwo rozpadu (w jednostce czasu) przypadkowych j\u0105der atomowych pierwiastk\u00f3w promieniotw\u00f3rczych, co daje si\u0119 uj\u0105\u0107 w precyzyjnie okre\u015blon\u0105 zale\u017cno\u015b\u0107 wyk\u0142adniczo malej\u0105cej aktywno\u015bci preparatu promieniotw\u00f3rczego w funkcji czasu. Rozpad alfa to mechanizm przechodzenia tej cz\u0105stki z j\u0105dra atomowego przez barier\u0119 potencja\u0142u (tunelowanie), bardzo dobrze opisany przez mechanik\u0119 kwantow\u0105.
\nZ doniesie\u0144 naukowych wiadomo, \u017ce w ekstremalnych warunkach temperatur i ci\u015bnie\u0144 udaje si\u0119 zmieni\u0107 czasy \u017cycia niekt\u00f3rych izotop\u00f3w na poziomie poni\u017cej 1%. Obserwowano nawet niewielki wp\u0142yw p\u00f3r roku (a wi\u0119c aktywno\u015bci S\u0142o\u0144ca) na p\u00f3\u0142okresy rozpad\u00f3w niekt\u00f3rych izotop\u00f3w promieniotw\u00f3rczych.
\nZnaj\u0105c dok\u0142adno\u015bci poszczeg\u00f3lnych danych wykorzystywanych przy okre\u015blaniu wieku Ziemi mo\u017cna, korzystaj\u0105c z prawa propagacji niepewno\u015bci, oszacowa\u0107 ko\u0144cow\u0105 dok\u0142adno\u015b\u0107 wyniku pomiaru. Jak wspomniano na pocz\u0105tku, wiek Ziemi od momentu formowania si\u0119 ska\u0142 znany jest z dok\u0142adno\u015bci\u0105 wi\u0119ksz\u0105 ni\u017c 1%, niekt\u00f3re \u017ar\u00f3d\u0142a podaj\u0105, \u017ce nawet z dok\u0142adno\u015bci\u0105 0.1 %. Nie wydaje si\u0119, aby ewentualne niewielkie zmiany sta\u0142ych fizycznych na przestrzeni miliard\u00f3w lat znacz\u0105co zmieni\u0142y oszacowania wieku Ziemi. Fizycy przyjmuj\u0105 sta\u0142o\u015b\u0107 praw przyrody w ka\u017cdym miejscu Wszech\u015bwiata i w d\u0142ugiej skali czasowej (np. rejestrowane obecnie widma odleg\u0142ych gwiazd \u015bwiadcz\u0105 o tym, \u017ce przed miliardami lat w tych gwiazdach zachodzi\u0142y takie same procesy fizycznych jak te, kt\u00f3re obserwuje si\u0119 obecnie np. na S\u0142o\u0144cu). Nie ma udokumentowanych dowod\u00f3w do\u015bwiadczalnych, aby by\u0142o inaczej, pomimo wielu pr\u00f3b podwa\u017cenia tego.<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> Jak wygl\u0105da\u0142by optymalny cz\u0142owiek na planecie na kt\u00f3rej przyspieszenie grawitacyjne wynosi\u0142oby 0,6 g?<\/p>\n

Odpowiada prof. Marek Cieplak<\/b> ze \u015arodowiskowego Laboratorium Fizyki Biologicznej Instytutu Fizyki PAN, dr Anna Nied\u017awiecka<\/b> ze \u015arodowiskowego Laboratorium Fizyki Biologicznej Instytutu Fizyki PAN, oraz prof. Jan Koz\u0142owski<\/b> z Instytutu Nauk o \u015arodowisku UJ:
\nRozmiar cia\u0142a m\u00f3g\u0142by by\u0107 oko\u0142o 20% wi\u0119kszy w rozmiarze liniowym (pierwiastek 3 stopnia z proporcji 1\/0.6, a masa by\u0142aby oko\u0142o 67% wi\u0119ksz\u0105). Na biochemi\u0119 by to pewnie nie wp\u0142yn\u0119\u0142o. Na hydrodynamik\u0119 p\u0142yn\u00f3w ustrojowych na pewno troch\u0119 tak. Z drugiej strony, g\u0142\u00f3wnym problemem kosmonaut\u00f3w jest degeneracja ko\u015bci i mi\u0119\u015bni. Tak wi\u0119c istotnie trudno powiedzie\u0107.
\nNa naszej Ziemi \u017cyj\u0105 organizmy o bardzo r\u00f3\u017cnych rozmiarach, a i cz\u0142owiek (przynajmniej zanim zosta\u0142 sapiens) zmienia\u0142 mocno rozmiary. Zatem trudno co\u015b powiedzie\u0107 o rozmiarach optymalnych.
\nNa tej planecie wystarczy\u0142by zapewne mniej wydajny uk\u0142ad mi\u0119\u015bniowy do poruszania si\u0119 z t\u0105 sam\u0105 pr\u0119dko\u015bci\u0105 przy takiej samej masie. Ale to, z jak\u0105 pr\u0119dko\u015bci\u0105\/skoczno\u015bci\u0105 by\u0142oby optymalnie si\u0119 porusza\u0107 zale\u017cy od wielu czynnik\u00f3w, takich jak np. zagro\u017cenia przez drapie\u017cniki, odleg\u0142o\u015bci do pokonania w celu zdobycia pokarmu itp. Poza tym nie wiadomo, czy do poruszania by\u0142by u\u017cywany uk\u0142ad mi\u0119\u015bniowy podobny do naszego, a mo\u017ce mi\u0119\u015bniowo-hydrauliczny jak u paj\u0105k\u00f3w? Tak naprawd\u0119 nie ma prostej odpowiedzi. Natomiast zagadnienie szersze, dlaczego jest tak ogromna r\u00f3\u017cnorodno\u015b\u0107 rozmiar\u00f3w cia\u0142a w przyrodzie, od u\u0142amk\u00f3w milimetra po kilkadziesi\u0105t ton, jest interesuj\u0105ce.
\nW jednym z program\u00f3w stacji BBC pokazywano zwierz\u0119ta, chyba jakie\u015b “robaki”, kt\u00f3re s\u0105 zwykle ma\u0142e, a w Nowej Zelandii gigantyczne z uwagi na brak drapie\u017cnik\u00f3w.
\nJest jeszcze jedna wa\u017cna uwaga: przy takiej grawitacji uciek\u0142by tlen.<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> W przypadku interferencji gdy mamy dwie fale kt\u00f3re wzajemnie si\u0119 wygaszaj\u0105, co dzieje si\u0119 z energi\u0105, je\u015bli jest ona proporcjonalna do kwadratu amplitudy, czy ona zanika? Czy w takim wypadku zasada zachowania energii jest naruszona?<\/p>\n

Odpowiada prof. Krzysztof Szyma\u0144ski:<\/b>
\nZasada zachowania energii nie jest tu naruszona. Destrukcyjna interferencja fal prowadzi do ma\u0142ej g\u0119sto\u015bci energii w danym obszarze, natomiast w innym obszarze wyst\u0119puje interferencja konstruktywna i tam g\u0119sto\u015b\u0107 energii jest du\u017ca. Dodajmy jeszcze, \u017ce interferencja dotyczy r\u00f3wnie\u017c pojedynczej fali, w szczeg\u00f3lno\u015bci fali zwi\u0105zanej z pojedyncz\u0105 cz\u0105stk\u0105 tak\u0105 jak foton czy elektron. Wtedy zjawisko interferencji przek\u0142ada si\u0119 na prawdopodobie\u0144stwo znalezienia cz\u0105stki w okre\u015blonym obszarze. Fala cz\u0105stki interferuje, ale cz\u0105stka z tego powodu nie mo\u017ce znikn\u0105\u0107.<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> Czy spl\u0105tanie kwantowe to zjawisko dowiedzione? Czy mog\u0119 prosi\u0107 o wskazanie ewentualnych bada\u0144 b\u0105d\u017a pracy naukowej, kt\u00f3ra opisuje obecny stan wiedzy na temat tego zjawiska i jego prawdziwo\u015bci?<\/p>\n

Odpowiada prof. Krzysztof Szyma\u0144ski:<\/b>
\nLiteratura jest bardzo rozleg\u0142a, proponuj\u0119 angielsk\u0105:
\nhttps:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/Quantum_entanglement<\/a>
\nlub polsk\u0105 strone wikipedii:
\nhttps:\/\/pl.wikipedia.org\/wiki\/Stan_spl%C4%85tany<\/a>
\ngdzie mo\u017cna znale\u017a\u0107 wiele oryginalnych prac naukowych.<\/p>\n

Spl\u0105tanie kwantowe to standardowy dzia\u0142 mechaniki kwantowej, opisany w podr\u0119cznikach, kt\u00f3ry poznaje ka\u017cdy doktorant studiuj\u0105cy fizyk\u0119 kwantow\u0105 \u2013 jedna z najlepiej zgadzaj\u0105cych si\u0119 teorii z do\u015bwiadczeniem.<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> Czy elektron ma wewn\u0119trzn\u0105 budow\u0119? Zdarzy\u0142o mi si\u0119 dzisiaj dyskutowa\u0107 na ten temat, m\u00f3j rozm\u00f3wca twierdzi\u0142, \u017ce tak jak protony i neutrina r\u00f3wnie\u017c elektrony sk\u0142adaj\u0105 si\u0119 z kwark\u00f3w. Czy to prawda czy jednak jest on cz\u0105stk\u0105 elementarn\u0105?<\/p>\n

Odpowiada prof. Krzysztof Szyma\u0144ski:<\/b>
\nWg modelu standardowego, bardzo dobrze sprawdzonego (m.in. poprzez odkrycie przewidywanego wcze\u015bniej bozonu Higgsa) elektron jest cz\u0105stk\u0105 elementarn\u0105.<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> Mam do\u015b\u0107 niewielkie poj\u0119cie o fizyce w og\u00f3le lecz bardzo intryguje mnie mechanika kwantowa. Czy mog\u0105 Pa\u0144stwo poleci\u0107 mi lektury, z kt\u00f3rymi warto si\u0119 zapozna\u0107, a kt\u00f3re przybli\u017c\u0105 laikowi problematyk\u0119 tego zagadnienia oraz przedstawi\u0105 w jaki spos\u00f3b odnosi si\u0119 to do prawdziwej natury rzeczywisto\u015bci?<\/p>\n

Odpowiada prof. Krzysztof Szyma\u0144ski:<\/b>
\nProblem w tym, \u017ce mechanika kwantowa jest trudna poj\u0119ciowo i znacznie \u0142atwiej jest j\u0105 przedstawia\u0107 osobom, kt\u00f3re znaj\u0105 fizyk\u0119 klasyczn\u0105 oraz matematyk\u0119. Matematyczny opis mechaniki kwantowej jest do\u015b\u0107 zaawansowany i spos\u00f3b jej przedstawiania musi by\u0107 dostosowany do umiej\u0119tno\u015bci matematycznych s\u0142uchacza. Pomimo tego mo\u017cna znale\u017a\u0107 wiele cennych artyku\u0142\u00f3w w popularnonaukowych czasopismach wydawanych przez o\u015brodki uniwersyteckie i naukowe: Delta, Neutrino, Foton, \u015awiat Nauki, Post\u0119py Fizyki.
\nJest to by\u0107 mo\u017ce paradoksalne, ale spo\u015br\u00f3d r\u00f3\u017cnych dzia\u0142\u00f3w fizyki, mechanika kwantowa jest opisem czy te\u017c teori\u0105, kt\u00f3ra najlepiej zgadza si\u0119 z rzeczywisto\u015bci\u0105. W najdok\u0142adniejszych technikach pomiarowych wykorzystuje si\u0119 zjawiska opisywane w\u0142a\u015bnie j\u0119zykiem mechaniki kwantowej. Najdok\u0142adniejsze pomiary s\u0105 pomiarami czasu. Definicja sekundy oparta jest na zjawisku oscylacji pomi\u0119dzy dwoma poziomami energetycznymi w izotopie atomu cezu.
\nNajdok\u0142adniejsze zegary chodz\u0105 z precyzj\u0105 lepsz\u0105 ni\u017c sekunda na SETKI MILION\u00d3W LAT.<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> Mam pytanie o pr\u0119dko\u015b\u0107 grawitacji tzn. czy istnieje taka wielko\u015b\u0107 fizyczna i ewentualnie jaka jest jej warto\u015b\u0107? Za\u0142\u00f3\u017cmy i\u017c rozpatrujemy uk\u0142ad fizyczny S\u0142o\u0144ce – Ziemia. Je\u017celi hipotetycznie zabierzemy S\u0142o\u0144ce z tego uk\u0142adu to \u015bwiat\u0142o s\u0142o\u0144ca zniknie po ok. 7 minutach, a co z grawitacj\u0105? Zniknie r\u00f3wnie\u017c po ok. 7 minutach?<\/p>\n

Odpowiada prof. Piotr Jaranowski:<\/b>
\nTeoria grawitacji oparta na prawie powszechnego ci\u0105\u017cenia Newtona (kt\u00f3re powiada, \u017ce dwa punktowe cia\u0142a przyci\u0105gaj\u0105 si\u0119 si\u0142a wprost proporcjonaln\u0105 do iloczynu ich mas i odwrotnie proporcjonaln\u0105 do odleg\u0142o\u015bci pomi\u0119dzy nimi) przewiduje, \u017ce oddzia\u0142ywanie grawitacyjne rozchodzi si\u0119 w przestrzeni z niesko\u0144czenie wielk\u0105 pr\u0119dko\u015bci\u0105. Znaczy to, \u017ce w my\u015bl tej teorii znikni\u0119cie naszego S\u0142o\u0144ca spowodowa\u0142oby, \u017ce przyci\u0105ganie grawitacyjne Ziemi i S\u0142o\u0144ca usta\u0142oby momentalnie (czyli w tej samej chwili, co znikni\u0119cie S\u0142o\u0144ca).
\nTeoria grawitacji Newtona jest jednak teori\u0105 przybli\u017con\u0105, dobrze opisuj\u0105ca tylko s\u0142abe pola grawitacyjne. Pe\u0142niejsz\u0105 teori\u0105 grawitacji jest og\u00f3lna teoria wzgl\u0119dno\u015bci (kt\u00f3rej 100-lecie sformu\u0142owania przez Alberta Einsteina obchodzimy w bie\u017c\u0105cym roku), zgodnie z kt\u00f3r\u0105 oddzia\u0142ywanie grawitacyjne rozchodzi si\u0119 ze sko\u0144czon\u0105 pr\u0119dko\u015bci\u0105. Co wi\u0119cej, teoria ta powiada, jak\u0105 warto\u015b\u0107 ma ta pr\u0119dko\u015b\u0107: jest ona dok\u0142adnie r\u00f3wna warto\u015bci pr\u0119dko\u015bci rozchodzenia si\u0119 \u015bwiat\u0142a (czy og\u00f3lniej promieniowania elektromagnetycznego) w pr\u00f3\u017cni. Znaczy to, \u017ce po znikni\u0119ciu S\u0142o\u0144ca przyci\u0105ganie grawitacyjne Ziemi i S\u0142o\u0144ca usta\u0142oby po nieco ponad 8 minutach (bo 150 mln km podzielone przez 300 000 km\/s to 500 s, czyli 8 minut 20 sekund), dok\u0142adnie w tym momencie, w kt\u00f3rym ostatnie fotony promieniowania s\u0142onecznego wys\u0142ane z powierzchni S\u0142o\u0144ca tu\u017c przez jego znikni\u0119ciem, dotar\u0142yby do Ziemi.<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> Obw\u00f3d Ziemi na r\u00f3wniku to oko\u0142o 40000km. Je\u017celi w ci\u0105gu doby wykonuje pe\u0142en obr\u00f3t to na r\u00f3wniku jej pr\u0119dko\u015b\u0107 to 1666 km\/h. Wystarczy\u0142oby si\u0119 unie\u015b\u0107 ponad ziemi\u0119 helikopterem i zaczeka\u0107 godzink\u0119, a byliby\u015bmy 1666km dalej. Dlaczego tak nie jest? To samo pytanie: je\u015bli lecimy samolotem w kierunkach W-E i E-W, czy to \u017ce ziemia porusza si\u0119 pod samolotem ma znaczenie dla czasu przelotu?<\/p>\n

Odpowiada dr hab. Krzysztof Szyma\u0144ski:<\/b>
\nNajprostsza odpowied\u017a jest taka, \u017ce startuj\u0105cy do g\u00f3ry helikopter porusza si\u0119 ze zachodu na wsch\u00f3d razem z powierzchni\u0105 Ziemi. Ruch jest wzgl\u0119dny i dlatego nie widzimy tu du\u017cej pr\u0119dko\u015bci powierzchni Ziemi. Analogi\u0105 s\u0105 dwa jad\u0105ce w tym samym kierunku i z takimi samymi pr\u0119dko\u015bciami samochody. Wzgl\u0119dna pr\u0119dko\u015b\u0107 jest zero, mo\u017cna przeskoczy\u0107 z jednego samochodu na drugi.
\nSprawa lot\u00f3w mi\u0119dzykontynentalnych jest bardziej skomplikowana, bo w atmosferze wyst\u0119puj\u0105 cyrkulacje powietrza spowodowane ruchem obrotowym. Wykorzystanie tych pr\u0105d\u00f3w wp\u0142ywa np. na zmniejszenie czasu podr\u00f3\u017cy pomi\u0119dzy Tokio a Los Angeles o kilka godzin. Umo\u017cliwia r\u00f3wnie\u017c podr\u00f3\u017ce balonami stratosferycznymi.
\nW pytaniu zawarty jest jeszcze jeden aspekt. Potraktujmy to pytanie bardzo precyzyjnie. Wiadomo z prawa zachowania momentu p\u0119du, \u017ce dla ruchu w polu grawitacyjnym iloczyn wektora wodz\u0105cego i sk\u0142adowej pr\u0119dko\u015bci prostopad\u0142ej do tego wektora jest sta\u0142y. Oznacza to, \u017ce gdy stoimy na r\u00f3wniku i podskoczymy pionowo do g\u00f3ry, to poniewa\u017c zmieni si\u0119 nasza odleg\u0142o\u015b\u0107 od \u015brodka Ziemi, bezwzgl\u0119dna pr\u0119dko\u015b\u0107 wzd\u0142u\u017c r\u00f3wnika zmaleje. Czyli zaczniemy si\u0119 porusza\u0107 wolniej ni\u017c powierzchnia Ziemi. Po opadni\u0119ciu nasza pr\u0119dko\u015b\u0107 wzd\u0142u\u017c r\u00f3wnika powr\u00f3ci do pocz\u0105tkowej warto\u015bci, ale nie spadniemy dok\u0142adnie w to samo miejsce. Szczeg\u00f3\u0142owe obliczenia daj\u0105 wz\u00f3r na przesuni\u0119cie s=(4\/3)Pi*v^3\/(g^2T), gdzie v jest pr\u0119dko\u015bci\u0105 wyskoku w kierunku pionowym, g przyspieszeniem ziemskim, a T okresem obrotu Ziemi. Dla podskoku z pr\u0119dko\u015bci\u0105 5m\/s (podskoczymy wtedy na wysoko\u015b\u0107 1,2 m) nasze przesuni\u0119cie wyniesie 0,06mm.<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> Czy mikrofal\u00f3wka mo\u017ce powodowa\u0107 nowotwory? Je\u015bli po otwarciu mikrofal\u00f3wki, \u015bwiat\u0142o pada jeszcze na posi\u0142ek, czy jest to bezpieczne dla osoby kt\u00f3ra j\u0105 otworzy\u0142a?<\/p>\n

Odpowiada dr hab. Krzysztof Szyma\u0144ski:<\/b>
\nZwi\u0119kszenie prawdopodobie\u0144stwa powstania nowotworu powodowane jest przez czynniki, kt\u00f3re s\u0105 w stanie zmodyfikowa\u0107 DNA. Takimi czynnikami s\u0105 pewne zwi\u0105zki chemiczne oraz tzw. wolne rodniki powstaj\u0105ce w kom\u00f3rkach pod wp\u0142ywem pewnych cz\u0105steczek chemicznych lub promieniowania jonizuj\u0105cego (promieniowanie rentgenowskie, alfa, beta). Promieniowanie obecne w mikrofal\u00f3wce ma cz\u0119sto\u015bci gigahertzowe i oddzia\u0142uje z cz\u0105steczkami materii, kt\u00f3re maj\u0105 moment dipolowy. Energie oddzia\u0142ywania s\u0105 tak ma\u0142e, \u017ce jedynym efektem jest wzrost temperatury. Nie s\u0105 znane procesy, w kt\u00f3rych promieniowanie o cz\u0119sto\u015bci gigahertzowej powoduje modyfikacje DNA. Zatem efekt mikrofal\u00f3wki to wzrost temperatury na\u015bwietlanej \u017cywno\u015bci. Je\u015bli dojdzie do zw\u0119glenia, to powstaj\u0105 oczywi\u015bcie zwi\u0105zki o w\u0142asno\u015bciach rakotw\u00f3rczych. To samo dzieje si\u0119 jednak podczas pieczenia lub grillowania.
\n\u015awiat\u0142o w mikrofal\u00f3wce jest zainstalowane dla wygody u\u017cytkownika i nie stanowi \u017cadnego zagro\u017cenia.
\nPodsumowuj\u0105c: nie s\u0105 znane wyniki bada\u0144 wskazuj\u0105ce na zwi\u0119kszanie ryzyka chor\u00f3b nowotworowych spowodowane u\u017cytkowaniem mikrofal\u00f3wek. Jest to zgodne z wiedz\u0105 fizyczn\u0105 na temat oddzia\u0142ywania promieniowania elektromagnetycznego z materi\u0105.<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> Mam pytanie dotycz\u0105ce stabilno\u015bci naszego Uk\u0142adu S\u0142onecznego. Czy jest mo\u017cliwe, \u017ce Merkury zostanie wyrzucony w kosmos jeszcze zanim nasze s\u0142o\u0144ce b\u0119dzie si\u0119 zamienia\u0107 w czerwonego olbrzyma? Dlaczego w takim razie na skutek grawitacji nie wpadnie on na s\u0142o\u0144ce? W jaki spos\u00f3b mo\u017cna wyliczy\u0107 za ile lat to b\u0119dzie i jak zmieni si\u0119 cho\u0107by klimat ziemi, d\u0142ugo\u015b\u0107 roku itp.? Czy Ziemia te\u017c zostanie “wybita” w kosmos?<\/p>\n

Odpowiada dr hab. Marek Niko\u0142ajuk:<\/b>
\nNasz Uk\u0142ad S\u0142oneczny jest stabilny i b\u0119dzie spokojnie trwa\u0142 nawet jak S\u0142o\u0144ce zacznie si\u0119 zamienia\u0107 w czerwonego olbrzyma i po\u0142yka\u0107 w swoim rozszerzaniu Merkurego i Wenus, a mo\u017ce i Ziemi\u0119. Merkury zatem nie zostanie wyrzucony, lecz utopi si\u0119 we wn\u0119trzu S\u0142o\u0144ca. Ziemia te\u017c nie zostanie “wybita” w kosmos. Porz\u0105dki i wyrzucanie planet Uk\u0142ad S\u0142oneczny przeszed\u0142 na pocz\u0105tku swojego formowania si\u0119. Gorzej jest z planetami w uk\u0142adzie podw\u00f3jnym. Tu obliczenia wskazuj\u0105, \u017ce mo\u017ce by\u0107 k\u0142opot.
\nA jak si\u0119 zmieni klimat na Ziemi? Nawet nie trzeba czeka\u0107, a\u017c S\u0142o\u0144ce przybli\u017cy swoj\u0105 powierzchni\u0119 do Ziemi. Ju\u017c za par\u0119set milion\u00f3w lat kontynenty odpowiednio si\u0119 przesun\u0105 tworz\u0105c superkontynent i wtedy klimat si\u0119 zmieni. W \u015brodku mo\u017ce by\u0107 klimat pustynny. Je\u017celi natomiast poczekamy d\u0142u\u017cej, to S\u0142o\u0144ce zacznie podnosi\u0107 powoli swoj\u0105 moc promieniowania. Ju\u017c za jakie\u015b 3-4 mld lat od dzisiaj na Ziemi zrobi si\u0119 gor\u0105co, wyparuj\u0105 oceany, a bez ciek\u0142ej wody zgubny nasz Ziemian los. Do tego czasu, pewnie nas ju\u017c nie b\u0119dzie :).<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> Czym z punktu widzenia odkry\u0107 OGW i STW jest czas i czasoprzestrze\u0144? Co to znaczy w kontek\u015bcie samego czasu, \u017ce ma ona niezerow\u0105 krzywizn\u0119? Czy tera\u017aniejszo\u015b\u0107 jest szczeg\u00f3lnie wyr\u00f3\u017cniona wzgl\u0119dem przesz\u0142o\u015bci? Czy istnienie w tera\u017aniejszo\u015bci jest bardziej “realne” od istnienia w przesz\u0142o\u015bci?<\/p>\n

Odpowiada prof. Piotr Jaranowski:<\/b>
\nOg\u00f3lna teoria wzgl\u0119dno\u015bci (OTW) Einsteina jest teori\u0105, kt\u00f3ra opisuje grawitacj\u0119 w spos\u00f3b zgodny ze szczeg\u00f3ln\u0105 teori\u0105 wzgl\u0119dno\u015bci (STW). OTW jest r\u00f3wnocze\u015bnie uog\u00f3lnieniem teorii grawitacji Newtona s\u0142usznym dla silnych p\u00f3l grawitacyjnych, dla kt\u00f3rych teoria Newtona przewiduje wyniki niezgodne z tym, co wsp\u00f3\u0142cze\u015bnie obserwuj\u0105 astronomowie.
\nObie teorie, STW i OTW, traktuj\u0105 Wszech\u015bwiat, w kt\u00f3rym \u017cyjemy, jak czasoprzestrze\u0144. Czasoprzestrze\u0144 jest zbiorem wszystkich zdarze\u0144, kt\u00f3re s\u0105 udzia\u0142em wszystkich obiekt\u00f3w (w\u0142\u0105cznie z \u017cywymi istotami) wype\u0142niaj\u0105cych Wszech\u015bwiat w ci\u0105gu ca\u0142ej historii istnienia tych obiekt\u00f3w. Dlatego czasoprzestrze\u0144 zawiera pe\u0142n\u0105 informacj\u0119 o losach Wszech\u015bwiata i wszystkich wype\u0142niaj\u0105cych go obiekt\u00f3w i jako taka jest niezmienna lub, jak lubi\u0105 mawia\u0107 fizycy i filozofowie, absolutna.
\nCzasoprzestrze\u0144 jest tworem czterowymiarowym: trzy wymiary s\u0105 zwi\u0105zane z przestrzeni\u0105, jeden z czasem. Czasoprzestrze\u0144 jest absolutna, ale jej podzia\u0142 na czas i przestrze\u0144 ju\u017c nie: w obu teoriach z ka\u017cdym poruszaj\u0105cym si\u0119 w czasoprzestrzeni obiektem (kt\u00f3ry fizycy lubi\u0105 nazywa\u0107 obserwatorem) zwi\u0105zany jest czas mierzony przez zegary poruszaj\u0105ce si\u0119 z tym obserwatorem i ka\u017cdy taki obserwator postrzega swoj\u0105 w\u0142asn\u0105 tr\u00f3jwymiarow\u0105 przestrze\u0144. Odst\u0119py czasu i odleg\u0142o\u015bci przestrzenne pomi\u0119dzy dwoma ustalonymi zdarzeniami s\u0105 na og\u00f3\u0142 r\u00f3\u017cne dla r\u00f3\u017cnych obserwator\u00f3w, kt\u00f3rzy poruszaj\u0105 si\u0119 wzgl\u0119dem siebie. R\u00f3\u017cne te\u017c b\u0119d\u0105 na og\u00f3\u0142 zbiory zdarze\u0144, kt\u00f3re r\u00f3\u017cni obserwatorzy b\u0119d\u0105 traktowa\u0107 jako swoj\u0105 przesz\u0142o\u015b\u0107 lub przysz\u0142o\u015b\u0107 (aczkolwiek niekt\u00f3re zdarzenia mog\u0105 by\u0107 w przysz\u0142o\u015bci b\u0105d\u017a przesz\u0142o\u015bci obu obserwator\u00f3w r\u00f3wnocze\u015bnie).
\nCzasoprzestrze\u0144 STW jest p\u0142aska, natomiast czasoprzestrze\u0144 OTW jest zakrzywiona i krzywizna czasoprzestrzeni jest zwi\u0105zana z obecno\u015bci\u0105 p\u00f3l grawitacyjnych. M\u00f3wi\u0105c jeszcze inaczej: zgodnie z OTW grawitacja nie jest si\u0142\u0105, jest w\u0142a\u015bnie zakrzywieniem czasoprzestrzeni.
\nJe\u015bli moja odpowied\u017a nie wyja\u015bnia wszystkiego, prosz\u0119 si\u0119 dopyta\u0107.<\/p>\n

Kontynuacja pytania:<\/i> Ponad odpowiedzi udzielone interesuje mnie jeszcze rozwini\u0119cie tematu zjawiska foliacji czasoprzestrzeni, a wi\u0119c nier\u00f3wnoczesno\u015bci wyst\u0119powania “tera\u017aniejszo\u015bci” kilku znacznie oddalonych od siebie, oraz poruszaj\u0105cych si\u0119 obserwator\u00f3w. Jak to mo\u017cliwe, i\u017c to co my zwykli\u015bmy nazywa\u0107 nasz\u0105 tera\u017aniejszo\u015bci\u0105, znajduje si\u0119 w przesz\u0142o\u015bci lub przysz\u0142o\u015bci innego obserwatora? Z kolei jego “tera\u017aniejszo\u015b\u0107” istnieje w naszej przy\/przesz\u0142o\u015bci.<\/p>\n

Odpowiada dr hab. Krzysztof Szyma\u0144ski:<\/b>
\nDo\u0142o\u017c\u0119 tu swoje wyja\u015bnienie: Zjawisko wzgl\u0119dno\u015bci r\u00f3wnoczesno\u015bci jest prost\u0105 konsekwencj\u0105 szczeg\u00f3lnej teorii wzgl\u0119dno\u015bci. Dwa odleg\u0142e w przestrzeni zdarzenia A i B (np. bomba wybucha w punkcie a i bomba wybucha w punkcie b) mog\u0105 by\u0107 postrzegane przez trzech r\u00f3\u017cnych obserwator\u00f3w tak, \u017ce
\nobserwator 1 stwierdzi, \u017ce zdarzenia A i B zasz\u0142y w tym samym czasie wed\u0142ug zegara spoczywaj\u0105cego wzgl\u0119dem obserwatora 1
\nobserwator 2 stwierdzi, \u017ce zdarzenia A zasz\u0142o wcze\u015bniej ni\u017c zdarzenie B wed\u0142ug zegara spoczywaj\u0105cego wzgl\u0119dem obserwatora 2
\nobserwator 3 stwierdzi, \u017ce zdarzenia A zasz\u0142o p\u00f3\u017aniej ni\u017c zdarzenie B wed\u0142ug zegara spoczywaj\u0105cego wzgl\u0119dem obserwatora 3.
\nZauwa\u017cmy, \u017ce zawsze “wcze\u015bniej” czy “p\u00f3\u017aniej” zwi\u0105zane jest z zegarem, kt\u00f3ry ma dany obserwator.<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> Jakie znaczenie ma fizyka w motoryzacji? Czemu ona s\u0142u\u017cy? Czy bez niej da\u0142oby si\u0119 normalnie funkcjonowa\u0107?<\/p>\n

Odpowiada dr hab. Krzysztof Szyma\u0144ski:<\/b>
\nSp\u00f3jrzmy na rozw\u00f3j motoryzacji od strony historycznej. Wszystko zacz\u0119\u0142o si\u0119 od maszyn parowych. Wtedy bardzo intensywnie rozwija\u0142a si\u0119 termodynamika i zrozumiano, \u017ce np. silniki benzynowe s\u0105 sprawniejsze od parowych, a silniki odrzutowe s\u0105 sprawniejsze od silnik\u00f3w t\u0142okowych. Dzisiaj nikt nie zajmuje si\u0119 maszynami parowymi dlatego, \u017ce prawa fizyki podpowiadaj\u0105, \u017ce sprawno\u015b\u0107 takich silnik\u00f3w jest niska w por\u00f3wnaniu z silnikami o wysokich temperaturach spalania. Podobne rozwa\u017cania mo\u017cna prowadzi\u0107 w odniesieniu do ka\u017cdego niemal elementu czy uk\u0142adu w motoryzacji. Mamy wi\u0119c fizyk\u0119\/chemi\u0119 \u017ar\u00f3de\u0142 energii elektrycznej (akumulatory w samochodach), fizyk\u0119\/chemi\u0119 spalania (uk\u0142ady turbodo\u0142adowania i katalizatory). Dzia\u0142 fizyki zwany reologi\u0105 zajmuje si\u0119 tarciem i ma ogromne zastosowanie w projektowaniu uk\u0142adu sprz\u0119g\u0142a, hamulc\u00f3w, opon i uk\u0142adu smarowania. Fizyka i chemia polimer\u00f3w pomaga w poszukiwaniu najlepszych rozwi\u0105za\u0144 dla tapicerki, lakier\u00f3w i karoserii. Oczywi\u015bcie nie mo\u017cna zapomnie\u0107 o elektronice i informatyce, kt\u00f3ra jest podstaw\u0105 przy konstrukcji komputer\u00f3w pok\u0142adowych, uk\u0142adu zap\u0142onu, GPS, ABS i wielu innych.
\nFizyka ma ogromne znaczenie w zwi\u0119kszeniu bezpiecze\u0144stwa. Przebadano i zrozumiano zjawiska zderze\u0144 i wsp\u00f3\u0142czesne samochody s\u0105 tak konstruowane, by zniszczeniu ulega\u0142a karoseria, a nie przestrze\u0144, w kt\u00f3rej znajduj\u0105 si\u0119 ludzie. Gdyby\u015bmy wi\u0119c cho\u0107 na chwil\u0119 zapomnieli o fizyce czy chemii, w motoryzacji nie by\u0142oby rozwoju.<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> Czy teoretycznie zapalaj\u0105c latark\u0119 na Ziemi (nie ma atmosfery) w kierunku Ksi\u0119\u017cyca mo\u017cna spodziewa\u0107 si\u0119 \u017ce zostanie on o\u015bwietlony? Co si\u0119 dzieje z wyemitowanym \u015bwiat\u0142em np przez nasze S\u0142o\u0144ce gdy nie trafi teoretycznie na \u017cadn\u0105 przeszkod\u0119? Czy \u015bwiat\u0142o mo\u017ce samoistnie zanikn\u0105\u0107?<\/p>\n

Oto niezale\u017cne odpowiedzi dotycz\u0105ce r\u00f3\u017cnych w\u0105tk\u00f3w poruszanego problemu.<\/i><\/p>\n

Odpowiada dr hab. Krzysztof Szyma\u0144ski:<\/b>
\nNat\u0119\u017cenie o\u015bwietlenia zmienia si\u0119 z odleg\u0142o\u015bci\u0105 D od \u017ar\u00f3d\u0142a \u015bwiat\u0142a jak 1\/D^2. Tak wi\u0119c Ksi\u0119\u017cyc b\u0119dzie o\u015bwietlany (r\/D)^2 razy s\u0142abiej ni\u017c kartka papieru z odleg\u0142o\u015bci r=1m. Podstawiaj\u0105c odleg\u0142o\u015b\u0107 do Ksi\u0119\u017cyca R=380000 km otrzymamy u\u0142amek nat\u0119\u017cenia o\u015bwietlenia 7*(10^(-18)). Z jednej strony tak ma\u0142e nat\u0119\u017cenie o\u015bwietlenia ci\u0105gle daje ogromn\u0105 liczb\u0119 foton\u00f3w na sekund\u0119. Z drugiej strony Ziemia odbija \u015bwiat\u0142o s\u0142oneczne i o\u015bwietla Ksi\u0119\u017cyc w znacznie wi\u0119kszym stopniu, ni\u017c rozwa\u017cana latarka. Tak wi\u0119c z Ksi\u0119\u017cyca o\u015bwietlaj\u0105cej go latarki nie zobaczymy.<\/p>\n

Odpowiada prof. Piotr Jaranowski:<\/b>
\nDobrym przyk\u0142adem “trwa\u0142o\u015bci” foton\u00f3w s\u0105 fotony mikrofalowego promieniowania t\u0142a, kt\u00f3re powsta\u0142y ponad 13 miliard\u00f3w lat temu i wci\u0105\u017c nios\u0105 informacje o otoczeniu, w kt\u00f3rym powstawa\u0142y (chodzi o drobne fluktuacje temperatury tego promieniowania odzwierciedlaj\u0105ce fluktuacje g\u0119sto\u015bci materii we wczesnym Wszech\u015bwiecie).<\/p>\n

Odpowiada dr hab. Micha\u0142 Spali\u0144ski:<\/b>
\nFoton (np. wyemitowany przez s\u0142o\u0144ce) mo\u017ce oddzia\u0142ywa\u0107 z innymi cz\u0105stkami, ale nie mo\u017ce tak po prostu znikn\u0105\u0107. Zawsze niesie jaki\u015b p\u0119d i energi\u0119.<\/p>\n

Odpowiada dr hab. Jerzy Przeszowski:<\/b>
\n\u015awiat\u0142o emitowane przez S\u0142o\u0144ce jest zbiorem foton\u00f3w, czyli bezmasowych cz\u0105stek, kt\u00f3re w abstrakcyjnej pustej przestrzeni s\u0105 stabilne, a wi\u0119c maj\u0105 niesko\u0144czony czas \u017cycia. Taki foton porusza si\u0119 zawsze z pr\u0119dko\u015bci\u0105 \u015bwiat\u0142a c, a widziany przez r\u00f3\u017cnych poruszaj\u0105cych si\u0119 obserwator\u00f3w mo\u017ce mie\u0107 r\u00f3\u017cn\u0105 energi\u0119 i p\u0119d. Pomi\u0119dzy jego energi\u0105 E i warto\u015bci\u0105 (d\u0142ugo\u015bci\u0105) p\u0119du p zachodzi zwi\u0105zek E = c p.
\nW pytaniu pojawia si\u0119 poj\u0119cie braku przeszkody, ale co fizyk rozumie m\u00f3wi\u0105c o pustej przestrzeni? Czy pusta przestrze\u0144 jest opisywana przez kwantowy stan pr\u00f3\u017cni? W ramach kwantowej teorii pola pr\u00f3\u017cnia nie jest pusta, bo zawiera wirtualne pary cz\u0105stka-antycz\u0105stka. Ich wirtualno\u015b\u0107 oznacza, \u017ce nie jest dla nich spe\u0142niona relacja dyspersyjna – zale\u017cno\u015b\u0107 energii od p\u0119du i dlatego nie mog\u0105 by\u0107 zaobserwowane w \u017caden spos\u00f3b \u2013 bezpo\u015brednio lub po\u015brednio. Foton jako cz\u0105stka oddzia\u0142uje z pr\u0105dami obdarzonymi \u0142adunkiem elektrycznym. Wirtualne pary cz\u0105stka-antycz\u0105stka tworz\u0105 takie pr\u0105dy. Teori\u0105 opisuj\u0105c\u0105 oddzia\u0142ywanie elektron\u00f3w i pozytron\u00f3w z fotonami jest elektrodynamika kwantowa.
\nProces: foton \u2192 elektron + pozytron.
\nElementarnym procesem jest zamiana fotonu w elektron i pozytron. Ale czy powsta\u0142e cz\u0105stki s\u0105 fizyczne czy wirtualne? W tym celu rozpatrzmy ten proces w uk\u0142adzie \u015brodka masy, to jest takim, gdzie suma p\u0119d\u00f3w cz\u0105stek znika. Dla cz\u0105stek z jednakow\u0105 mas\u0105 \u2013 w uk\u0142adzie \u015brodka masy maj\u0105 one pr\u0119dko\u015bci o tej samej warto\u015bci, ale przeciwnie skierowane. Teraz zasada zachowania p\u0119du wymaga, aby pocz\u0105tkowy foton mia\u0142 te\u017c znikaj\u0105cy p\u0119d, a to nie jest mo\u017cliwe, wi\u0119c proces ten nie produkuje cz\u0105stek fizycznych i para elektron-pozytron anihiluje w foton w procesie odwrotnym. Nowy foton ma ten sam p\u0119d co foton pocz\u0105tkowy.
\nPowstaje pytanie, czy po takim oddzia\u0142ywaniu mamy do czynienia z tym samym fotonem, kt\u00f3ry powsta\u0142 na S\u0142o\u0144cu, bo po drodze zamieni\u0142 si\u0119 w par\u0119 elektron-pozytron i ponownie sta\u0142 si\u0119 fotonem o tych samych liczbach kwantowych co przed tym oddzia\u0142ywaniem? Ale skoro taki proces produkcji i anihilacji wirtualnych par nie jest obserwowalny w do\u015bwiadczeniu, wi\u0119c mo\u017cemy uzna\u0107, \u017ce JEST TO TEN SAM FOTON.
\nProces: foton(1) \u2192 elektron + pozytron + foton(2)
\nAby zbada\u0107, czy ten proces jest dopuszczalny przez zasady zachowania energii i p\u0119du, rozpatrzmy go w uk\u0142adzie \u015brodka masy dla elektronu i pozytronu. Teraz zasada zachowania p\u0119du m\u00f3wi, \u017ce p\u0119d fotonu(1) musi by\u0107 taki sam jak p\u0119d fotonu(2). To z kolei prowadzi do r\u00f3wno\u015bci energii obu foton\u00f3w I nie mo\u017ce by\u0107 przekazania energii od fotonu(1) do fizycznej pary elektron-pozytron.
\nProces: foton(1) + foton(2) \u2192 elektron + pozytron Teraz je\u017celi energie niesione przez oba fotony s\u0105 odpowiednio du\u017ce, to istnieje mo\u017cliwo\u015b\u0107 produkcji pary fizycznych cz\u0105stek. Aby rozwa\u017cy\u0107 zasady zachowania p\u0119du i energii, rozpatrzmy ten proces w uk\u0142adzie \u015brodka masy przed i po procesie. Dla dw\u00f3ch foton\u00f3w, kt\u00f3re poruszaj\u0105 si\u0119 w przeciwnych kierunkach mo\u017cemy znale\u017a\u0107 uk\u0142ad, w kt\u00f3rym nios\u0105 one p\u0119dy o tej samej warto\u015bci, ale przeciwnych kierunkach, wi\u0119c p\u0119d ca\u0142kowity znika. W uk\u0142adzie \u015brodka masy mo\u017cemy uzyska\u0107 najbardziej wydajn\u0105 zamian\u0119 energii foton\u00f3w na mas\u0119 spoczynkow\u0105 pary elektron-pozytron, bo p\u0119dy ko\u0144cowe cz\u0105stek mog\u0105 by\u0107 dowolnie ma\u0142e, wi\u0119c mo\u017cemy zredukowa\u0107 energi\u0119 kinetyczn\u0105 cz\u0105stek ko\u0144cowych. Taka ko\u0144cowa energia kinetyczna psuje efektywno\u015b\u0107 procesu produkcji par cz\u0105stek. Najpro\u015bciej by\u0142oby, gdyby dwa fotony mia\u0142y ten sam p\u0119d i porusza\u0142y si\u0119 w przeciwnych kierunkach. Wtedy dla energii fotonu r\u00f3wnej oko\u0142o 5\u221910^5 eV, mieliby\u015bmy produkcj\u0119 fizycznej pary elektronu i pozytronu. Mamy wz\u00f3r \u0142\u0105cz\u0105cy energi\u0119 fotonu E i d\u0142ugo\u015b\u0107 fali elektromagnetycznej L:
\nL = (1\/E) \u2219 10^(-6),
\ngdzie energia mierzona jest w eV, a d\u0142ugo\u015b\u0107 fali w metrach. To oznacza, \u017ce taka produkcja par pojawia\u0142aby si\u0119 dla foton\u00f3w o d\u0142ugo\u015bci fali L = 2\u221910^(-12) m, a jest to promieniowanie gamma, kt\u00f3re jest na granicy obserwowalnego widma \u015bwiat\u0142a S\u0142o\u0144ca. Ale w \u015bwiatle wytworzonym na S\u0142o\u0144cu oraz w pustej przestrzeni nie mamy takich przeciwbie\u017cnych foton\u00f3w, bo w swoim najbli\u017cszym otoczeniu fotony poruszaj\u0105 si\u0119 w tym samym kierunku. Dla takich foton\u00f3w nie ma uk\u0142adu \u015brodka masy i proces produkcji pary jest zabroniony podobnie do procesu z jednym fotonem, od kt\u00f3rego rozpocz\u0119li\u015bmy rozwa\u017cania. To oznacza\u0142oby, \u017ce fotony wyprodukowane na S\u0142o\u0144cu nie b\u0119d\u0105 produkowa\u0142y fizycznych par cz\u0105stek i b\u0119d\u0105 porusza\u0142y si\u0119 w niesko\u0144czono\u015b\u0107. Ale w fizycznej pustej przestrzeni mamy fotony t\u0142a pochodz\u0105ce z wczesnych etap\u00f3w ewolucji Wszech\u015bwiata ( promieniowanie reliktowe), maj\u0105 one energi\u0119 odpowiadaj\u0105c\u0105 promieniowaniu cia\u0142a doskonale czarnego o temperaturze 2.72 K, co odpowiada energii E = 2.72 \u2219 8.62 \u2219 10^(-5) eV = 2.34 \u2219 10^(-4) eV oraz d\u0142ugo\u015bci fali
\nL = \u00bd \u2219 10^4 \u221910^(-6) m = 5 \u2219 10^(-3) m = 5 mm,
\nwi\u0119c jest to promieniowanie podczerwone. Fotony te poruszaj\u0105 si\u0119 we wszystkich kierunkach w przestrzeni, wi\u0119c na pewno znajd\u0105 si\u0119 i takie, kt\u00f3re b\u0119d\u0105 si\u0119 porusza\u0107 przeciwnie do foton\u00f3w ze S\u0142o\u0144ca. Pozostaje jedynie ustalenie, jak\u0105 energi\u0119 musz\u0105 nie\u015b\u0107 fotony s\u0142oneczne, aby by\u0142o mo\u017cliwe wytworzenie rzeczywistej pary elektron-pozytron. W tym celu musimy przej\u015b\u0107 od laboratoryjnego uk\u0142adu odniesienia (zwi\u0105zanego z Ziemi\u0105 i S\u0142o\u0144cem), gdzie jeden z foton\u00f3w niesie bardzo ma\u0142y p\u0119d (i energi\u0119), do uk\u0142adu \u015brodka masy dw\u00f3ch przeciwbie\u017cnych foton\u00f3w.
\nPRZYPADEK NIERELATYWISTYCZNY.
\nNasza intuicja ma charakter nierelatywistyczny, bo takie mamy codzienne do\u015bwiadczenie. Rozpatrzmy przypadek, gdy w uk\u0142adzie laboratoryjnym mamy dwie cz\u0105stki o tej samej masie M, ale jedna z nich ma bardzo ma\u0142y p\u0119d p(1) w por\u00f3wnaniu do p\u0119du p(2) drugiej cz\u0105stki. W uk\u0142adzie \u015brodka masy te cz\u0105stki poruszaj\u0105 si\u0119 w przeciwnych kierunkach z pr\u0119dko\u015bciami o tej samej warto\u015bci, kt\u00f3ra jest w przybli\u017ceniu r\u00f3wna po\u0142owie pr\u0119dko\u015bci cz\u0105stki drugiej w uk\u0142adzie laboratoryjnym. To oznacza, \u017ce warto\u015b\u0107 p\u0119du tych cz\u0105stek wynosi p = \u00bd \u2219 p(2), czyli ich energia kinetyczna wynosi oko\u0142o \u00bc energii kinetycznej cz\u0105stki drugiej w uk\u0142adzie laboratoryjnym. Dlatego do produkcji nowych cz\u0105stek mamy jedynie \u00bc energii przenoszonej przez cz\u0105stk\u0119 o p\u0119dzie p(2). Gdyby to rozumowanie by\u0142o s\u0142uszne r\u00f3wnie\u017c dla foton\u00f3w, to aby by\u0142a mo\u017cliwa produkcja fizycznej pary elektron-pozytron, to potrzebowaliby\u015bmy fotonu s\u0142onecznego o energii 2\u221910^6 eV. (Widzimy, \u017ce po\u0142owa tej energii b\u0119dzie marnowana na energi\u0119 kinetyczn\u0105 cz\u0105stek ko\u0144cowych.) Taka energia odpowiada d\u0142ugo\u015bci fali L = \u00bd \u221910^(-6) \u221910^(-6) m = 5 \u221910^(-13) m, co odpowiada promieniowaniu gamma. Ale czy ten opis stosuje si\u0119 do foton\u00f3w?
\nPRZYPADEK RELATYWISTYCZNY.
\nFotony s\u0105 szczeg\u00f3lnymi cz\u0105stkami relatywistycznymi, bo ich pr\u0119dko\u015b\u0107 w ka\u017cdym uk\u0142adzie odniesienia wynosi c. Dlatego prawo transformacji p\u0119du i energii przy przechodzeniu od jednego uk\u0142adu odniesienia do drugiego poruszaj\u0105cego si\u0119 uk\u0142adu nie jest intuicyjne, ale za to bardzo proste: energia i p\u0119d skaluj\u0105 si\u0119 o ten sam czynnik: E’ = g E, p’ = g p, gdzie czynnik g zale\u017cy od pr\u0119dko\u015bci wzgl\u0119dnej v tych uk\u0142ad\u00f3w. Je\u017celi kierunek v jest zgodny z kierunkiem p\u0119du fotonu, to czynnik g < 1, a je\u017celi kierunek jest przeciwny, to g > 1. W ten spos\u00f3b uk\u0142ad \u015brodka masy przeciwbie\u017cnych foton\u00f3w porusza si\u0119 zgodnie z kierunkiem poruszania si\u0119 fotonu o wi\u0119kszym p\u0119dzie (energii) \u2013 w naszym przypadku zgodnie z kierunkiem poruszania si\u0119 fotonu s\u0142onecznego. Aby w uk\u0142adzie \u015brodka masy by\u0142a mo\u017cliwa produkcja rzeczywistej pary elektron-pozytron, to oba fotony musz\u0105 mie\u0107 energi\u0119 E’ = 5 \u221910^5 eV. To pozwala wyznaczy\u0107 czynnik g(2) dla fotonu reliktowego promieniowania t\u0142a z r\u00f3wnania
\nE'(2) = 5\u221910^5 = g(2) E(2) = g(2)\u22192\u221910^(-4),
\nwi\u0119c g(2) = 2.5 \u221910^9. Czynnik g(2) >1, bo uk\u0142ad \u015brodka masy porusza si\u0119 przeciwnie do ruchu fotonu o ni\u017cszej energii. Ale dla fotonu o energii wy\u017cszej mamy zale\u017cno\u015b\u0107 g(1) = 1\/g(2) = 4\u221910^(-10)<1 bo uk\u0142ad \u015brodka masy porusza si\u0119 zgodnie z kierunkiem tego fotonu. A to oznacza, \u017ce energia s\u0142onecznego fotonu E(1) musi spe\u0142nia\u0107 r\u00f3wnanie E'(1) = 5\u221910^5 eV = E(1) g(1) = E(1)\u22194\u221910^(-10), wi\u0119c otrzymujemy E(1) = 10^(15) eV, co odpowiada d\u0142ugo\u015bci fali
\nL = 10^(-15)\u221910^(-6) m = 10^(-21) m.
\nAle aby wyobrazi\u0107 sobie co oznacza d\u0142ugo\u015b\u0107 10^(-21) m wprowad\u017amy jednostk\u0119 d\u0142ugo\u015bci u\u017cywan\u0105 do opisu zjawisk atomowych 1 \u00c5 = 10^(-10) m, jest to jeden angstrem. To co w naszej ludzkiej skali wyra\u017camy wygodnie w metrach, tak samo dla atom\u00f3w naturaln\u0105 jednostk\u0105 jest angstrem. Widzimy, \u017ce czynnik 10^(-10) oznacza skal\u0119 przej\u015bcia od ludzkich rozmiar\u00f3w do rozmiar\u00f3w atomowych. D\u0142ugo\u015b\u0107 fali fotonu s\u0142onecznego, kt\u00f3ry m\u00f3g\u0142by wyprodukowa\u0107 rzeczywist\u0105 par\u0119 elektron-pozytron w wyniku oddzia\u0142ywania z fotonem promieniowania reliktowego, wynosi L = 10^(-11) \u00c5. Widzimy \u017ce jest ona mniejsza od skali atomowej o ten sam czynnik o jaki skala atomowa jest mniejsza od naszej ludzkiej skali. Poniewa\u017c obserwowane widmo promieniowania elektromagnetycznego S\u0142o\u0144ca rozpoczyna si\u0119 od d\u0142ugo\u015bci fali 10^(-3) \u00c5, wi\u0119c mo\u017cemy przyj\u0105\u0107, \u017ce w promieniowaniu S\u0142o\u0144ca nie ma foton\u00f3w o d\u0142ugo\u015bci fali L = 10^(-11) \u00c5. St\u0105d ostateczny wniosek, \u017ce \u015aWIAT\u0141O S\u0141ONECZNE B\u0118DZIE PORUSZA\u0141O SI\u0118 W NIESKO\u0143CZONO\u015a\u0106 W PUSTEJ PRZESTRZENI, KT\u00d3RA WYPE\u0141NIONA JEST PROMIENIOWANIEM RELIKTOWYM T\u0141A. Wa\u017cnym czynnikiem prowadz\u0105cym do takiej konkluzji jest relatywistyczna natura fotonu, szczeg\u00f3lnie widoczna przy przechodzeniu do uk\u0142adu \u015brodka masy dw\u00f3ch przeciwbie\u017cnych foton\u00f3w.<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> Co nap\u0119dza elektrony, \u017ce s\u0105 one w ruchu? Czy “wielki wybuch” ma co\u015b z tym wsp\u00f3lnego? Nie by\u0142o czego\u015b, a teraz jest? Co\u015b jak tik-tak-tik-tak. I czy jaka\u015b energia, kt\u00f3ra nap\u0119dza elektrony, mo\u017ce na tyle os\u0142abn\u0105\u0107 \u017ce przestanie na nie oddzia\u0142ywa\u0107 i to wszystko si\u0119 rozpadnie – zniknie, nast\u0105pi “wielki koniec”?<\/p>\n

Odpowiada dr hab. Krzysztof Szyma\u0144ski:<\/b>
\nZauwa\u017cmy, \u017ce utrzymanie cia\u0142a w ruchu nie wymaga dostarczania energii. Jest to podstawowe prawo przyrody odkryte i wykorzystane do wyja\u015bniania funkcjonowania \u015bwiata przez Galileusza. W uk\u0142adzie inercjalnym cia\u0142o swobodne b\u0119dzie porusza\u0107 si\u0119 ruchem prostoliniowym zachowuj\u0105c energi\u0119. Elektrony podlegaj\u0105 temu samemu prawu. Zatem swobodny elektron te\u017c b\u0119dzie porusza\u0142 si\u0119 wiecznie. Do wyja\u015bnienia tego zjawiska nie potrzeba odwo\u0142ywa\u0107 si\u0119 do \u201ewielkiego wybuchu\u201d.
\nElektrony oddzia\u0142uj\u0105 z j\u0105drami oraz innymi elektronami. W mikro\u015bwiecie nie ma si\u0142 oporu (takich jak na przyk\u0142ad tarcie lub lepko\u015b\u0107). Z tego powodu ca\u0142kowita energia uk\u0142adu elektron\u00f3w i j\u0105der nie zmienia si\u0119 i elektrony poruszaj\u0105 si\u0119 przekazuj\u0105c czy te\u017c rozdzielaj\u0105c mi\u0119dzy siebie ca\u0142kowit\u0105 energi\u0119. Mo\u017cna tu poda\u0107 pewn\u0105 analogi\u0119 z zachowaniem si\u0119 obiekt\u00f3w astronomicznymi. W tym przypadku mamy bardzo ma\u0142e opory ruchu. Dlatego w Uk\u0142adzie S\u0142onecznym planety i S\u0142o\u0144ce poruszaj\u0105 si\u0119 wymieniaj\u0105c mi\u0119dzy sob\u0105 energi\u0119 i do utrzymania tego ruchu nie jest potrzebna \u017cadna si\u0142 nap\u0119dowa. Uk\u0142ad zachowuje sta\u0142\u0105 energi\u0119.<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> W ostatnich latach ukaza\u0142o si\u0119 kilka prac m\u00f3wi\u0105cych o tym ze nasz \u015bwiat to hologram\/ projekcja realnego \u015bwiata, co pono\u0107 wi\u0105\u017ce si\u0119 z istnieniem grawitacji. By\u0142abym wdzi\u0119czna za proste wyja\u015bnienie w jaki spos\u00f3b istnienie grawitacji sugeruje mo\u017cliwo\u015b\u0107 \u017ce nasz \u015bwiat jest hologramem.<\/p>\n

Odpowiada dr hab. Micha\u0142 Spali\u0144ski:<\/b>
\nPrac dotycz\u0105cych zasady holograficznej ukaza\u0142o si\u0119 od 1997 roku kilkana\u015bcie tysi\u0119cy, czyli naprawd\u0119 sporo. Hipoteza jest nast\u0119puj\u0105ca: uk\u0142ady, kt\u00f3re zawieraj\u0105 grawitacyjne stopnie swobody, mog\u0105 by\u0107 opisane w ca\u0142kowicie r\u00f3wnowa\u017cny spos\u00f3b jako uk\u0142ady bez grawitacyjnych stopni swobody w czasoprzestrzeni o wymiarze mniejszym o jeden. Mowa jest tu o opisach r\u00f3wnowa\u017cnych: \u017caden nie jest bardziej prawdziwy!
\nNie jest do tej pory jasne, na ile og\u00f3lnie ta r\u00f3wnowa\u017cno\u015b\u0107 obowi\u0105zuje, ale wtedy kiedy zachodzi, kluczowe jest uwzgl\u0119dnienie efekt\u00f3w kwantowych. Punktem wyj\u015bcia s\u0105 oszacowania liczby stopni swobody czarnych dziur. Wynika z nich, \u017ce tych stopni swobody jest du\u017co mniej ni\u017c dla teorii kwantowej w przestrzeni Minkowskiego z trzema wymiarami przestrzennymi.
\nW 1997 roku J. Maldacena odkry\u0142 konkretny przyk\u0142ad uk\u0142adu, gdzie taka holograficzna relacja zachodzi. Nie istnieje jednak bezpo\u015bredni dow\u00f3d, a tym bardziej prosty argument, pokazuj\u0105cy dlaczego tak jest. Wierzymy, \u017ce relacja ta zachodzi, bo wiele wielko\u015bci da si\u0119 obliczy\u0107 w obu “j\u0119zykach” i wyniki s\u0105 zgodne (cz\u0119sto w spektakularny spos\u00f3b). Do tej pory nikt jednak nie wie dlaczego tak si\u0119 dzieje, ani co z tego ostatecznie wynika. Jest to obecnie jeden z g\u0142\u00f3wnych nurt\u00f3w bada\u0144 w fizyce teoretycznej.<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> Wiem, \u017ce na granicy tkanek w organizmie a zw\u0142. przy implantach metalowych powstaj\u0105 pr\u0105dy wirowe Faucaulta, kt\u00f3re s\u0105 szkodliwe dla organizmu i mog\u0105 oparzy\u0107 tkanki. Doktor zastosowa\u0142 pacjentce, do tego w ci\u0105\u017cy, pr\u0105dy TENS na metalow\u0105 stabilizacj\u0119 kr\u0119gos\u0142upa z kilkoma \u015brubami (stabilizacja jako korekta skoliozy). Jak to zinterpretowa\u0107?
\nLekarz r\u00f3wnie\u017c zastosowa\u0142 ultrad\u017awi\u0119ki nad implantem metalowym. Czy to dopuszczalne? Czy przy implantach metalowych mo\u017cna w og\u00f3le stosowa\u0107 ultrad\u017awi\u0119ki?<\/p>\n

Odpowiada dr hab. Andrzej Andrejczuk:<\/b>
\nS\u0105 to odpowiedzi fizyka, kt\u00f3ry mo\u017ce nie zna\u0107 szeregu subtelnych efekt\u00f3w oddzia\u0142ywania p\u00f3l elektromagnetycznych czy fali d\u017awi\u0119kowej na og\u00f3lny ustr\u00f3j cz\u0142owieka.
\n1) Pr\u0105dy wirowe Faucaulta powstaj\u0105 w materii przewodz\u0105cej umieszczonej w zmiennym polu magnetycznym. Elektrostymulacja polega na pod\u0142\u0105czeniu elektrod do sk\u00f3ry pacjenta i wytworzeniu zmiennych p\u00f3l elektrycznych. Pr\u0105dy, jakie p\u0142yn\u0105, s\u0105 niewielkie i wytwarzaj\u0105 znikome pr\u0105dy wirowe. Cz\u0119\u015bci metalowe mog\u0105 mie\u0107 o tyle znaczenie, o ile znajd\u0105 si\u0119 na drodze pola elektrycznego i zmieniaj\u0105 przep\u0142yw pr\u0105d\u00f3w. Mog\u0142oby to nast\u0105pi\u0107 gdyby elektroda do stymulacji by\u0142a pod\u0142\u0105czona do implantu albo znajdowa\u0142a si\u0119 blisko niego. My\u015bl\u0119 jednak, \u017ce nawet w takich przypadkach przy odpowiednim doborze niskiej amplitudy napi\u0119cia na elektrodach mo\u017cna stosowa\u0107 elektrostymulacj\u0119. To czy mo\u017cna stosowa\u0107 elektrostymulacj\u0119 w przypadku ci\u0105\u017cy, mo\u017ce oceni\u0107 tylko lekarz.
\n2) Je\u017celi chodzi o ultrad\u017awi\u0119ki: implanty metalowe bardzo dobrze odbijaj\u0105 ultrad\u017awi\u0119ki, bo metal ma znacznie wi\u0119ksz\u0105 spr\u0119\u017cysto\u015b\u0107 w stosunku do tkanki mi\u0119kkiej. Implanty mog\u0105 zatem utrudnia\u0107 obrazowanie je\u017celi zas\u0142aniaj\u0105 badany organ, jednak ich obecno\u015b\u0107 nie powoduje niczego z\u0142ego podczas diagnostyki ultrasonograficznej, kt\u00f3ra jest wykonywana przy niewielkich nat\u0119\u017ceniach ultrad\u017awi\u0119k\u00f3w.
\nW przypadku terapii ultrasonograficznej gdzie nat\u0119\u017cenie d\u017awi\u0119ku jest wi\u0119ksze i jego przestrzenny rozk\u0142ad w organizmie pacjenta jest wa\u017cny, obecno\u015b\u0107 du\u017cych p\u0142askich cz\u0119\u015bci metalowych w ciele pacjenta mo\u017ce mie\u0107 wp\u0142yw na rozk\u0142ad amplitudy fali d\u017awi\u0119kowej. Metal zanurzony w tkance mi\u0119kkiej znacznie s\u0142abiej poch\u0142ania energi\u0119 z fali d\u017awi\u0119kowej w stosunku do lepkiej cieczy, wi\u0119c nie spodziewa\u0142bym si\u0119 zagro\u017cenia, \u017ce rozgrzeje si\u0119 on bardziej ni\u017c tkanka.<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> Co si\u0119 dzieje w przypadku, gdy si\u0142y przylegania s\u0105 takie same jak si\u0142y sp\u00f3jno\u015bci?<\/p>\n

Odpowiada dr hab. Krzysztof Szyma\u0144ski:<\/b>
\nZacznijmy od tego, \u017ce si\u0142y przylegania jak i si\u0142y sp\u00f3jno\u015bci s\u0105 wielko\u015bciami okre\u015blanymi w skali atomowej i nie s\u0105 bezpo\u015brednio wyznaczane eksperymentalnie. Si\u0142y te mo\u017cna modelowa\u0107 w oparciu o oddzia\u0142ywania pomi\u0119dzy cz\u0105steczkami cieczy oraz oddzia\u0142ywania pomi\u0119dzy cz\u0105steczkami cieczy i stykaj\u0105cych si\u0119 innych cia\u0142 lub cieczy. Mierzalne s\u0105 natomiast efekty wynikaj\u0105ce z istnienia tych si\u0142 \u2013 makroskopowa wielko\u015b\u0107 nazywana napi\u0119ciem powierzchniowym granicy rozdzia\u0142u dw\u00f3ch faz. Napi\u0119cie powierzchniowe mo\u017cna rozumie\u0107 jako dodatkow\u0105 energi\u0119 uk\u0142adu wynikaj\u0105c\u0105 z pojawienia si\u0119 granicy rozdzia\u0142u faz lub si\u0142y dzia\u0142aj\u0105ce r\u00f3wnolegle do powierzchni rozdzia\u0142u faz, proporcjonalne do d\u0142ugo\u015bci brzegu powierzchni rozdzielaj\u0105cej.
\nW przypadku uk\u0142adu dw\u00f3ch faz (dw\u00f3ch stan\u00f3w skupienia, np. wody i pary wodnej) granica pomi\u0119dzy wod\u0105 a par\u0105 wodn\u0105 ma dodatkow\u0105 energi\u0119 i minimalizacja tej energii prowadzi do kulistego kszta\u0142tu kropel lub p\u0119cherzyk\u00f3w pary we wrz\u0105tku. Przy wzro\u015bcie temperatury napi\u0119cie powierzchniowe maleje i w tzw. punkcie krytycznym spada do zera (dla wody jest to T=647 K, p=22 MPa). W tych warunkach nie ma granicy rozdzia\u0142u faz i nie tworz\u0105 si\u0119 dwie fazy. W punkcie krytycznym wody mamy jednorodn\u0105 substancj\u0119 podobn\u0105 z wygl\u0105du do mg\u0142y lub mleka.
\nW przypadku gdy mamy trzy fazy (np. ciecz, gaz nad ciecz\u0105 i \u015bcianki naczynia) tworz\u0105 si\u0119 trzy powierzchnie \u2013 granice rozdzia\u0142u faz: 1. granica ciecz-gaz, 2. granica ciecz-naczynie, 3. granica gaz-naczynie. Dla ka\u017cdej z tych powierzchni mamy okre\u015blone napi\u0119cie powierzchniowe. W wyniku oddzia\u0142ywa\u0144 wszystkich trzech faz pomi\u0119dzy granicami rozdzia\u0142u tworz\u0105 si\u0119 charakterystyczne k\u0105ty, na podstawie kt\u00f3rych mo\u017cna okre\u015bli\u0107 relacje pomi\u0119dzy poszczeg\u00f3lnymi napi\u0119ciami powierzchniowymi. Je\u015bli kt\u00f3re\u015b z tych wielko\u015bci s\u0105 r\u00f3wne sobie, to jedna z powierzchni jest prostopad\u0142a do pozosta\u0142ych dw\u00f3ch.<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> Moje pytanie dotyczy napi\u0119cia powierzchniowego i mo\u017cliwo\u015bci oddzia\u0142ywania na nie za pomoc\u0105 cewki elektromagnetycznej. Czy jest mo\u017cliwe zwi\u0119kszenie napi\u0119cia wody takim sposobem? Czy po takiej wodzie mo\u017cna by chodzi\u0107?<\/p>\n

Odpowiada dr hab. Krzysztof Szyma\u0144ski:<\/b>
\nZacznijmy od tego, \u017ce po wodzie ju\u017c mo\u017cna chodzi\u0107. Potrafi to np. paj\u0105k nartnik du\u017cy (Gerris lacustris). Dodajmy, \u017ce napi\u0119cie powierzchniowe nie jest charakterystyk\u0105 (w\u0142a\u015bciwo\u015bci\u0105) samej wody, lecz zale\u017cy od tego z czym woda si\u0119 styka. M\u00f3wimy, \u017ce jest w\u0142asno\u015bci\u0105 granicy rozdzia\u0142u faz. W szczeg\u00f3lno\u015bci mo\u017cna m\u00f3wi\u0107 o napi\u0119ciu powierzchniowym uk\u0142adu woda-powietrze (najcz\u0119\u015bciej to w\u0142a\u015bnie mamy na my\u015bli), lub woda-para wodna, lub woda-substancja z kt\u00f3rej zbudowana jest noga nartnika du\u017cego.
\nCz\u0105steczki wody, pomimo tego \u017ce s\u0105 elektrycznie oboj\u0119tne, posiadaj\u0105 elektryczny moment dipolowy. Pole elektryczne bardzo wyra\u017anie orientuje cz\u0105steczki wody (du\u017ca sta\u0142a dielektryczna w por\u00f3wnaniu ze sta\u0142ymi dielektrycznymi innych substancji). Cz\u0105steczki wody s\u0105 diamagnetyczne i w silnych polach magnetycznych mo\u017cna obserwowa\u0107 lewitacj\u0119 wody.
\nCz\u0105steczki wody ulegaj\u0105 rozpadowi wytwarzaj\u0105c niewielk\u0105 koncentracj\u0119 jon\u00f3w dodatnich i ujemnych. W okre\u015blonej temperaturze tworzy si\u0119 koncentracja r\u00f3wnowagowa zdysocjowanych jon\u00f3w. Z tego powodu woda ma sko\u0144czone elektryczne przewodnictwo w\u0142a\u015bciwe.
\nWoda posiada bardzo skomplikowan\u0105 struktur\u0119 mikroskopow\u0105. Z powodu istnienia wi\u0105za\u0144 wodorowych cz\u0105steczki wody tworz\u0105 lokalne struktury, co\u015b w rodzaju cz\u0105steczek o regularnym kszta\u0142cie, zbudowanych z cz\u0105steczek wody. Te struktury, w przeciwie\u0144stwie do struktur w cia\u0142ach sta\u0142ych, maj\u0105 sko\u0144czony czas \u017cycia. Pole elektryczne jak i magnetyczne ma pewien wp\u0142yw na wewn\u0119trzn\u0105 struktur\u0119 wody, s\u0105 to jednak zjawiska subtelne, ujawniaj\u0105ce si\u0119 przy du\u017cej precyzji eksperyment\u00f3w.
\nWida\u0107, \u017ce jest wiele mechanizm\u00f3w odpowiadaj\u0105cych za fizyczne w\u0142a\u015bciwo\u015bci wody. Ka\u017cda zmiana w\u0142asno\u015bci fizycznych wody powinna skutkowa\u0107 zmianami napi\u0119cia powierzchniowego. Zwykle jednak zmiany te s\u0105 ma\u0142e i trudne do eksperymentalnej weryfikacji. Ale nie ma prawa fizyki, kt\u00f3re zabrania\u0142oby istnienia czynnika elektromagnetycznego istotnie zwi\u0119kszaj\u0105cego napi\u0119cie powierzchniowe na granicy jakiego\u015b uk\u0142adu z wod\u0105.<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> Czy wiek wszech\u015bwiata jest liczony ca\u0142o\u015bciowo dla ca\u0142ego wszech\u015bwiata, czy te\u017c jest to wiek takiego “tu i teraz” – je\u015bli tak to mo\u017cna okre\u015bli\u0107. Spr\u00f3buj\u0119 wi\u0119c jeszcze raz nakre\u015bli\u0107 m\u00f3j dylemat dotycz\u0105cy tego zagadnienia. Oczywi\u015bcie jest to niemo\u017cliwe, ale zak\u0142adaj\u0105c czysto hipotetycznie, \u017ce jestem \u015bwiadkiem powstania wszech\u015bwiata, to w moim rozumowaniu by\u0142bym jego centrum – ka\u017cda inna perspektywa obserwacji aktu stworzenia \u015bwiata musia\u0142aby zak\u0142ada\u0107 inn\u0105 rzeczywisto\u015b\u0107, kt\u00f3ra obserwuje pocz\u0105tek narodzin innego wszech\u015bwiata, a przecie\u017c wcze\u015bniej nie mog\u0142o nic istnie\u0107. Czyli b\u0119d\u0105c \u015bwiadkiem narodzin wszech\u015bwiata obserwuj\u0119 nag\u0142\u0105 i gwa\u0142town\u0105 ekspansj\u0119, kt\u00f3ra przebiega z pr\u0119dko\u015bciami bliskimi pr\u0119dko\u015bciami \u015bwiata, lub jej r\u00f3wnymi. A wi\u0119c zgodnie z teori\u0105 wzgl\u0119dno\u015bci, dla oddalaj\u0105cych si\u0119 ode mnie cz\u0105stek wy\u0142onionych z wielkiego wybuchu czas p\u0142ynie wolniej; czyli je\u015bli dla mnie up\u0142yn\u0119\u0142o np. 100 lat obserwacji wielkiego wybuchu, to te obserwowane przeze mnie cz\u0105stki, kt\u00f3re oddalaj\u0105 si\u0119 ode mnie z pr\u0119dko\u015bciami bliskimi pr\u0119dko\u015bci \u015bwiat\u0142a, maj\u0105 znacznie kr\u00f3tszy czas istnienia.
\nNurtuje mnie ten problem, bo wy\u0142ania mi si\u0119 z tego obraz wszech\u015bwiata, kt\u00f3ry przypomina niejako cebul\u0119, a warstwy tej cebuli to przesuni\u0119cie w czasie, gdzie \u015brodek to moja pozycja obserwatora, a ka\u017cda kolejna warstwa to odpowiednio p\u00f3\u017ani\u0105cy si\u0119 wzgl\u0119dem mojego zegara czas, a\u017c do najbardziej zewn\u0119trznej warstwy tej cebuli, gdzie czas nawet nie zaistnia\u0142.<\/p>\n

Odpowiada dr Marek Niko\u0142ajuk:<\/b>
\nProsta odpowied\u017a na to pytanie jest taka, \u017ce to przestrze\u0144 mi\u0119dzy cz\u0105stkami puchnie, a nie cz\u0105stki poruszaj\u0105 si\u0119 z pr\u0119dko\u015bciami przekraczaj\u0105cymi pr\u0119dko\u015b\u0107 \u015bwiat\u0142a. \u015arodek Wszech\u015bwiata zosta\u0142 w czasie, a nie ma go we wsp\u00f3\u0142czesnej przestrzeni 3D.
\nOdpowiada prof. Piotr Jaranowski:<\/b>
\nWszech\u015bwiatem jako ca\u0142o\u015bci\u0105 zajmuje si\u0119 kosmologia. Wsp\u00f3\u0142czesna kosmologia oparta jest na og\u00f3lnej teorii wzgl\u0119dno\u015bci. W tej teorii czas pojawia si\u0119 w podw\u00f3jnej roli: jako wsp\u00f3\u0142rz\u0119dna czasowa, kt\u00f3ra wraz z trzema wsp\u00f3\u0142rz\u0119dnymi przestrzennymi s\u0142u\u017cy do rozr\u00f3\u017cnienia rozmaitych zdarze\u0144 dziej\u0105cych si\u0119 we Wszech\u015bwiecie, oraz jako tzw. czas w\u0142asny wskazywany przez zegar poruszaj\u0105cy si\u0119 wraz z jakim\u015b obserwatorem. Mamy zatem tyle czas\u00f3w w\u0142asnych, ilu mamy obserwator\u00f3w.
\nWiek Wszech\u015bwiata, czyli oko\u0142o 13,8 miliarda lat, jest czasem w\u0142asnym, wskazywanym przez fikcyjnego obserwatora, kt\u00f3ry w\u0142\u0105czy\u0142 sw\u00f3j zegar tu\u017c po Wielkim Wybuchu, a nast\u0119pnie porusza\u0142 si\u0119 wraz z rozszerzaj\u0105cym si\u0119 Wszech\u015bwiatem. W istocie mo\u017cemy wyobrazi\u0107 sobie bardzo wielu takich obserwator\u00f3w, kt\u00f3rzy w\u0142\u0105czyli swoje zegary tu\u017c po Wielkim Wybuchu i potem poruszaj\u0105 si\u0119 wraz z rozszerzaj\u0105cym si\u0119 Wszech\u015bwiatem w r\u00f3\u017cnych kierunkach. \u017baden z tych obserwator\u00f3w nie jest wyr\u00f3\u017cniony, co nale\u017cy rozumie\u0107 nast\u0119puj\u0105co: gdy dowolny z nich odczyta na swoim zegarze 13,8 mld lat i rozejrzy si\u0119 wok\u00f3\u0142, to zobaczy (w odpowiednio du\u017cej skali) to samo, co ka\u017cdy inny obserwator – \u015brednio tyle samo galaktyk na jednostk\u0119 obj\u0119to\u015bci i \u015brednio tyle samo galaktyk w dowolnym kierunku na niebie.<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> Czy rozbijaj\u0105c atomy nie budzimy czarnej dziury?<\/p>\n

Odpowiada prof. Krzysztof Kurek:<\/b>
\nUtworzenie czarnej dziury wymaga niewyobra\u017calnie du\u017cej energii (masy) zgromadzonej w ma\u0142ej obj\u0119to\u015bci. Klasyczny proces tworzenia czarnej dziury to zapadanie si\u0119 grawitacyjne gwiazdy neutronowej. W procesie rozbicia atomu wyzwolone energie s\u0105 wiele rz\u0119d\u00f3w wielko\u015bci mniejsze ni\u017c takie, kt\u00f3re mog\u0142yby ew. tak\u0105 czarn\u0105 dziur\u0119 utworzy\u0107, tzn. wytworzy\u0107 tak g\u0119st\u0105 materi\u0119 jak w gwie\u017adzie neutronowej i jeszcze doprowadzi\u0107 do zapa\u015bci w czarn\u0105 dziur\u0119.
\nNatomiast mo\u017cna sobie wyobrazi\u0107 tzw. mikro czarne dziury – obiekty przewidywane przez pewne nowe teorie w wi\u0119kszej ilo\u015bci wymiar\u00f3w ni\u017c nasza rzeczywisto\u015b\u0107. Takie mikrodziury mog\u0142yby powstawa\u0107 przy energiach zderze\u0144 cz\u0105stek elementarnych w wielkich akceleratorach. Taka dziura zaraz po powstaniu “wyparowa\u0142a by” zamieniaj\u0105c energi\u0119 w strumie\u0144 cz\u0105stek. Przy zderzeniach w LHC brano pod uwag\u0119 sygna\u0142y od takich proces\u00f3w, ale jak dot\u0105d nie znaleziono takiej sygnatury. To nie oznacza, \u017ce przy wy\u017cszych energiach nie b\u0119dzie takiego sygna\u0142u.
\nMikrodziury s\u0105 obiektami podobnymi do czarnej dziury, ale nie grozi nam przekszta\u0142cenie w prawdziw\u0105 czarn\u0105 dziur\u0119 (tak\u0105 jakie istniej\u0105 we wszech\u015bwiecie) – prawdopodobie\u0144stwo takiego ew. przekszta\u0142cenia jest znacznie mniejsze ni\u017c prawdopodobie\u0144stwo, \u017ce czarna dziura powstanie samorzutnie w promieniowaniu kosmicznym, a to jest gigantycznie ma\u0142e.
\nRozbicie j\u0105dra dostarcza du\u017co energii, ale rozproszonej i nawet takie mikrodziury nie powstan\u0105.<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> Je\u015bli E=mc^2, a wi\u0119c energia, to masa. Czy w zwi\u0105zku z tym np. uk\u0142ad Ziemia-Ksi\u0119\u017cyc i wyst\u0119puj\u0105ca mi\u0119dzy nimi si\u0142a grawitacyjna w postaci energii potencjalnej Ksi\u0119\u017cyca w odniesieniu do Ziemi, jest wliczona w mas\u0119 tych dw\u00f3ch cia\u0142, gdyby potraktowa\u0107 je jako ca\u0142o\u015b\u0107?<\/p>\n

Odpowiada prof. Piotr Jaranowski:<\/b>
\nEfekty relatywistyczne w grawitacji, czyli efekty zwi\u0105zane ze szczeg\u00f3ln\u0105 teori\u0105 wzgl\u0119dno\u015bci, kt\u00f3rej jedn\u0105 z konsekwencji jest s\u0142ynny wz\u00f3r E = mc^2, opisane s\u0105 przez og\u00f3ln\u0105 teori\u0119 wzgl\u0119dno\u015bci (OTW) sformu\u0142owan\u0105, tak jak i szczeg\u00f3lna teoria wzgl\u0119dno\u015bci, przez Einsteina. OTW z jednej strony jest uog\u00f3lnieniem teorii grawitacji Newtona (opartej na prawie powszechnego ci\u0105\u017cenia Newtona), pozwalaj\u0105cym opisywa\u0107 silne pola grawitacyjne, a z drugiej w\u0142a\u015bnie szczeg\u00f3lnej teorii wzgl\u0119dno\u015bci, kt\u00f3ra poprawnie opisuje wszystkie oddzia\u0142ywania z wyj\u0105tkiem grawitacji.
\nZgodnie z OTW \u017ar\u00f3d\u0142em pola grawitacyjnego jest nie tylko masa, ale r\u00f3wnie\u017c wszystkie postaci energii oraz przep\u0142ywy energii. Je\u015bli zatem rozwa\u017cymy uk\u0142ad z\u0142o\u017cony z dw\u00f3ch cia\u0142 o masach m1 i m2, to daleko od tego uk\u0142adu pole grawitacyjne b\u0119dzie takie, jak wytwarzane przez pojedyncze \u017ar\u00f3d\u0142o o ca\u0142kowitej masie innej ni\u017c suma mas m1 + m2. Mo\u017cna to z grubsza interpretowa\u0107 tak, \u017ce r\u00f3wnie\u017c grawitacyjna energia potencjalna uk\u0142adu daje wk\u0142ad do jego masy ca\u0142kowitej. By efekt ten by\u0142 zauwa\u017calny, uk\u0142ad b\u0119d\u0105cy \u017ar\u00f3d\u0142em pola musi by\u0107 relatywistyczny, tzn. cia\u0142a o masach m1 i m2 musz\u0105 znajdowa\u0107 si\u0119 na tyle blisko siebie, by pr\u0119dko\u015bci z jakimi obiegaj\u0105 wsp\u00f3lny \u015brodek masy by\u0142y du\u017ce (czyli por\u00f3wnywalne z pr\u0119dko\u015bci\u0105 \u015bwiat\u0142a).<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> Je\u015bli wszech\u015bwiat rozszerza si\u0119 coraz szybciej, to czy mo\u017ce to oznacza\u0107, \u017ce kurczy si\u0119 jego poznawalna cz\u0119\u015b\u0107? Bo to nasuwa przypuszczenie, \u017ce gdzie\u015b miliardy lat \u015bwietlnych dalej powstaje granica przekraczalno\u015bci pr\u0119dko\u015bci \u015bwiat\u0142a, a co najmniej jej r\u00f3wna, co w przypadku to\u017csamych czarnych dziur, zakrzywienie czasoprzestrzeni jest tak du\u017ce, \u017ce poch\u0142ania \u015bwiat\u0142o. Czyli niejaki horyzont zdarze\u0144 kt\u00f3ry tam powstaje i si\u0119 do nas zbli\u017ca.<\/p>\n

Odpowiada dr Marek Nikolajuk:<\/b>
\nW jednorodnych modelach Friedmanna istniej\u0105 dwa rodzaje horyzontu: horyzont cz\u0105stek i horyzont zdarze\u0144. Horyzont cz\u0105stek okre\u015bla t\u0119 cz\u0119\u015b\u0107 czasoprzestrzeni, kt\u00f3r\u0105 zd\u0105\u017cyli\u015bmy “zobaczy\u0107” od chwili Wielkiego Wybuchu Wszech\u015bwiata. To z tego obszaru zd\u0105\u017cy\u0142y do nas dotrze\u0107 fotony wyemitowane przez oddalaj\u0105ce si\u0119 galaktyki. Natomiast horyzont zdarze\u0144 okre\u015bla t\u0119 cz\u0119\u015b\u0107 Wszech\u015bwiata, kt\u00f3r\u0105 obserwator b\u0119dzie widzia\u0142 w przysz\u0142o\u015bci.
\nNasz rzeczywisty Wszech\u015bwiat jest wype\u0142niony materi\u0105 i energi\u0105 oraz rozszerza si\u0119, wi\u0119c sto\u017cki \u015bwietlne (zar\u00f3wno przesz\u0142o\u015bci jak i przysz\u0142o\u015bci obserwatora) nie s\u0105 takie same. W przypadku Szczeg\u00f3lnej Teorii Wzgl\u0119dno\u015bci faktycznie one s\u0105 takie same.
\nW modelach Wszech\u015bwiata spowalniaj\u0105cego swoj\u0105 ekspansj\u0119, obserwator b\u0119dzie widzia\u0142 coraz wi\u0119cej galaktyk. Sytuacja zmienia si\u0119, gdy Wszech\u015bwiat przyspiesza. Mo\u017cna j\u0105 por\u00f3wna\u0107 do przypadku, gdy obserwator biegnie ze sta\u0142\u0105 pr\u0119dko\u015bci\u0105 na rozci\u0105ganej bie\u017cni. Je\u015bli rozci\u0105ganie jest przyspieszane to mimo najwi\u0119kszych wysi\u0142k\u00f3w odleg\u0142o\u015b\u0107 obserwatora od mety zamiast male\u0107 – ro\u015bnie. Coraz szybciej rozszerzaj\u0105ca si\u0119 przestrze\u0144 powoduje znikanie odleg\u0142ych galaktyk za rozszerzaj\u0105cym si\u0119 ze sta\u0142\u0105 pr\u0119dko\u015bci\u0105 horyzontem zdarze\u0144. Ostatecznym efektem przyspieszonej ekspansji jest ucieczka wszystkich galaktyk – oczywi\u015bcie opr\u00f3cz naszej Galaktyki – poza horyzont zdarze\u0144.
\nOdpowiadaj\u0105c na drug\u0105 cz\u0119\u015b\u0107 pytania: Czarne dziury istniej\u0105 w galaktykach, r\u00f3wnie\u017c w naszej Drodze Mlecznej. Materia zawarta w galaktykach nie bierze udzia\u0142u w ekspansji Wszech\u015bwiata. Galaktyki posiadaj\u0105 na tyle du\u017c\u0105 grawitacj\u0119, \u017ce powstrzymuj\u0105 w niej samej rozszerzanie si\u0119 przestrzeni. Horyzont zdarze\u0144 jakiejkolwiek czarnej dziury nie zbli\u017ca si\u0119 do nas, o ile oczywi\u015bcie czarna dziura si\u0119 do nas fizycznie nie zbli\u017ca, bo akurat znalaz\u0142a si\u0119 na trajektorii kolizyjnej z Ziemi\u0105. Ale o tym nic nie wiadomo. Najbli\u017csza czarna dziura znajduje si\u0119 tysi\u0105ce lat \u015bwietlnych od nas.<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> Funkcja dzeta Riemanna, kt\u00f3ra ma “trywialne miejsca zerowe” dla z= -2, -4, -6 itd. Nie rozumiem w jaki spos\u00f3b np. F(-2) =1\/1^(-2) + 1\/2^(-2) + 1\/3^(-2) + 1\/4^(-2) + … mo\u017ce by\u0107 r\u00f3wne zero? Przecie\u017c ten szereg jest rozbie\u017cny! Problem jest co prawda matematyczny, ale o funkcji dzeta Riemanna wspomina Roger Penrose w “Drodze do Rzeczywisto\u015bci”, wi\u0119c zwracam si\u0119 do Was fizyk\u00f3w o pomoc.<\/p>\n

Odpowiada prof. Jan Cie\u015bli\u0144ski:<\/b>
\nSzereg definiuj\u0105cy funkcj\u0119 dzeta Riemanna F(z) jest zbie\u017cny dla liczb zespolonych spe\u0142niaj\u0105cych warunek Re(z) >1. Dla innych liczb, w szczeg\u00f3lno\u015bci dla ujemnych liczb ca\u0142kowitych, funkcja dzeta Riemanna nie jest r\u00f3wna sumie tego szeregu (suma ta zreszt\u0105 w\u00f3wczas nie istnieje, szereg nie jest zbie\u017cny). Istnieje inna procedura, tzw. przed\u0142u\u017cenie analityczne, kt\u00f3ra pozwala otrzyma\u0107 warto\u015bci funkcji Riemanna dla tych z, dla kt\u00f3rych szereg jest niezbie\u017cny. W praktyce pomocny jest wz\u00f3r (tzw. funkcjonalne r\u00f3wnanie Riemanna), wyra\u017caj\u0105cy F(z) przy pomocy F(1-z). Znale\u017a\u0107 go mo\u017cna pod has\u0142em “Funkcja dzeta Riemanna” nawet w do\u015b\u0107 kr\u00f3tkiej notce w polskiej Wikipedii (nazwano go “wzorem rekurencyjnym”). Z wzoru tego od razu wynika, \u017ce dla ujemnych warto\u015bci parzystych funkcja dzeta Riemanna jest r\u00f3wna zeru.
\nDla lepszego zrozumienia problem\u00f3w zwi\u0105zanych z przed\u0142u\u017ceniem analitycznym warto spojrze\u0107 na znacznie prostszy przyk\u0142ad szeregu geometrycznego: g(z) = 1 + z + z^2 + z^3 + z^4 + … Wiadomo, \u017ce dla |z|<1 szereg ten jest zbie\u017cny i jego suma wynosi g(z) = 1\/(1-z). Dla innych z suma tego szeregu nie istnieje. Natomiast funkcj\u0119 g(z), dan\u0105 dla |z|<1 szeregiem geometrycznym, mo\u017cna przed\u0142u\u017cy\u0107 analitycznie na ca\u0142\u0105 p\u0142aszczyzn\u0119 zespolon\u0105. Wynikiem tego przed\u0142u\u017cenia jest wz\u00f3r g(z)=1\/(1-z), tym razem s\u0142uszny dla dowolnego z. Tylko g(1) ma warto\u015b\u0107 niesko\u0144czon\u0105. Dla innych liczb naturalnych g(n) ma warto\u015b\u0107 ujemn\u0105. Na przyk\u0142ad g(2)= -1. Gdyby\u015bmy upierali si\u0119, \u017ce g(2) jest r\u00f3wna sumie szeregu geometrycznego, to otrzymujemy paradoksalny wz\u00f3r: 1+2+4+8+16+….= -1. Nawiasem m\u00f3wi\u0105c, ten ostatni wz\u00f3r pojawi\u0142 si\u0119 w pracach Leonarda Eulera, s\u0142ynnego matematyka z XVIII wieku. Wydaje si\u0119, \u017ce Euler pos\u0142ugiwa\u0142 si\u0119 intuicyjnie nie istniej\u0105cym w\u00f3wczas jeszcze poj\u0119ciem przed\u0142u\u017cenia analitycznego w celach praktycznych (na przyk\u0142ad do sumowania niekt\u00f3rych skomplikowanych szereg\u00f3w) i jako\u015b akceptowa\u0142 tego typu paradoksy. Zreszt\u0105 paradoksy te wynikaj\u0105 cz\u0119sto ze zbyt skr\u00f3towych oznacze\u0144. Nawet w tym kr\u00f3tkim tek\u015bcie oznaczy\u0142em przez g(z) dwie r\u00f3\u017cne rzeczy: sum\u0119 szeregu i przed\u0142u\u017cenie analityczne, czyli funkcj\u0119 1\/(1-z). Jedynie dla |z|<1 s\u0105 one sobie r\u00f3wne. Podobnie w przypadku funkcji dzeta Riemanna: mamy sum\u0119 szeregu (okre\u015blon\u0105 tylko dla Re(z)>1) oraz przed\u0142u\u017cenie analityczne (okre\u015blone wsz\u0119dzie). M\u00f3wi\u0105c o funkcji dzeta Riemanna czasem nie rozdziela si\u0119 wyra\u017anie tych poj\u0119\u0107, co prowadzi do paradoks\u00f3w.<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> Jakie napi\u0119cia wyst\u0119puj\u0105 w bakteriach?<\/p>\n

Odpowiada dr hab. Andrzej Andrejczuk:<\/b>
\nW \u015brodku bakterii, jak i w wi\u0119kszo\u015bci kom\u00f3rek, nie wyst\u0119puje napi\u0119cie. Ustr\u00f3j kom\u00f3rki jest wype\u0142niony ciecz\u0105 zawieraj\u0105c\u0105 jony i mo\u017cna j\u0105 traktowa\u0107 jako dobry przewodnik. Zatem statyczne pole elektryczne jest niwelowane wewn\u0105trz kom\u00f3rki.
\nWyst\u0119puje natomiast r\u00f3\u017cnica potencja\u0142\u00f3w na granicy b\u0142ony kom\u00f3rkowej. Wi\u0119kszo\u015b\u0107 kom\u00f3rek utrzymuje obni\u017cony potencja\u0142 wn\u0119trza kom\u00f3rki w stosunku do otoczenia na poziomie 50-150 mV, w zale\u017cno\u015bci od rodzaju kom\u00f3rki. Napi\u0119cie na b\u0142onie kom\u00f3rkowej jest wynikiem chemicznych proces\u00f3w transportu jon\u00f3w przez b\u0142on\u0119 kom\u00f3rkow\u0105. Napi\u0119cie na b\u0142onie kom\u00f3rkowej jest konieczne do utrzymania homeostazy organizm\u00f3w jednokom\u00f3rkowych. Jest ono wykorzystywane r\u00f3wnie\u017c w komunikacji mi\u0119dzykom\u00f3rkowej oraz do transportu sygna\u0142\u00f3w elektrycznych w kom\u00f3rkach nerwowych.<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> Jak mo\u017cna wyja\u015bni\u0107 fakt, i\u017c podczas Ery Plancka pr\u0119dko\u015b\u0107 rozszerzania si\u0119 Wszech\u015bwiata znacznie przekracza\u0142a pr\u0119dko\u015b\u0107 \u015bwiat\u0142a?<\/p>\n

Odpowiada dr hab. Krzysztof Szyma\u0144ski:<\/b>
\nObserwacje promieniowania reliktowego prowadz\u0105 do wniosku, \u017ce docieraj\u0105 do nas fotony z r\u00f3\u017cnych cz\u0119\u015bci bardzo wczesnego i odleg\u0142ego Wszech\u015bwiata (w szczeg\u00f3lno\u015bci np., z przeciwnych kierunk\u00f3w wskazywanych przez o\u015b obrotu Ziemi). W\u0142asno\u015bci tych foton\u00f3w wskazuj\u0105 na to, \u017ce tworzy\u0142y si\u0119 one w podobnych warunkach. Jak to jest mo\u017cliwe, \u017ce dwa fotony docieraj\u0105ce z przeciwnych kierunk\u00f3w Wszech\u015bwiata, z kt\u00f3rych ka\u017cdy podr\u00f3\u017cuje tyle samo czasu ile ma Wszech\u015bwiat, powsta\u0142y w takich samych warunkach, czyli mia\u0142y wsp\u00f3ln\u0105 przyczyn\u0119?
\nW celu wyja\u015bnienia tej, oraz innych podobnego typu trudno\u015bci, zaproponowano teori\u0119 inflacji. W okresie inflacyjnym mamy do czynienia z efektami opisywanymi j\u0119zykiem mechaniki kwantowej, w szczeg\u00f3lno\u015bci kwantowej teorii grawitacji, kt\u00f3ra nie jest w pe\u0142ni sformu\u0142owana. Wydaje si\u0119 \u017ce nie ma sprzeczno\u015bci pomi\u0119dzy koncepcj\u0105 szczeg\u00f3lnej teorii wzgl\u0119dno\u015bci, dobrze potwierdzonej eksperymentalnie i obowi\u0105zuj\u0105cej w warunkach innych ni\u017c te odpowiadaj\u0105ce kwantowej teorii grawitacji, a teori\u0105 inflacji, kt\u00f3ra jest teori\u0105 kwantow\u0105, gdzie poj\u0119cie czasu i przestrzeni wymaga ostro\u017cnej interpretacji, podobnie jak poj\u0119cie pr\u0119dko\u015bci.
\nOstatnie obserwacje promieniowania t\u0142a i wykrycie fal grawitacyjnych zdaj\u0105 si\u0119 potwierdza\u0107 koncepcje teorii inflacji.
\nWi\u0119cej informacji mo\u017cna znale\u017a\u0107 na stronach:
\nhttp:\/\/pl.wikipedia.org\/wiki\/Mikrofalowe_promieniowanie_t%C5%82a
\nhttp:\/\/pl.wikipedia.org\/wiki\/Inflacja_kosmologiczna<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> Gdyby Wszech\u015bwiat mia\u0142 si\u0119 rozszerza\u0107 niesko\u0144czenie, to czy jest prawd\u0105, \u017ce gdy owo rozszerzanie si\u0119 osi\u0105gnie warto\u015b\u0107 krytyczn\u0105, “tkanina” przestrzeni zostanie rozerwana, a z ni\u0105 i materia, do ostatniego atomu i jego sk\u0142adnik\u00f3w?<\/p>\n

Odpowiada prof. Piotr Jaranowski:<\/b>
\nOg\u00f3lna teoria wzgl\u0119dno\u015bci Einsteina pozwala bada\u0107 przysz\u0142o\u015b\u0107 naszego Wszech\u015bwiata. Przysz\u0142o\u015b\u0107 ta zale\u017cy od natury materii i energii wype\u0142niaj\u0105cej Wszech\u015bwiat. Wsp\u00f3\u0142cze\u015bni kosmolodzy rozwa\u017caj\u0105 r\u00f3\u017cne typy tej materii b\u0105d\u017a energii, kt\u00f3re, mi\u0119dzy innymi, nosz\u0105 nazw\u0119 ciemnej materii i ciemnej energii.
\nJedn\u0105 z form ciemnej energii jest tzw. energia fantomowa, kt\u00f3ra zachowuje si\u0119 mniej wi\u0119cej jak p\u0142yn, w kt\u00f3rym wyst\u0119puj\u0105 ci\u015bnienia o du\u017cych co do warto\u015bci bezwzgl\u0119dnej, ale ujemnych warto\u015bciach. Gdyby taka forma energii dominowa\u0142a we Wszech\u015bwiecie, w przysz\u0142o\u015bci w sko\u0144czonym czasie (licz\u0105c od chwili obecnej) mog\u0142oby nast\u0105pi\u0107 Wielkie Rozerwanie (w j\u0119zyku angielskim “Big Rip”). Polega\u0142oby ono na tym, \u017ce ca\u0142a materia we Wszech\u015bwiecie zosta\u0142aby rozerwana na strz\u0119py. Najwcze\u015bniej zosta\u0142yby rozerwane gromady galaktyk, potem kolejno galaktyki, uk\u0142ady planetarne, planety, a na ko\u0144cu wreszcie cz\u0105steczki, atomy i j\u0105dra atomowe.
\nZgromadzone do tej pory dane obserwacyjne dotycz\u0105ce przyspieszonego rozszerzania si\u0119 Wszech\u015bwiata nie wykluczaj\u0105 mo\u017cliwo\u015bci wyst\u0105pienia w przysz\u0142o\u015bci Wielkiego Rozerwania.<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> Je\u017celi w efekcie fotoelektrycznym zewn\u0119trznym energia fotonu jest r\u00f3wna pracy wyj\u015bcia, to foton “wybije” elektron z metalu, ale nie nada mu energii kinetycznej. Co wi\u0119c dalej dzieje si\u0119 z takim elektronem?<\/p>\n

Odpowiada dr hab. Krzysztof Szyma\u0144ski:<\/b>
\nElektrony s\u0105 obiektami ze \u015bwiata mechaniki kwantowej i nie da si\u0119 przewidzie\u0107 co si\u0119 stanie z pojedynczym elektronem. Da si\u0119 udzieli\u0107 odpowiedzi poprzez podanie prawdopodobie\u0144stwa, \u017ce zajdzie proces taki czy inny.
\nPojedynczy elektron, kt\u00f3ry znajdzie si\u0119 w pobli\u017cu metalowej elektrody, z kt\u00f3rej zosta\u0142 wybity, mo\u017ce do tej elektrody powr\u00f3ci\u0107, poniewa\u017c b\u0119dzie oddzia\u0142ywa\u0107 elektrostatycznie. Taki elektron mo\u017ce r\u00f3wnie\u017c przyczepi\u0107 si\u0119 do jakiego\u015b atomu lub cz\u0105steczki znajduj\u0105cej si\u0119 w pobli\u017cu elektrody (nie ma idealnej pr\u00f3\u017cni). Wreszcie, taki elektron mo\u017ce zosta\u0107 przyspieszony przez pole elektryczne i dotrze\u0107 do przeciwnej elektrody.
\nJe\u015bli energia kwantu \u015bwiat\u0142a by\u0142a taka, \u017ce elektron nie zosta\u0142 wybity, lecz tylko wzbudzony, to przejdzie on do stan\u00f3w o ni\u017cszej energii trac\u0105c energi\u0119 i wzbudzaj\u0105c drgania termiczne sieci krystalicznej metalu.<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> Jak zmienia si\u0119 ogniskowa w oku cz\u0142owieka a jak w oku zwierz\u0119cia?<\/p>\n

Odpowiada dr hab. Krzysztof Szyma\u0144ski i dr hab. Eugeniusz \u017bukowski:<\/b>
\nDzia\u0142anie oka ssak\u00f3w i ptak\u00f3w oparte jest o uk\u0142ad rog\u00f3wki, cieczy wodnistej, soczewki i cia\u0142a szklistego. Soczewka jest elementem o zmiennych promieniach krzywizny umo\u017cliwiaj\u0105cych tzw. akomodacj\u0119 oka, czyli zdolno\u015b\u0107 do ostrego widzenia przy r\u00f3\u017cnych odleg\u0142o\u015bciach. Zdolno\u015b\u0107 skupiaj\u0105ca oka cz\u0142owieka wynosi od oko\u0142o 70 dioptrii do oko\u0142o 58 dioptrii, co oznacza, \u017ce ogniskowa mo\u017ce si\u0119 zmienia\u0107 od oko\u0142o 14 milimetr\u00f3w do oko\u0142o 17 milimetr\u00f3w.
\nRozmiary r\u00f3\u017cnych element\u00f3w oka oraz zdolno\u015b\u0107 akomodacji nie jest wielko\u015bci\u0105 precyzyjnie ustalon\u0105 i zale\u017c\u0105 od wieku, np. zdolno\u015b\u0107 ostrego widzenia z bliskiej odleg\u0142o\u015bci u m\u0142odych os\u00f3b wynosi \u015brednio oko\u0142o 10 cm natomiast u os\u00f3b po 60 roku \u017cycia oko\u0142o 1 metra.
\nOgniskowa oka jest por\u00f3wnywalna z rozmiarami ga\u0142ki ocznej. W przypadku ma\u0142ych ga\u0142ek ocznych zwierz\u0105t, wielko\u015bci ogniskowych b\u0119d\u0105 odpowiednio mniejsze w por\u00f3wnaniu z tymi, podanymi dla cz\u0142owieka.
\nRyby i p\u0142azy uzyskuj\u0105 zdolno\u015b\u0107 akomodacji oka poprzez przesuwanie soczewki do przodu i do ty\u0142u, przez co zmienia si\u0119 odleg\u0142o\u015b\u0107 soczewki od siatk\u00f3wki.<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> Czy wysoka temperatura ma jaki\u015b wp\u0142yw na magnetyzm ziemi?<\/p>\n

Odpowiada dr hab. Krzysztof Szyma\u0144ski:<\/b>
\nPytanie jest nieprecyzyjne. Spr\u00f3bujmy kr\u00f3tko om\u00f3wi\u0107 zjawisko powstawania pola magnetycznego Ziemi. Pole magnetyczne Ziemi powstaje w wyniku skomplikowanych oddzia\u0142ywa\u0144 zachodz\u0105cych pomi\u0119dzy:
\n– przep\u0142ywami materii oraz pr\u0105d\u00f3w elektrycznych w ciek\u0142ym j\u0105drze zewn\u0119trznym
\n– j\u0105drem wewn\u0119trznym, kt\u00f3re jest przewodz\u0105ce i zestalone; sk\u0142ada si\u0119 g\u0142\u00f3wnie z \u017celaza i niklu
\n– ruchem obrotowym Ziemi
\n– mechanizmami generacji i przep\u0142ywu ciep\u0142a w j\u0105drze
\nM\u00f3wi\u0105c najog\u00f3lniej, pole magnetyczne Ziemi powstaje z powodu ruch\u00f3w konwekcyjnych w p\u0142ynnym, zewn\u0119trznym j\u0105drze Ziemi. Temperatura wewn\u0105trz j\u0105dra wp\u0142ywa na w\u0142asno\u015bci fizyczne przep\u0142ywaj\u0105cej materii, g\u0142\u00f3wnie poprzez zmiany lepko\u015bci j\u0105dra zewn\u0119trznego oraz procesy krystalizacji \u017celaza i niklu na granicy j\u0105dra wewn\u0119trznego i zewn\u0119trznego. Tak wi\u0119c temperatura wn\u0119trza Ziemi ma wp\u0142yw na pole magnetyczne Ziemi.
\nTemperatura we wn\u0119trzu Ziemi jest tak wysoka, \u017ce nie wytwarza si\u0119 tam \u017caden rodzaj uporz\u0105dkowania ferromagnetycznego, np. takiego, jakie obserwujemy w magnesie neodymowym.
\nTemperatura na powierzchni Ziemi, a wi\u0119c wp\u0142yw klimatu na magnetyzm Ziemi jest pomijalny. Wynika to z mechanizm\u00f3w powstawania pola magnetycznego Ziemi.<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> M\u00f3j znajomy twierdzi, \u017ce efektu przesuni\u0119cia ku czerwieni nie da si\u0119 pogodzi\u0107 z tym, \u017ce \u015bwiat\u0142o porusza si\u0119 ze sta\u0142\u0105 pr\u0119dko\u015bci\u0105. Ja twierdz\u0119, \u017ce tak. Kto Pa\u0144stwa zdaniem ma racj\u0119?<\/p>\n

Odpowiada dr hab. Krzysztof Szyma\u0144ski:<\/b>
\nTak przesuni\u0119cie ku czerwieni \u015bwiat\u0142a jak i sta\u0142a pr\u0119dko\u015b\u0107 \u015bwiat\u0142a w pr\u00f3\u017cni s\u0105 faktami eksperymentalnymi potwierdzonymi z wielk\u0105 precyzj\u0105.<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> Sk\u0105d si\u0119 bior\u0105 we Wszech\u015bwiecie pierwiastki ci\u0119\u017csze od \u017celaza?<\/p>\n

Odpowiada dr Marek Niko\u0142ajuk:<\/b>
\nPierwotna nukleosynteza zachodz\u0105ca w czasie Wielkiego Wybuchu od oko\u0142o 10 sekundy, a przed up\u0142ywem 5 minut od Wielkiego Wybuchu, tworzy pierwiastki lekkie takie jak wod\u00f3r, deuter, tryt, hel, oraz \u015bladowe ilo\u015bci litu i berylu.
\nPierwiastki ci\u0119\u017csze (ale nie ci\u0119\u017csze od \u017celaza) powstaj\u0105 w j\u0105drach gwiazd. Powstaje zatem pytanie: sk\u0105d si\u0119 bior\u0105 pierwiastki ci\u0119\u017csze od \u017celaza? Mamy przecie\u017c na Ziemi z\u0142oto, srebro, o\u0142\u00f3w.
\nOdpowied\u017a: podczas wybuch\u00f3w supernowych, w umieraj\u0105cych gwa\u0142townie gwiazdach.
\nZa ich produkcj\u0119 odpowiedzialne s\u0105 zachodz\u0105ce wtedy procesy, zwane s, r, p oraz rp. S\u0105 to procesy fotodezintegracji czyli wychwytu proton\u00f3w lub neutron\u00f3w (kilku) przez j\u0105dra \u017celaza, kt\u00f3re nast\u0119pnie ulegaj\u0105 rozpadowi radioaktywnemu beta.
\nNp. Fe(56) + 8*neutron -> (64)Fe,
\nFe(64) -> (64)Co + elektron + neutrino -> ….. -> (64)Zn + elektron + neutrino
\nI tak powstaje cynk o liczbie masowej Z=64.<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> Czy zegary atomowe, rozmieszczone w r\u00f3\u017cnych punktach na ziemi, chodz\u0105 wzgl\u0119dem siebie jednakowo? A dok\u0142adniej, czy s\u0105 momenty, w kt\u00f3rych wzgl\u0119dem siebie potrafi\u0105 si\u0119 czasem spieszy\u0107, a czasem p\u00f3\u017ani\u0107?<\/p>\n

Odpowiada dr hab. Piotr Jaranowski i dr hab. Krzysztof Szyma\u0144ski:<\/b>
\nZachowanie si\u0119 zegar\u00f3w w polu grawitacyjnym opisuje og\u00f3lna teoria wzgl\u0119dno\u015bci Einsteina. Zgodnie z t\u0105 teori\u0105 grawitacja powoduje zakrzywienie czasoprzestrzeni (przez czasoprzestrze\u0144 rozumiemy zbi\u00f3r wszystkich zdarze\u0144, z kt\u00f3rych ka\u017cde scharakteryzowane jest przez punkt w przestrzeni, gdzie si\u0119 ono wydarza, oraz przez chwil\u0119 czasu, w kt\u00f3rej zdarzenie ma miejsce). Zakrzywienie czasoprzestrzeni powoduje, ze przestrze\u0144 staje si\u0119 nieeuklidesowa, tzn. nie jest jednorodna i izotropowa, za\u015b czas staje si\u0119 przestrzennie niejednorodny.
\nTo ostatnie stwierdzenie (o czasie) zwi\u0105zane jest z tym, \u017ce w silnym polu grawitacyjnym dowolny proces periodyczny przebiega wolniej ni\u017c w miejscu, gdzie pole grawitacyjne jest s\u0142absze. Poniewa\u017c zegar atomowy jest urz\u0105dzeniem mierz\u0105cym liczb\u0119 cykli pewnego procesu periodycznego (zachodz\u0105cego wewn\u0105trz atomu), dlatego taki zegar umieszczony w silnym polu grawitacyjnym b\u0119dzie si\u0119 p\u00f3\u017ani\u0107 w por\u00f3wnaniu z identycznym zegarem znajduj\u0105cym si\u0119 w s\u0142abszym polu grawitacyjnym.
\nWyobra\u017amy sobie dwie osoby, z kt\u00f3rych pierwsza wi\u0119ksz\u0105 cz\u0119\u015b\u0107 \u017cycia sp\u0119dza na parterze wysokiego budynku, druga natomiast wci\u0105\u017c przesiaduje w swoim mieszkaniu po\u0142o\u017conym na wysoko\u015bci powiedzmy 100 metr\u00f3w powy\u017cej poziomu gruntu. W\u00f3wczas pierwsza osoba b\u0119dzie starza\u0142a si\u0119 nieco wolniej w por\u00f3wnaniu z t\u0105 drug\u0105.
\nJe\u015bli dwa zegary znajduj\u0105 si\u0119 w spoczynku wzgl\u0119dem siebie, to zawsze ten, kt\u00f3ry znajduje si\u0119 w silniejszym polu grawitacyjnym (powiedzmy na powierzchni Ziemi) b\u0119dzie si\u0119 sp\u00f3\u017ania\u0107 w stosunku do tego, kt\u00f3ry jest umieszczony w s\u0142abszym polu grawitacyjnym (np. na satelicie kr\u0105\u017c\u0105cym wok\u00f3\u0142 Ziemi).
\nDodajmy jeszcze, \u017ce zegary umieszczone na satelitach telekomunikacyjnych s\u0105 co pewien czas korygowane z powodu ich nier\u00f3wnomiernej pracy. Niejednakowy ch\u00f3d zegar\u00f3w nie jest wynikiem ich niedok\u0142adno\u015bci, lecz efektem nier\u00f3wnomiernego p\u0142yni\u0119cia czasu.<\/p>\n

Autor pytania, cd.<\/u>:<\/b>
\nDzi\u0119kuj\u0119 za odpowied\u017a. Przyznam, \u017ce takiej odpowiedzi si\u0119 w sumie spodziewa\u0142em. Zada\u0142em to pytanie, bo ciekawi mnie, czy jest jaki\u015b projekt, kt\u00f3ry wykorzystuje to zjawisko w prognozowaniu pogody, np. z wykorzystaniem siatki takich zegar\u00f3w atomowych rozmieszczonych jak najg\u0119\u015bciej na ca\u0142ym globie. Mo\u017cliwe, \u017ce myl\u0119 poj\u0119cia, ale wydaje mi si\u0119, \u017ce powinna by\u0107 jaka\u015b korelacja w tym jak te zegary “tykaj\u0105”, a zjawiskami atmosferycznymi. Bo je\u015bli dobrze my\u015bl\u0119, to np. tworz\u0105cy si\u0119 cyklon powinien posiada\u0107 jak\u0105\u015b energi\u0119, a energia jak wiadomo jest r\u00f3wnowa\u017cna masie, czyli powinno mie\u0107 to prze\u0142o\u017cenie na zwi\u0119kszon\u0105 grawitacj\u0119 takiego miejsca, a tym samym na spowolnienie zegara atomowego znajduj\u0105cego si\u0119 w tym miejscu, wzgl\u0119dem innego, po\u0142o\u017conego w innym miejscu.
\nDa\u0142oby to tym samym mo\u017cliwo\u015b\u0107 przewidywania tego, jak taki cyklon b\u0119dzie si\u0119 kszta\u0142towa\u0142, w oparciu w\u0142a\u015bnie o r\u00f3\u017cnice we wskazaniach tych zegar\u00f3w wzgl\u0119dem siebie.
\nCzy ma to jaki\u015b sens? Je\u015bli nie, to b\u0119d\u0119 wdzi\u0119czny za wyprowadzenie mnie z b\u0142\u0119du.<\/p>\n

Autorzy odpowiedzi<\/u>:<\/b> To ma sens i warto nad tym my\u015ble\u0107.
\nale, … z ka\u017cd\u0105 energi\u0105 nale\u017cy oczekiwa\u0107 modyfikacji geometrii przestrzeni. Tyle \u017ce mog\u0105 to by\u0107 efekty bardzo ma\u0142e. Jest wiele czynnik\u00f3w, kt\u00f3re modyfikacje geometrii czasoprzestrzeni wprowadzaj\u0105 w znacznie wi\u0119kszym stopniu, np. niejednorodno\u015bci przyspieszenia ziemskiego spowodowane niejednorodno\u015bciami g\u0119sto\u015bci gruntu, przyp\u0142ywy i odp\u0142ywy, niejednostajny obr\u00f3t Ziemi i wiele innych.<\/p>\n

Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
\n

<\/a>
\nPytanie:<\/b> Sk\u0105d wiemy \u017ce ziemia jest w ruchu?<\/p>\n

Odpowiada dr Marek Niko\u0142ajuk i dr hab. Krzysztof Szyma\u0144ski:<\/b>
\nJest kilka efekt\u00f3w \u015bwiadcz\u0105cych o tym, \u017ce Ziemia jest w ruchu. Mo\u017cemy tu m\u00f3wi\u0107 o ruchu wirowym wok\u00f3\u0142 w\u0142asnej osi, o ruchu obiegowym wok\u00f3\u0142 S\u0142o\u0144ca, o ruchu S\u0142o\u0144ca wzgl\u0119dem naszej Galaktyki, czy wreszcie o ruchu Galaktyki wzgl\u0119dem innych galaktyk.
\nNajprostsze wyt\u0142umaczenie ruchu planet obserwowanych na niebosk\u0142onie Ziemskim podaje teoria heliocentryczna. Wed\u0142ug tej koncepcji to planety obiegaj\u0105 S\u0142o\u0144ce po orbitach eliptycznych. Obserwacje Merkurego, Wenus, Marsa, Jowisza oraz Saturna dokonane przez Miko\u0142aja Kopernika czy Tycho de Brahe, poddane interpretacji przez tego pierwszego, oraz Johannesa Keplera, \u015bwiadcz\u0105 o s\u0142uszno\u015bci teorii heliocentrycznej.
\nMo\u017cna tu dorzuci\u0107 obserwacje ksi\u0119\u017cyc\u00f3w Jowisza dokonane przez Galileusza, kt\u00f3re to razem z Jowiszem stanowi\u0105 miniaturk\u0119 Uk\u0142adu S\u0142onecznego.
\nProstszymi dowodami na ruch obiegowy Ziemi wok\u00f3\u0142 S\u0142o\u0144ca s\u0105:<\/p>\n

    \n
  1. zmiana p\u00f3r roku<\/li>\n
  2. zmiana wysoko\u015bci S\u0142o\u0144ca nad widnokr\u0119giem w ci\u0105gu roku<\/li>\n
  3. zmiana miejsca wschodu i zachodu S\u0142o\u0144ca w ci\u0105gu roku<\/li>\n
  4. zmiana widocznych gwiazdozbior\u00f3w na nocnym niebie.<\/li>\n<\/ol>\n

    Obserwowanymi dowodami na ruch wirowy Ziemi wok\u00f3\u0142 w\u0142asnej osi s\u0105:<\/p>\n

      \n
    1. obr\u00f3t p\u0142aszczyzny drga\u0144 wahad\u0142a Foucaulta<\/li>\n
    2. sp\u0142aszczenie Ziemi przy biegunach, tzn. dzia\u0142anie si\u0142y od\u015brodkowej powoduj\u0105ce “wypchn\u0119cie” obszar\u00f3w r\u00f3wnikowych na zewn\u0105trz, prostopadle do osi obrotu<\/li>\n
    3. pozorny ruch sfery niebieskiej<\/li>\n
    4. wyst\u0119powanie dnia i nocy<\/li>\n
    5. podmywanie brzeg\u00f3w rzek, co jest wynikiem dzia\u0142ania si\u0142y Coriolisa<\/li>\n<\/ol>\n

      Wiadomo, \u017ce S\u0142o\u0144ce porusza si\u0119 wzgl\u0119dem centrum naszej Galaktyki, oraz \u017ce Galaktyka porusza si\u0119 wzgl\u0119dem innych galaktyk. Dowodem eksperymentalnym s\u0105 tu pomiary anizotropii promieniowania reliktowego oraz przesuni\u0119cia dopplerowskie linii emisyjnych pierwiastk\u00f3w. S\u0142o\u0144ce porusza si\u0119 z pr\u0119dko\u015bci\u0105 oko\u0142o 220 km\/s wzgl\u0119dem centrum Galaktyki, natomiast pr\u0119dko\u015b\u0107 S\u0142o\u0144ca wzgl\u0119dem promieniowania reliktowego wynosi oko\u0142o 370km\/s.<\/p>\n

      Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
      \n

      <\/a>
      \nPytanie:<\/b> Czy s\u0105 jakie\u015b substancje, w kt\u00f3rych nie da si\u0119 zmieni\u0107 stanu skupienia?<\/p>\n

      Odpowiada dr hab. Miros\u0142aw Brewczyk i dr hab. Krzysztof Szyma\u0144ski:<\/b>
      \nPytanie jest do\u015b\u0107 z\u0142o\u017cone i z tego powodu trudno jest na nie odpowiedzie\u0107.
      \nPrzyjmijmy, \u017ce przez substancj\u0119 rozumiemy uk\u0142ad wielu jednakowych cz\u0105stek, np. atom\u00f3w lub cz\u0105steczek. Przyk\u0142adem mo\u017ce tu by\u0107 hel, woda, \u017celazo. Mo\u017cna te\u017c my\u015ble\u0107 o uk\u0142adzie wielu r\u00f3\u017cnych cz\u0105stek (mieszaniny lub zwi\u0105zki chemiczne) np. powietrze, chlorek sodu. W takich przypadkach do\u015bwiadczenie pokazuje, \u017ce zmiana temperatury czy ci\u015bnienia prowadzi do zmiany fazy termodynamicznej. Faza termodynamiczna jest czym\u015b og\u00f3lniejszym ni\u017c stan skupienia. Mog\u0105 bowiem istnie\u0107 odmiany alotropowe substancji (np. grafit i diament).
      \nOpr\u00f3cz wynik\u00f3w do\u015bwiadczalnych mo\u017cna przytoczy\u0107 argument oparty na teorii budowy materii. Stany r\u00f3wnowagi pomi\u0119dzy fazami termodynamicznymi opisywane s\u0105 r\u00f3wnaniami i nie wida\u0107 powod\u00f3w dla kt\u00f3rych r\u00f3wnania takie mia\u0142yby nie mie\u0107 rozwi\u0105za\u0144 fizycznych.
      \nJe\u015bli przez substancj\u0119 b\u0119dziemy rozumieli pewne szczeg\u00f3lne stany materii, np. bia\u0142ka, to pr\u00f3ba zmiany stanu skupienia (czy te\u017c fazy termodynamicznej) zwykle ko\u0144czy si\u0119 rozk\u0142adem tej substancji. A wi\u0119c s\u0105 pewne bia\u0142ka i polimery, kt\u00f3re wyst\u0119puj\u0105 tylko w jednej fazie termodynamicznej.
      \nJe\u015bli przez substancj\u0119 rozumiemy promieniowanie, pole elektryczne, pole magnetyczne lub pole grawitacyjne, to trudno tu wskaza\u0107 zmiany stanu skupienia cho\u0107 mo\u017ce mie\u0107 miejsce zmiana fazy termodynamicznej. Zaobserwowano ostatnio np. zjawisko kondensacji Bosego-Einsteina foton\u00f3w we wn\u0119ce optycznej, Nature 468, 545 (2010).<\/p>\n

      Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
      \n

      <\/a>
      \nPytanie:<\/b> Czy rozp\u0119dzenie przedmiotu np. w pr\u00f3\u017cni do pr\u0119dko\u015bci przekraczaj\u0105cej pr\u0119dko\u015b\u0107 \u015bwiat\u0142a jest technicznie niewykonalne? I gdyby hipotetycznie to nast\u0105pi\u0142o to jakie by by\u0142y tego skutki?<\/p>\n

      Odpowiada dr hab. Krzysztof Szyma\u0144ski:<\/b>
      \nRozp\u0119dzanie obiekt\u00f3w obdarzonych mas\u0105 jest przeprowadzane na co dzie\u0144 w urz\u0105dzeniach zwanych synchrotronami. Rozp\u0119dzanie skutkuje przyrostem energii, natomiast pr\u0119dko\u015b\u0107 nie przekracza nigdy pr\u0119dko\u015bci \u015bwiat\u0142a. Np. w 1975 r. rozp\u0119dzono elektrony do energii 15 GeV. Jest to energia kinetyczna rz\u0119du 30000 energii spoczynkowych elektronu! Elektrony te mia\u0142y pr\u0119dko\u015b\u0107 o 60 m\/s mniejsz\u0105 od pr\u0119dko\u015bci \u015bwiat\u0142a. Nie mo\u017cemy tu wi\u0119c m\u00f3wi\u0107 o niewykonalno\u015bci technicznej. To Prawa Przyrody nie pozwalaj\u0105 na przekroczenie pr\u0119dko\u015bci \u015bwiat\u0142a.
      \nFizyka nie zajmuje si\u0119 odpowiedzi\u0105 na pytanie dotycz\u0105ce sytuacji, w kt\u00f3rych \u0142amane s\u0105 Prawa Przyrody.<\/p>\n

      Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
      \n

      <\/a>
      \nPytanie:<\/b> Ze wzoru E=mc2 wynika r\u00f3wnowa\u017cno\u015b\u0107 energii i masy. Czy za\u0142o\u017cenie, \u017ce ca\u0142kowita masa Wszech\u015bwiata wykreowana zosta\u0142a z Energii Pierwotnej jest zasadne?<\/p>\n

      Odpowiada dr Marek Niko\u0142ajuk:<\/b>
      \nOdpowied\u017a na to pytanie zale\u017cy od przyj\u0119tej definicji “Energii Pierwotnej”. Co to jest i co to oznacza? Je\u017celi Energia Pierwotna oznacza ca\u0142kowit\u0105 energi\u0119 (a poprzez wz\u00f3r E=mc2 r\u00f3wnie\u017c ca\u0142kowit\u0105 materi\u0119) zawart\u0105 w naszym Wszech\u015bwiecie to odpowied\u017a brzmi “TAK”. Zgodnie z nasz\u0105 przyj\u0119t\u0105 definicj\u0105, tak najpro\u015bciej rzecz ujmuj\u0105c Energia Pierwotna = materia barionowa + ciemna energia + fotony. Wtedy to materia (barionowa + ciemna) zawarta we Wszech\u015bwiecie zosta\u0142y wyprodukowane z pierwotnej Energii.
      \nJe\u017celi jednak dopu\u015bcimy mo\u017cliwo\u015b\u0107 wykreowania \u015bwiat\u00f3w r\u00f3wnoleg\u0142ych podczas Wielkiego Wybuchu, to wtedy Energia Pierwotna wcale nie musi si\u0119 r\u00f3wna\u0107 energii – materii jaka jest w naszym Wszech\u015bwiecie.<\/p>\n

      Odpowiada dr hab. Micha\u0142 Spali\u0144ski:<\/b>
      \nNie wiem, co Osoba Zadaj\u0105ca Pytanie ma na my\u015bli przez “energi\u0119 pierwotn\u0105”. Obecnie nie wiemy nawet na ile mo\u017cemy m\u00f3wi\u0107 o “pocz\u0105tku” Wszech\u015bwiata. Moja odpowied\u017a b\u0119dzie oparta na obecnie najbardziej prawdopodobnie wygl\u0105daj\u0105cej hipotezie, kt\u00f3ra jest zgodna ze wszystkim, co wiemy o Wszech\u015bwiecie, ale jest raczej hipotez\u0105 ni\u017c ugruntowan\u0105 teori\u0105. Hipoteza ta nazywa si\u0119 “Wieczn\u0105 Inflacj\u0105”.
      \nObraz globalnej ewolucji Wszech\u015bwiata jaki z niej wynika jest nast\u0119puj\u0105cy: to co nazywamy potocznie Wszech\u015bwiatem, jest male\u0144kim kawa\u0142kiem czego\u015b znacznie wi\u0119kszego. “Nasz Wszech\u015bwiat” (podobnie jak wiele, wiele innych) powsta\u0142 jako b\u0105belek w tym “Multiwersum” i gwa\u0142townie ur\u00f3s\u0142, praktycznie wybuch\u0142 \u2013 pewne \u015blady tego s\u0105 do dzi\u015b widoczne, st\u0105d m\u00f3wimy o Wielkim Wybuchu. Ta “eksplozja” nazywa si\u0119 inflacj\u0105 kosmologiczn\u0105 i jej ko\u0144cowy etap wi\u0105\u017c\u0119 si\u0119 konwersj\u0105 energii zmagazynowanej w pr\u00f3\u017cni tego b\u0105belka w mas\u0119 cz\u0105stek elementarnych, kt\u00f3re jako gor\u0105ca zupa wype\u0142ni\u0142y Nasz Wszech\u015bwiat na najwcze\u015bniejszych etapach, kt\u00f3re poddaj\u0105 si\u0119 naszej analizie (mam tu na my\u015bli histori\u0119 Naszego Wszech\u015bwiata od momentu, gdy uzasadnione wydaje si\u0119 by\u0107 zaniedbanie efekt\u00f3w kwantowo-grawitacyjnych).
      \nTak wi\u0119c, je\u015bli jako “pierwotn\u0105 energi\u0119” rozumie\u0107 energi\u0119 inflacyjnej pr\u00f3\u017cni, to odpowied\u017a na zadane pytanie brzmia\u0142aby: Tak.<\/p>\n

      Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
      \n

      <\/a>
      \nPytanie:<\/b> Czy gwiazdy neutronowe \u015bwiec\u0105 \u015bwiat\u0142em widzialnym? Je\u015bli tak, to jaki jest mechanizm tego \u015bwiecenia?<\/p>\n

      Odpowiada dr Marek Niko\u0142ajuk:<\/b>
      \nGwiazdy neutronowe powinny by\u0107 widoczne w \u015bwietle widzialnym. Temperatura powierzchni kilka lat po utworzeniu si\u0119 gwiazdy neutronowej spada do oko\u0142o 1 miliona stopni Celsjusza. Gwiazda neutronowa emituje g\u0142\u00f3wnie promieniowanie rentgena oraz gamma, wysy\u0142a silne promieniowanie korpuskularne, emituje neutrina, posiada bardzo du\u017ce pole magnetyczne oraz elektryczne (silne wy\u0142adowania).
      \nZ racji tego, \u017ce gwiazda neutronowa emituje tyle samo foton\u00f3w w ka\u017cdym zakresie promieniowania widzialnego (kolor czerwony, \u017c\u00f3\u0142ty, zielony, niebieski, fioletowy) wi\u0119c nie ma wyr\u00f3\u017cnionej barwy, w kt\u00f3rej emisja jest najmocniejsza. Tym samym gwiazda neutronowa powinna wygl\u0105da\u0107 na bia\u0142\u0105 w \u015bwietle widzialnym.
      \nPromieniowanie z powierzchni gwiazdy neutronowej mo\u017cna uwa\u017ca\u0107 za promieniowanie termiczne, jakkolwiek sam mechanizm ch\u0142odzenia gwiazdy neutronowej nie jest procesem termicznym. Innymi s\u0142owy, gwiazda neutronowa ch\u0142odzi si\u0119, jej temperatura powierzchni to ok. miliona stopni Celsjusza i \u015bwieci g\u0142\u00f3wnie w zakresie promieniowania X oraz gamma. Troch\u0119 tego promieniowania przypada na zakres widzialny.
      \nPytanie, c.d.:<\/b> Rozumiem zatem, \u017ce wzbudzenie termiczne zachodzi w warstwie \u017celaza, kt\u00f3ra stanowi atmosfer\u0119 gwiazdy neutronowej. \u0179r\u00f3d\u0142em promieniowania \u015bwietlnego s\u0105 wzbudzone elektrony. Czy tak?<\/p>\n

      Odpowiada dr Micha\u0142 Bejger i dr Marek Niko\u0142ajuk:<\/b>
      \nOczywi\u015bcie na wszystko jest odpowied\u017a prosta i trudna (czyli “\u017cycie jest skomplikowane”). Fotony optyczne pochodz\u0105 z ogona rozk\u0142adu termicznego promieniowania cia\u0142a czarnego, kt\u00f3rego maksimum wypada w X-ach (dla typowej temperatury powierzchni gwiazdy ~10^6 K). Zatem jest to promieniowanie termiczne si\u0119gaj\u0105ce optyki.
      \nDruga sprawa jest taka, \u017ce wcale nie wiadomo, czy na powierzchni to \u017celazo – r\u00f3wnie dobrze mo\u017ce to by\u0107 mieszanka wodoru i helu, albo w\u0119gla i tlenu pochodz\u0105cego z zaakreowanej materii towarzysza np. bia\u0142ego kar\u0142a, olbrzyma.<\/p>\n

      Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
      \n

      <\/a>
      \nPytanie:<\/b> Mamy dwie sytuacje:
      \n1) Samoch\u00f3d osobowy uderza w stoj\u0105cy autobus
      \n2) Autobus uderza w stoj\u0105cy samoch\u00f3d osobowy.
      \nZak\u0142adamy oczywi\u015bcie identyczne warunki w obu sytuacjach (pr\u0119dko\u015b\u0107, mas\u0119, spos\u00f3b uderzenia itp), pomijamy opory powietrza i toczenia. Pytanie brzmi: kt\u00f3ra sytuacja jest gorsza z punktu widzenia bezpiecze\u0144stwa dla kierowcy samochodu osobowego? Ja twierdz\u0119, \u017ce nie ma r\u00f3\u017cnicy, ale koledzy mi nie wierz\u0105:).<\/p>\n

      Odpowiada dr hab. Krzysztof Szyma\u0144ski:<\/b>
      \nW pytaniu mieszaj\u0105 si\u0119 dwie sprawy, bezpiecze\u0144stwo kierowcy i upraszczaj\u0105ce za\u0142o\u017cenia dotycz\u0105ce pewnego teoretycznego modelu.
      \nJe\u015bli rozpatrzymy sytuacj\u0119 opisan\u0105 w punkcie 2 i b\u0119dziemy jecha\u0107 samochodem np. policyjnym po pasie jezdni razem z autobusem, to w uk\u0142adzie samochodu policyjnego autobus stoi a naje\u017cd\u017ca samoch\u00f3d osobowy. Ta sama sytuacja fizyczna, a w r\u00f3\u017cnych uk\u0142adach poj\u0119cie \u201estoj\u0105cy\u201d jest r\u00f3\u017cne! Je\u015bli wi\u0119c pominiemy takie zjawiska jak tarcie, opory ruchu, to zderzenia opisywane w punkcie 1 i 2 r\u00f3\u017cni\u0105 si\u0119 tylko uk\u0142adem odniesienia i wydzielona podczas zderzenia energia b\u0119dzie taka sama. Mo\u017cna si\u0119 zatem spodziewa\u0107, \u017ce w rozs\u0105dnych granicach skutki zderzenia opisywanego w punkcie 1 i 2 b b\u0119d\u0105 podobne. Trudno si\u0119 natomiast zgodzi\u0107 z tym, \u017ceby sytuacja kierowcy z punktu bezpiecze\u0144stwa by\u0142a identyczna. Zdarzenie opisywane w punkcie 1 i 2 nie b\u0119dzie przebiega\u0107 identycznie, cho\u0107by z tego powodu, \u017ce odbywa si\u0119 z udzia\u0142em tarcia. Trudno jest zatem prze\u0142o\u017cy\u0107 niewielkie zmiany na bezpiecze\u0144stwo kierowcy. Dop\u00f3ki nie przedstawi si\u0119 problemu w spos\u00f3b precyzyjny (a zatem ilo\u015bciowy, przy u\u017cyciu wielko\u015bci liczbowych), trzeba obu stronom przyzna\u0107 troch\u0119 racji.<\/p>\n

      Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
      \n

      <\/a>
      \nPytanie:<\/b> Dlaczego przyj\u0119to, \u017ce jedna sekunda odpowiada 9 192 631 770 okresom promieniowania? Czy nie mo\u017cna zwi\u0119kszy\u0107 ilo\u015bci okres\u00f3w w celu wyeliminowania konieczno\u015bci dodawania sekundy przest\u0119pnej?<\/p>\n

      Odpowiada dr hab. Krzysztof Szyma\u0144ski:<\/b>
      \nAktualna definicja sekundy w uk\u0142adzie SI zosta\u0142a wprowadzona w roku 1967. Przed tym rokiem sekund\u0119 definiowano jako 1\/31,556,925.9747 roku zwrotnikowego 1900. Po wynalezieniu zegar\u00f3w atomowych okaza\u0142o si\u0119 tak zdefiniowana sekunda jest r\u00f3wna 9,192,631,770 \u00b1 20 cyklom cezowego zegara atomowego. Mo\u017cna o tym przeczyta\u0107 w artykule W. Markowitz and R. Glenn Hall, L. Essen and J. V. L. Parry, “Frequency of Cesium in Terms of Ephemeris Time”, Phys. Rev. Lett. 1, 105\u2013107 (1958). Poniewa\u017c pomiar przy u\u017cyciu zegara atomowego by\u0142 dok\u0142adniejszy ni\u017c pomiar na podstawie d\u0142ugo\u015bci roku 1900, przyj\u0119to now\u0105 definicj\u0119 w taki spos\u00f3b, by by\u0142a ona najbardziej zgodna ze star\u0105 definicj\u0105. St\u0105d liczba ‘9 192 631 770’.<\/p>\n

      Dodawanie sekundy przest\u0119pnej wynika z r\u00f3\u017cnic pomi\u0119dzy przyj\u0119t\u0105 definicj\u0105 a faktyczn\u0105 d\u0142ugo\u015bci\u0105 roku astronomicznego. D\u0142ugo\u015b\u0107 roku astronomicznego nie jest wielko\u015bci\u0105 precyzyjnie okre\u015blon\u0105 i mo\u017ce si\u0119 zmienia\u0107. Dlatego s\u0105dz\u0119, \u017ce zawsze b\u0119dzie wyst\u0119powa\u0107 konieczno\u015b\u0107 korekty, bo zegary atomowe chodz\u0105 znacznie dok\u0142adniej ni\u017c okresy periodycznych zjawisk astronomicznych.
      \nM\u00f3wi\u0105c inaczej, zmiana definicji nie zagwarantuje konieczno\u015bci korekty i dlatego nikt si\u0119 na tak\u0105 zmian\u0119 nie zdecyduje.
      \nMo\u017cliwe, \u017ce po wynalezieniu nowej metody jeszcze lepszego wyznaczania czasu nast\u0105pi zmiana definicji sekundy (pojawi si\u0119 nowa liczba jakich\u015b cykli) i wtedy by\u0107 mo\u017ce nast\u0105pi lepsze dopasowanie definicji do d\u0142ugo\u015bci roku. Ale i wtedy b\u0119dziemy mieli efekt r\u00f3\u017cnej d\u0142ugo\u015bci lat i powstan\u0105 tabele w kt\u00f3rych przeczytamy ile sekund mia\u0142y poszczeg\u00f3lne lata.<\/p>\n

      Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
      \n

      <\/a>
      \nPytanie:<\/b> Gdybym w tym momencie by\u0142 oddalony od ziemi o kilkaset lat \u015bwietlnych zapewne zobaczy\u0142 bym jej przesz\u0142o\u015b\u0107… zatem gdybym od pocz\u0105tku wielkiego wybuchu, od pocz\u0105tku samego czasu, pod\u0105\u017ca\u0142 razem z pr\u0119dko\u015bci\u0105 rozchodzenia si\u0119 \\’fali\\’ wybuchu i bym si\u0119 odwr\u00f3ci\u0142 najprawdopodobniej zobaczy\u0142bym nic?<\/p>\n

      Odpowiada dr hab. Krzysztof Szyma\u0144ski:<\/b>
      \nIstotnie, ogl\u0105danie Ziemi z du\u017cej odleg\u0142o\u015bci, podobnie jak ogl\u0105danie z Ziemi odleg\u0142ych obszar\u00f3w daje informacj\u0119 o w\u0142asno\u015bciach uk\u0142adu z przesz\u0142o\u015bci. W taki spos\u00f3b badana jest przesz\u0142o\u015b\u0107 odleg\u0142ych obszar\u00f3w Wszech\u015bwiata.
      \nDruga cz\u0119\u015b\u0107 pytania nie jest zupe\u0142nie precyzyjna. Po pierwsze, \u017caden obiekt posiadaj\u0105cy mas\u0119 nie mo\u017ce porusza\u0107 si\u0119 tak szybko jak promieniowanie elektromagnetyczne. Po drugie, Wszech\u015bwiat nie ma granic, pomimo, \u017ce jest sko\u0144czony. Zatem Wszech\u015bwiat ogl\u0105dany z dowolnego miejsca jest taki sam. Tak si\u0119 nam obecnie wydaje.<\/p>\n

      Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
      \n

      <\/a>
      \nPytanie:<\/b> Od czego zale\u017cy jako\u015b\u0107 \u017car\u00f3wki?<\/p>\n

      Odpowiada dr hab. Krzysztof Szyma\u0144ski:<\/b>
      \n\u017bar\u00f3wka wysy\u0142a \u015bwiat\u0142o z powodu wysokiej temperatury w\u0142\u00f3kna utrzymywanej przez przep\u0142ywaj\u0105cy pr\u0105d. W wysokiej temperaturze \u0142atwo zachodz\u0105 procesy utleniania w\u0142\u00f3kna wolframowego. Z tego powodu \u017car\u00f3wka, w zale\u017cno\u015bci od jej typu, jest wype\u0142niona odpowiednim gazem pod zmniejszonym ci\u015bnieniem. Jako\u015b\u0107 \u017car\u00f3wki zale\u017cy g\u0142\u00f3wnie od jej szczelno\u015bci.<\/p>\n

      Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
      \n

      <\/a>
      \nPytanie:<\/b> Dlaczego pr\u0119dko\u015b\u0107 \u015bwiat\u0142a w pr\u00f3\u017cni oznaczamy liter\u0105 c?<\/p>\n

      Odpowiada dr hab. Krzysztof Szyma\u0144ski:<\/b>
      \nPr\u0119dko\u015b\u0107 \u015bwiat\u0142a jest bardzo wa\u017cn\u0105 wielko\u015bci\u0105 pojawiaj\u0105c\u0105 si\u0119 w najr\u00f3\u017cniejszych dziedzinach nauki i przyj\u0119\u0142o si\u0119 j\u0105 oznacza\u0107 liter\u0105 \u201dc\u201d. Tw\u00f3rca szczeg\u00f3lnej teorii wzgl\u0119dno\u015bci A. Einstein w swojej pracy z 1905 r pt.\u201dON THE ELECTRODYNAMICS OF MOVING BODIES\u201d u\u017cy\u0142 takiego w\u0142a\u015bnie oznaczenia. R\u00f3wnie\u017c M. Planck w swojej pracy “Uber das Gesetz der Energieverteilung im Normalspectrum”, Ann. Phys. 4 (1901), 553\u2013 563, reprinted in PAV (ref. 19), Vol. 1, pp. 717\u2013 727; u\u017cywa\u0142 symbolu \u201dc\u201d na oznaczenie pr\u0119dko\u015bci \u015bwiat\u0142a.
      \nGeneza oznaczenia nie jest ca\u0142kiem jasna, ale m\u00f3wi si\u0119 o dw\u00f3ch koncepcjach: c jak “celeritas” (staro\u0142aci\u0144ska “pr\u0119dko\u015b\u0107”, st\u0105d te\u017c acceleration), spopularyzowa\u0142 to Asimov, albo c jak constant (bo najwcze\u015bniej u\u017cywa\u0142 tego Weber w kontek\u015bcie elektrodynamicznym).
      \nCo ciekawe, w roku 1905, w obu swych s\u0142ynnych pracach, Einstein u\u017cywa\u0142 oznaczenia V na pr\u0119dko\u015b\u0107 \u015bwiat\u0142a.<\/p>\n

      Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
      \n

      <\/a>
      \nPytanie:<\/b> Dlaczego powietrze nas nie zgniata? Przecie\u017c wa\u017cy ok.10t\/metr kwadratowy?<\/p>\n

      Odpowiada dr hab. Krzysztof Szyma\u0144ski:<\/b>
      \nOrganizmy maj\u0105 liczne otwory i powietrze dzia\u0142a na nie r\u00f3wnie\u017c od \u015brodka, podobnie jak na odkr\u0119con\u0105 butelk\u0119 po napojach. Powietrze zgniata przedmioty, kt\u00f3re s\u0105 puste w \u015brodku, szczelne i wypompowujemy z nich powietrze. Przyk\u0142adem mo\u017ce tu by\u0107 zgniatanie plastikowej butelki po napojach w czasie wypompowywania z niej powietrza lub nawet wysysania. Innym przyk\u0142adem jest zgniatanie pustej, zakr\u0119conej butelki po wstawieniu jej do lod\u00f3wki.<\/p>\n

      Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
      \n

      <\/a>
      \nPytanie:<\/b> Na czym polega widmowa klasyfikacja gwiazd?<\/p>\n

      Odpowiada dr Marek Niko\u0142ajuk:<\/b>
      \nPod koniec XIX wieku ludzie coraz bardziej pragn\u0119li wprowadzi\u0107 jaki\u015b podzia\u0142 w gwiazdach, poklasyfikowa\u0107 je tak aby mo\u017cna je by\u0142o por\u00f3wnywa\u0107 i bada\u0107 ich w\u0142a\u015bciwo\u015bci.
      \n\u015awiat\u0142o gwiazd docieraj\u0105ce do lunet i teleskop\u00f3w przepuszczano przez pryzmaty i siatki dyfrakcyjne. \u015awiat\u0142o takie rozszczepia\u0142o si\u0119 na barwy i ukazywa\u0142o obecno\u015b\u0107 ciemniejszych i ja\u015bniejszych pr\u0105\u017ck\u00f3w widocznych na kolorowym tle. By\u0142y to linie absorpcyjne oraz emisyjne pochodz\u0105ce od r\u00f3\u017cnych pierwiastk\u00f3w. Pierwiastki te emitowa\u0142y \u015bwiat\u0142o. Zacz\u0119to zatem grupowa\u0107 i klasyfikowa\u0107 gwiazdy na podstawie ich widma. Klasyfikacja gwiazd opiera\u0142a si\u0119 na przypisaniu kolejnych liter alfabetu widmom o okre\u015blonych cechach. I tak mieli\u015bmy gwiazdy A, B, C, …, T, W, X, Y, Z, AA, AB, .., BZ, itd. Literki te zacz\u0119to nazywa\u0107 typami widmowymi.
      \nW trakcie tych bada\u0144, prowadzonych g\u0142\u00f3wnie na Uniwersytecie Harwarda, okaza\u0142o si\u0119, \u017ce wiele z typ\u00f3w gwiazd jest niepotrzebnych, gdy\u017c r\u00f3\u017cnice pomi\u0119dzy ich widmami s\u0105 niewielkie. Tym samym powyrzucano niekt\u00f3re typy. Ale to jeszcze nie koniec.
      \nPo jakim\u015b czasie okaza\u0142o si\u0119, \u017ce r\u00f3\u017cnice w widmach gwiazd nie s\u0105 spowodowane ich r\u00f3\u017cnym sk\u0142adem chemicznym (mniej lub wi\u0119cej danego pierwiastka), ale odpowiedzialna za wszystko jest temperatura otoczenia w kt\u00f3rej sk\u0105pane by\u0142y pierwiastki – temperatura powierzchni gwiazdy. Temperatury te mog\u0105 by\u0107 tak wysokie jak 60 000 K, lub tak niskie jak 3000 K.
      \nOstatecznie zatem ustawiono typy gwiazd wed\u0142ug malej\u0105cej temperatury ich powierzchni. S\u0105 to typy: 0 – B – A – F – G – K \u2013 M.
      \nTyp G ma jeszcze dwa podtypy: R i N, typ K ma jeden podtyp S.
      \nGor\u0119tsza gwiazda ma typ widmowy bli\u017cej 0, zimniejsza gwiazda ma typ widmowy M.
      \nDodatkowo, aby uwypukli\u0107 te ma\u0142e, prawie ci\u0105g\u0142e zmiany pomi\u0119dzy typami wprowadzono cyfry od 0 do 9.
      \nPowinienem napisa\u0107 zatem:
      \n….,A0,A1,A2,A3,A4,A5,A6,A7,A8,A9,F0,F1,F2,F3,F4,F5,F6,F7,F8,F9,G0,G1,G2,….
      \nA propos nasze S\u0142o\u0144ce ma typ widmowy G2, a temperatura jego powierzchni (inaczej fotosfery) to oko\u0142o 5770 K. Natomiast typ widmowy Syriusza to A0, a Gwiazdy Polarnej \u2013 F8.<\/p>\n

      Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
      \n

      <\/a>
      \nPytanie:<\/b> Czy istnieje izolator magnes\u00f3w trwa\u0142ych?<\/p>\n

      Odpowiada dr hab. Krzysztof Szyma\u0144ski:<\/b>
      \nTak, takim izolatorem, lub m\u00f3wi\u0105c precyzyjniej materia\u0142em, kt\u00f3ry ekranuje pole magnetyczne dowolnego \u017ar\u00f3d\u0142a, jest nadprzewodnik. Nadprzewodnik ma t\u0119 w\u0142a\u015bciwo\u015b\u0107, \u017ce nie wnika do niego pole magnetyczne, o ile nie przekracza pewnej warto\u015bci krytycznej, charakterystycznej dla danego nadprzewodnika. Mechanizm ekranowania polega na tym, \u017ce po powierzchni nadprzewodnika p\u0142yn\u0105 pr\u0105dy nadprzewodz\u0105ce. Rozk\u0142ad tych pr\u0105d\u00f3w jest taki, \u017ce pole magnetyczne wytwarzane przez nie sumuje si\u0119 do zera z polami wytwarzanymi przez \u017ar\u00f3d\u0142a zewn\u0119trzne, np. magnes trwa\u0142y. Nadprzewodnik i ekranowanie pola magnetycznego jest analogiem przewodnika i ekranowania pola elektrycznego.
      \nInnym sposobem cz\u0119\u015bciowego ekranowania pola magnetycznego jest u\u017cywanie ekran\u00f3w z cienkich blach metalowych ferromagnetyka o du\u017cej przenikalno\u015bci magnetycznej. Takie ekrany zmieniaj\u0105 rozk\u0142ad pola magnetycznego w przestrzeni, nie zapewniaj\u0105 jednak ca\u0142kowitego ekranowania.<\/p>\n

      Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
      \n

      <\/a>
      \nPytanie:<\/b> Powszechnie wiadomo \u017ce woda tworzy menisk wkl\u0119s\u0142y, rt\u0119\u0107 menisk wypuk\u0142y. Czy istnieje ciecz kt\u00f3ra tworzy p\u0142aski poziom?<\/p>\n

      Odpowiada dr hab. Krzysztof Szyma\u0144ski:<\/b>
      \nPytanie nie jest zupe\u0142nie precyzyjne.
      \nNapi\u0119cie powierzchniowe jest w\u0142asno\u015bci\u0105 granicy pomi\u0119dzy dwiema fazami, np. wod\u0105 i powietrzem lub wod\u0105 i szk\u0142em. Woda w rurce szklanej tworzy menisk wkl\u0119s\u0142y, natomiast woda w rurce teflonowej tworzy menisk wypuk\u0142y.
      \nJe\u015bli zaczniemy wydmuchiwa\u0107 wod\u0119 w cienkiej rurki szklanej, to zaobserwujemy zmniejszanie si\u0119 wkl\u0119s\u0142o\u015bci menisku, poziom p\u0142aski, a p\u00f3\u017aniej, przy dalszym wzro\u015bcie ci\u015bnienia utworzenie si\u0119 kropli, kt\u00f3ra b\u0119dzie mia\u0142a kszta\u0142t wypuk\u0142y. Tak wi\u0119c na przyk\u0142adzie cienkiej, szklanej rurki z wod\u0105 wida\u0107, \u017ce poziom p\u0142aski cieczy mo\u017cna utworzy\u0107.<\/p>\n

      Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
      \n

      <\/a>
      \nPytanie:<\/b> Czy mo\u017cna zwi\u0119kszy\u0107 napi\u0119cie powierzchniowe wody?<\/p>\n

      Odpowiada dr hab. Krzysztof Szyma\u0144ski:<\/b>
      \nPytanie nie jest zupe\u0142nie precyzyjne.
      \nNapi\u0119cie powierzchniowe jest w\u0142asno\u015bci\u0105 granicy pomi\u0119dzy dwiema fazami, np. wod\u0105 i powietrzem lub wod\u0105 i par\u0105 wodn\u0105. M\u00f3wimy wi\u0119c o napi\u0119ciu powierzchniowym granicy woda-powietrze. Napi\u0119cie powierzchniowe zale\u017cy od temperatury i zwykle maleje ze wzrostem temperatury. Zatem mo\u017cna si\u0119 spodziewa\u0107, \u017ce przy obni\u017caniu temperatury napi\u0119cie powierzchniowe uk\u0142adu woda-powietrze wzro\u015bnie.<\/p>\n

      Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
      \n

      <\/a>
      \nPytanie:<\/b> Czy energia j\u0105dra atomu, kt\u00f3ra wprawia w ruch elektrony jest wieczna? Czy wiadomo jak ona powsta\u0142a i czemu s\u0142u\u017cy ten odwieczny ruch elektron\u00f3w?<\/p>\n

      Odpowiada dr hab. Krzysztof Szyma\u0144ski:<\/b>
      \nMamy podstawowe prawo zachowania energii, co oznacza, ze jest ona wieczna. J\u0105dro i elektrony oddzia\u0142uj\u0105 kulombowsko i te oddzia\u0142ywania s\u0105 przyczyn\u0105 odpowiedniego zachowania si\u0119 elektron\u00f3w. W mikro\u015bwiecie nie ma si\u0142 tarcia i z tego powodu ruchy w naturalny spos\u00f3b s\u0105 wieczne, bo energia ca\u0142o\u015bci uk\u0142adu izolowanego pozostaje sta\u0142a. Analogi\u0105 jest tu wahad\u0142o klasyczne. Gdyby nie by\u0142o tarcia, waha\u0142oby si\u0119 wiecznie.
      \nW wyniku oddzia\u0142ywania j\u0105dra z elektronami i odpowiedniego ruchu elektron\u00f3w, w atomie powstaje m. in. moment magnetyczny – w\u0142asno\u015b\u0107, kt\u00f3ra odpowiada za istnienie ferromagnetyzmu (magnesy sta\u0142e, magnesy neodymowe). Innym przyk\u0142adem makroskopowego i wiecznego ruchu jest pr\u0105d w nadprzewodniku.
      \nW pytaniu mamy w\u0105tek filozoficzny – “Czemu s\u0142u\u017cy energia” – i fizyka takimi pytaniami w zasadzie si\u0119 nie zajmuje, podobnie jak pytaniami typu: dlaczego istnieje \u015awiat.<\/p>\n

      Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
      \n

      <\/a>
      \nPytanie:<\/b> Sk\u0105d wiadomo kt\u00f3ra jest godzina?<\/p>\n

      Odpowiada dr hab. Piotr Jaranowski:<\/b>
      \nNa tak postawione pytanie mo\u017cna odpowiedzie\u0107 na r\u00f3\u017cne sposoby. Ja odpowiadaj\u0105c skupi\u0119 si\u0119 na tym, \u017ce przyporz\u0105dkowanie jakiemu\u015b zdarzeniu pewnej liczby (owej “godziny” w pytaniu) jest w istocie kwesti\u0105 umowy i mo\u017ce by\u0107 zrobione na wiele (a nawet niesko\u0144czenie wiele) sposob\u00f3w. Takie przyporz\u0105dkowanie nazywa si\u0119 w fizyce ustaleniem wsp\u00f3\u0142rz\u0119dnej czasowej zdarzenia.
      \nDla ustalenia uwagi rozwa\u017cmy zdarzenie polegaj\u0105ce na przek\u0142uciu nadmuchanego balonika, czyli interesuje nas, o kt\u00f3rej godzinie \u00f3w balonik zosta\u0142 przek\u0142uty i p\u0119k\u0142. Spogl\u0105damy na zegarek i widzimy, \u017ce nast\u0105pi\u0142o to, powiedzmy o 13:13. Oznacza to, \u017ce zgodnie z obowi\u0105zuj\u0105cym na terenie Polski czasem urz\u0119dowym, balonik p\u0119k\u0142 o tej w\u0142a\u015bnie godzinie. Ale ju\u017c mieszkaniec Tokio stwierdzi, \u017ce ten sam balonik zosta\u0142 przek\u0142uty o godzinie 20:13 zgodnie ze wskazaniami jego tokijskich zegar\u00f3w. R\u00f3\u017cnica jest zwi\u0105zana z tym, \u017ce w r\u00f3\u017cnych miejscach na Ziemi r\u00f3\u017cne zdarzenia s\u0105 wybierane jako pocz\u0105tek doby – tym pocz\u0105tkiem jest, m\u00f3wi\u0105c niezbyt precyzyjnie, chwila nast\u0119puj\u0105ca 12 godzin przed momentem g\u00f3rowania S\u0142o\u0144ca nad danym miejscem na Ziemi. Czyli mo\u017cna na r\u00f3\u017cne sposoby wybra\u0107 pocz\u0105tek liczenia czasu.
      \nAle to tylko jeden z wielu powod\u00f3w, dla kt\u00f3rych jednemu i temu samemu zdarzeniu s\u0105 przyporz\u0105dkowane r\u00f3\u017cne wsp\u00f3\u0142rz\u0119dne czasowe. Innym powodem jest to, \u017ce zgodnie ze szczeg\u00f3ln\u0105 teori\u0105 wzgl\u0119dno\u015bci istnieje tyle r\u00f3\u017cnych wsp\u00f3\u0142rz\u0119dnych czasowych, ilu jest r\u00f3\u017cnych obserwator\u00f3w. Nale\u017cy to rozumie\u0107 tak, \u017ce je\u017celi dw\u00f3ch poruszaj\u0105cych si\u0119 wzgl\u0119dem siebie obserwator\u00f3w u\u017cywa identycznych zegar\u00f3w i obaj um\u00f3wi\u0105 si\u0119, \u017ce zaczn\u0105 liczy\u0107 czas od ustalonego (tego samego) zdarzenia, to ju\u017c innym zdarzeniom b\u0119d\u0105 oni przypisywa\u0107 r\u00f3\u017cni\u0105ce si\u0119 mi\u0119dzy sob\u0105 wsp\u00f3\u0142rz\u0119dne czasowe.
      \nWr\u00f3\u0107my do balonika. Mamy dw\u00f3ch obserwator\u00f3w: jeden stoi z balonikiem na peronie, drugi znajduje si\u0119 w poruszaj\u0105cym si\u0119 po prostym torze poci\u0105gu. Obaj umawiaj\u0105 si\u0119, ze za pocz\u0105tek liczenia czasu przyjmuje si\u0119 chwil\u0119, w kt\u00f3rej balonik zosta\u0142 ca\u0142kowicie nadmuchany. Obaj obserwatorzy pos\u0142uguj\u0105 si\u0119 identycznymi stoperami. Obserwator na peronie odczekuje, zgodnie ze wskazaniami swojego stopera, dok\u0142adnie 10 minut i przek\u0142uwa balonik. Je\u015bli pr\u0119dko\u015b\u0107 poci\u0105gu by\u0142aby ogromna (w istocie powinna by\u0107 por\u00f3wnywalna z pr\u0119dko\u015bci\u0105 \u015bwiat\u0142a w pr\u00f3\u017cni — dlatego opisywana przeze mnie sytuacja jest eksperymentem my\u015blowym, kt\u00f3rego nie da si\u0119 przeprowadzi\u0107 w rzeczywisto\u015bci) i obserwator w poci\u0105gu bardzo starannie okre\u015bli\u0142by moment przek\u0142ucia balonika, to wed\u0142ug wskaza\u0144 jego stopera nast\u0105pi\u0142oby to u\u0142amek sekundy po up\u0142yni\u0119ciu 10 minut. Zjawisko to jest nazywane dylatacj\u0105 czasu i zosta\u0142o potwierdzone w tysi\u0105cach prawdziwych (tzn. nie my\u015blowych) eksperyment\u00f3w.<\/p>\n

      Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
      \n

      <\/a>
      \nPytanie:<\/b> Jak dzia\u0142aj\u0105 telewizory plazmowe? Jak dzia\u0142a w nich ta plazma?<\/p>\n

      Odpowiada dr hab. Krzysztof Szyma\u0144ski:<\/b>
      \nWy\u015bwietlacz plazmowy sk\u0142ada si\u0119 z wielu kom\u00f3rek wype\u0142nionych rozrzedzonym gazem. Pod wp\u0142ywem wysokiego napi\u0119cia nast\u0119puje wy\u0142adowanie plazmowe w rozrzedzonym gazie i emitowane jest promieniowanie ultrafioletowe. Promieniowanie to pobudza do \u015bwiecenia luminofor znajduj\u0105cy si\u0119 na \u015bciance wewn\u0119trznej kom\u00f3rki, kt\u00f3ry emituje promieniowanie widzialne. Tak dzia\u0142a pojedynczy pixel wy\u015bwietlacza plazmowego.<\/p>\n

      Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
      \n

      <\/a>
      \nPytanie:<\/b> Czy paradoks Zenona z Elei, m\u00f3wi\u0105cy, \u017ce strza\u0142a wystrzelona w kierunku drzewa nigdy do niego nie dotrze bo zawsze b\u0119dzie znajdowa\u0142a si\u0119 w 1\/x (x>=1 i x –> niesko\u0144czono\u015bci) drogi, wskazuje na “skwantowanie” przestrzeni? Czy, gdyby przestrze\u0144 by\u0142a ci\u0105g\u0142a, nie istnia\u0142by ruch?<\/p>\n

      Odpowiada dr hab.Krzysztof Szyma\u0144ski:<\/b>
      \nParadoks Zenona wyja\u015bniamy do\u015b\u0107 prosto. Zsumowane odcinki czasu, pomimo \u017ce jest ich niesko\u0144czenie wiele, w sumie daj\u0105 sko\u0144czon\u0105 warto\u015b\u0107. To nie ma nic wsp\u00f3lnego ze struktur\u0105 przestrzeni. Staro\u017cytni nie znali matematycznego poj\u0119cia granicy i st\u0105d sformu\u0142owane paradoksy.<\/p>\n

      Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
      \n

      <\/a>
      \nPytanie:<\/b> Temperatura Curie to temperatura, powy\u017cej kt\u00f3rej ferromagnetyk gwa\u0142townie traci swoje w\u0142a\u015bciwo\u015bci magnetyczne i staje si\u0119 paramagnetykiem. Temperatura Curie dla \u017celaza to 769,85 \u00baC. Teoretycznie temperatura p\u0142ynnej cz\u0119\u015bci \u017celaznego j\u0105dra Ziemi to ok 5000 \u00baC. Wynika z tego, \u017ce p\u0142ynne j\u0105dro Ziemi, kt\u00f3remu przypisuje si\u0119 generowanie ziemskiego pola magnetycznego nie ma prawa generowa\u0107 tego pola poniewa\u017c uzyskuj\u0105c temperatur\u0119 powy\u017cej 769,85 \u00baC utraci\u0142o swoje w\u0142a\u015bciwo\u015bci magnetyczne. Czy ja tu czego\u015b nie rozumiem?<\/p>\n

      Odpowiada dr hab. Krzysztof Szyma\u0144ski:<\/b>
      \nGeneracja pola magnetycznego nie musi odbywa\u0107 si\u0119 przy udziale ferromagnetyka. Pole mo\u017ce zosta\u0107 wygenerowane przez przep\u0142ywaj\u0105c\u0105 ciecz przewodz\u0105c\u0105. Takie zjawiska zachodz\u0105 na przyk\u0142ad w plazmie oraz w zewn\u0119trznym j\u0105drze Ziemi. W latach 60 wykonano eksperyment, w kt\u00f3rym miedziane walce umieszczono w niemagnetycznym metalowym uchwycie i wprawiono je w szybki ruch obrotowy. Okaza\u0142o si\u0119 \u017ce wygenerowano zmienne w czasie pole magnetyczne. W latach 1999-2000 wykonano eksperymenty, w kt\u00f3rych zosta\u0142o wygenerowane oscyluj\u0105ce w czasie pole magnetyczne przez przep\u0142ywaj\u0105cy ciek\u0142y s\u00f3d. Pole magnetyczne Ziemi r\u00f3wnie\u017c zmienia si\u0119 w czasie, zmienia biegunowo\u015b\u0107 i s\u0105 znane okresy w dziejach Ziemi, w kt\u00f3rych pola magnetycznego nie by\u0142o.<\/p>\n

      Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
      \n

      <\/a>
      \nPytanie:<\/b> Czy mo\u017ce istnie\u0107 stabilne NIC? Czy by\u0142 jaki\u015b stan poprzedzaj\u0105cy Wielki Wybuch?<\/p>\n

      Odpowiada dr hab. Micha\u0142 Spali\u0144ski:<\/b>
      \nNie ma stanu, kt\u00f3ry odpowiada\u0142by do ko\u0144ca intuicyjnemu poj\u0119ciu niczego. Zasady teorii kwantowej (w kt\u00f3r\u0105 nie mamy podstaw w\u0105tpi\u0107) nie dopuszcza np. okre\u015blenia energii tak, aby to by\u0142o dok\u0142adnie zero. Energia stanu mo\u017ce by\u0107 zero w sensie \u015bredniej, ale w ma\u0142ych odcinkach czasu nie mo\u017cna wykluczy\u0107 efekt\u00f3w kreacji i anihilacji. Poza tym istnienie ciemnej energii sugeruje mocno niezerow\u0105 sta\u0142\u0105 kosmologiczn\u0105, czyli energi\u0119 pr\u00f3\u017cni (jej znikanie by\u0142oby zreszt\u0105 bardzo zagadkowe z punktu widzenie teorii).
      \nCo do stanu poprzedzaj\u0105cego Wielki Wybuch trudno co\u015b powiedzie\u0107, ale znane mi scenariusze (bardzo spekulacyjne) tak\u017ce nie przewiduj\u0105, aby taki “pierwotny” stan odpowiada\u0142 naturalnemu pojecie “niczego”.<\/p>\n

      Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
      \n

      <\/a>
      \nPytanie:<\/b> Czy wiadomo kiedy wybuch\u0142a gwiazda, kt\u00f3rej pozosta\u0142o\u015bci\u0105 jest teraz mg\u0142awica pier\u015bcie\u0144 M57?<\/p>\n

      Odpowiada dr Marek Niko\u0142ajuk:<\/b>
      \nZgodnie z obserwacjami astronomicznymi, wymiary k\u0105towe mg\u0142awicy M57 jakie obserwujemy z Ziemi to oko\u0142o 1,4 na 1,0 minut k\u0105towych. Odleg\u0142o\u015b\u0107 mg\u0142awicy od nas to oko\u0142o 2,3 tys. lat \u015bwietlnych. Stosuj\u0105c wz\u00f3r:
      \n  1\/2*d = l * tg(alpha\/2) gdzie l=2,3 tys. lat \u015bwietlnych, alpha=1,4 lub 1,0 minut k\u0105towych d – \u015brednica mg\u0142awicy,
      \notrzymujemy, \u017ce rzeczywiste rozmiary mg\u0142awicy to oko\u0142o 1,9 na 1,3 roku \u015bwietlnego. Pr\u0119dko\u015b\u0107 ekspansji mg\u0142awicy (ucieczki od gwiazdy centralnej) szacuje si\u0119 na 20-30 km\/s. Ze wzoru droga = pr\u0119dko\u015b\u0107 * czas otrzymujemy, \u017ce mg\u0142awica rozpocz\u0119\u0142a swoje \u017cycie oko\u0142o 6-8 tysi\u0119cy lat temu. Wtedy w\u0142a\u015bnie wybuch\u0142a gwiazda centralna M57, kt\u00f3ra obecnie jest bia\u0142ym kar\u0142em.<\/p>\n

      Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
      \n

      <\/a>
      \nPytanie:<\/b> Jak dzia\u0142aj\u0105 lod\u00f3wki magnetyczne?<\/p>\n

      Odpowiada dr hab. Krzysztof Szyma\u0144ski:<\/b>
      \nLod\u00f3wki magnetyczne dzia\u0142aj\u0105 na podobnej zasadzie jak zwyk\u0142e lod\u00f3wki. R\u00f3\u017cnic\u0119 stanowi czynnik roboczy. W zwyk\u0142ych lod\u00f3wkach jest to ciecz o temperaturze wrzenia niewiele r\u00f3\u017cni\u0105cej si\u0119 od temperatury pokojowej. Zakres temperatur pracy zwyk\u0142ej lod\u00f3wki jest wi\u0119c ograniczony temperatur\u0105 zamarzania czynnika roboczego. Wyja\u015bnienie zasady dzia\u0142ania lod\u00f3wki mo\u017cna przeprowadzi\u0107 wykorzystuj\u0105c cykl Carnota biegn\u0105cy w stron\u0119 przeciwn\u0105 ni\u017c cykl w silniku cieplnym.
      \nW lod\u00f3wkach (albo ch\u0142odziarkach) magnetycznych czynnikiem roboczym jest substancja paramagnetyczna (np. azotan ceru), a rol\u0119 spr\u0119\u017carki pe\u0142ni zewn\u0119trzne pole magnetyczne. W\u0142\u0105czamy pole magnetyczne w procesie izotermicznym, momenty magnetyczne paramagnetyka zostaj\u0105 uporz\u0105dkowane (tu mamy analogi\u0119 ze spr\u0119\u017caniem, czyli zmniejszaniem obj\u0119to\u015bci cieczy roboczej w procesie izotermicznym odwrotnego cyklu Carnota). W kolejnym etapie odwrotnego cyklu Carnota mamy wy\u0142\u0105czanie pola magnetycznego w procesie adiabatycznym, w wyniku czego nast\u0119puje obni\u017cenie temperatury soli (analogia do adiabatycznego rozpr\u0119\u017cania cieczy roboczej).
      \nPoniewa\u017c magnesowanie i rozmagnesowywanie soli paramagnetycznej odbywa si\u0119 bez udzia\u0142u cieczy, kt\u00f3re mog\u0142yby zamarzn\u0105\u0107, ch\u0142odziarki magnetyczne stosuje si\u0119 do uzyskiwania bardzo niskich temperatur, poni\u017cej 0,1K.<\/p>\n

      Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
      \n

      <\/a>
      \nPytanie:<\/b> Czy jest pr\u00f3\u017cnia? Co to jest pr\u00f3\u017cnia?<\/p>\n

      Odpowiada dr hab. Micha\u0142 Spali\u0144ski:<\/b>
      \nPr\u00f3\u017cnia, potocznie poj\u0119ta jako absolutny brak czegokolwiek, zwykle rozumiana jest jako stan o najmniejszej mo\u017cliwej energii dla danego uk\u0142adu. Mo\u017cna sobie wi\u0119c wyobra\u017ca\u0107 jaki\u015b obszar, z kt\u00f3rego usuwamy wszystko co tam “jest”, poczynaj\u0105c od powietrza. Je\u015bli taki stabilny (lub cho\u0107by metastabilny, czyli d\u0142ugo-trwaj\u0105cy) stan istnieje, to mo\u017cna nazwa\u0107 go pr\u00f3\u017cni\u0105. Nie oznacza to jednak, \u017ce w takim stanie “nic nie ma”. Prawa fizyki (takie, jakie dzi\u015b znamy), a konkretnie prawa mechaniki kwantowej, wymagaj\u0105 mi\u0119dzy innymi spe\u0142nienia zasady nieoznaczono\u015bci. Oznacza to, \u017ce z przyczyn zasadniczych nie mo\u017cna wykluczy\u0107 wyst\u0119powania w danym stanie wzbudze\u0144 o niezerowej energii (nawet dowolnie du\u017cej), o ile wzbudzenia te anihiluj\u0105 w odpowiednio kr\u00f3tkim czasie – takie wzbudzenia nazywa si\u0119 zwykle wzbudzeniami wirtualnymi. Tak wi\u0119c m\u00f3wi\u0105c o pr\u00f3\u017cni musimy mie\u0107 na uwadze, \u017ce to nie jest wcale obszar kompletnej pustki czy bezruchu.
      \nOsobnym pytaniem jest, na ile mo\u017cna tak\u0105 najlepsz\u0105 mo\u017cliw\u0105 pr\u00f3\u017cni\u0119 uzyska\u0107, tzn. na ile potrafiliby\u015bmy tu, w naszym zak\u0105tku Wszech\u015bwiata, zrealizowa\u0107 taki stan zawieraj\u0105cy tylko wzbudzenia wirtualne. Odpowied\u017a jest negatywna; istniej\u0105 cz\u0105stki, kt\u00f3re z materi\u0105 oddzia\u0142uj\u0105 bardzo s\u0142abo (np. tak zwane neutrina), przed kt\u00f3rymi nie mo\u017cna si\u0119 “zas\u0142oni\u0107”. Podobnie rzecz si\u0119 ma z innymi cz\u0105stkami obecnymi w promieniowaniu kosmicznym. Nie ma te\u017c ucieczki przed grawitacj\u0105, kt\u00f3rej kwantowy opis r\u00f3wnie\u017c operuje, w pewnym przybli\u017ceniu, poj\u0119ciem cz\u0105stki – tzw. grawitonu – kt\u00f3rej r\u00f3wnie\u017c nie potrafimy wykluczy\u0107 z obszaru, w kt\u00f3rym chcieliby\u015bmy osi\u0105gn\u0105\u0107 stan najdoskonalszej mo\u017cliwej pr\u00f3\u017cni. Tak wi\u0119c, poj\u0119cie pr\u00f3\u017cni jest dalece id\u0105c\u0105, cho\u0107 bardzo po\u017cyteczn\u0105 idealizacj\u0105.<\/p>\n

      Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
      \n

      <\/a>
      \nPytanie:<\/b> Co jest ci\u0119\u017csze: tona drewna, czy tona \u017celaza?
      \nNa wielu stronach internetowych spotka\u0142em si\u0119 z odpowiedzi\u0105, \u017ce tona drewna! I uzasadnienie do tej odpowiedzi, np. http:\/\/www.quido.cz\/fyzika\/27fyzika.htm
      \nUwa\u017cam, \u017ce wszystkie osoby, kt\u00f3re pos\u0142u\u017cy\u0142y si\u0119 tym uzasadnieniem pope\u0142ni\u0142y kardynalny b\u0142\u0105d zwi\u0105zany z nieznajomo\u015bci\u0105 fizyki. Uwa\u017cam, \u017ce tona jest r\u00f3wna tonie i nie ma innej mo\u017cliwo\u015bci w tym przypadku.
      \nUzasadnienie:
      \nAby m\u00f3c stwierdzi\u0107, co jest ci\u0119\u017csze musimy por\u00f3wna\u0107 ich ci\u0119\u017cary! Wz\u00f3r jest nast\u0119puj\u0105cy: F=mg; F-ci\u0119\u017car, m-masa, g-przyspieszenie ziemskie. Przyjmijmy F1 – to jest nasze drewno, a F2 – to \u017celazo, czyli aby by\u0142o r\u00f3wno, F1 musi si\u0119 r\u00f3wna\u0107 F2, czyli F1=F2.
      \nM1=tona, czyli 1000kg i M2=tona, czyli 1000kg; g -przyspieszenie ziemskie jest takie same, wi\u0119c mo\u017cemy pomin\u0105\u0107 i wtedy
      \nF1 = m1g1,
      \nF2 = m2g2,
      \nm1 = m2 (tona = tona; g1 = g2 – warunki s\u0105 takie same)
      \nCzyli F1=1000kg i F2=1000kg. F1=F2 co by\u0142o do udowodnienia!
      \nDalsze uzasadnienia s\u0105 \u017cenuj\u0105ce i \u015bwiadcz\u0105 o ignorancji autora.
      \n1. Powo\u0142anie si\u0119 na pr\u00f3\u017cni\u0119 to nieporozumienie, bo pr\u00f3\u017cnia nie istnieje, ale nawet gdyby\u015bmy chcieli wykorzysta\u0107 t\u0119 pr\u00f3\u017cni\u0119 kosmiczn\u0105 to i tak nie by\u0142oby sensu, bo drewno w pr\u00f3\u017cni rozpad\u0142oby si\u0119 na py\u0142 (wybuch\u0142oby), a nawet jakby si\u0119 nam uda\u0142o jakim\u015b cudem te drewno dostarczy\u0107 do pr\u00f3\u017cni, to by wa\u017cy\u0142o mniej, poniewa\u017c pr\u00f3\u017cnia by wessa\u0142a ca\u0142\u0105 mas\u0119 powietrza i wody zawart\u0105 w kom\u00f3rkach drewna.
      \n2. Nast\u0119pny b\u0142\u0105d pope\u0142niony dotyczy prawa Archimedesa. Drewno, je\u017celi nie zosta\u0142o przywiezione z ksi\u0119\u017cyca, to ju\u017c raz wypar\u0142o powietrze poprzez sw\u00f3j wzrost, bo aby mog\u0142o si\u0119 sta\u0107 drewnem, najpierw musia\u0142o wyrosna\u0107 drzewo! I to drzewo ju\u017c wypar\u0142o powietrze, wi\u0119c jakim cudem drewno z niego uzyskane znowu wypar\u0142o powietrze? No i najwa\u017cniejsze, je\u017celi wypar\u0142o, to trzeba odj\u0105\u0107, a nie doda\u0107! I jeszcze jedno: je\u017celi b\u0119dziemy dodawa\u0107 powietrze to nie mamy do czynienia z drewnem, tylko z powietrzem i drewnem, wi\u0119c gdzie tu logika? Oraz je\u017celi kto\u015b by si\u0119 bardzo upar\u0142 i chcia\u0142 doda\u0107 te 2m3 powietrza, to jak by mu si\u0119 uda\u0142o po\u0142o\u017cy\u0107 je na wag\u0119, to i tak si\u0119 ci\u0119\u017car nie zmieni, bo powietrze w powietrzu nic nie wa\u017cy! \u017belazo jest materia\u0142em jednorodnym i nie ma mo\u017cliwo\u015bci zassania powietrza tak jak to mo\u017ce uczyni\u0107 drewno i wtedy jak by zassa\u0142o powietrze, to mieliby\u015bmy wag\u0119 powietrza i drewna, Ale \u017ce wa\u017cymy je po 1000 kg to ju\u017c uwzgl\u0119dnili\u015bmy obie te wagi. Natomiast w pr\u00f3\u017cni drewno straci na wadze poprzez to, \u017ce odda to zassane powietrze i wod\u0119 i o tyle b\u0119dzie l\u017cejsze od \u017celaza, co wa\u017cy\u0142a ta woda + powietrze w nim zawarta. Tona jest jednostk\u0105 MASY. Kt\u00f3ra to masa jest niezmienna niezale\u017cnie od okoliczno\u015bci? TONA czegokolwiek ma mas\u0119 tak\u0105 sam\u0105 zawsze i wsz\u0119dzie. Dla tych, co nie wiedz\u0105 ustanowiono wzorzec kilograma po to, aby kilo oboj\u0119tnie czego, zawsze by\u0142o kilogramem. Je\u017celi jest inaczej to prosz\u0119 to uzasadni\u0107.<\/p>\n

      Odpowiada dr hab. Krzysztof Szyma\u0144ski:<\/b>
      \nZgadzam si\u0119 z argumentacj\u0105 autora. Szereg nieporozumie\u0144 bierze si\u0119 z tego, ze problem jest przedstawiony w spos\u00f3b nie\u015bcis\u0142y.
      \nMo\u017cna by wi\u0119c zapyta\u0107 tak: Co ma wi\u0119kszy ci\u0119\u017car w warunkach normalnych na ziemi, jedna tona masy \u017celaza czy jedna tona masy szk\u0142a? Wiadomo, \u017ce \u017celazo ma wi\u0119kszy ci\u0119\u017car w\u0142a\u015bciwy ni\u017c szk\u0142o. Wtedy uwzgl\u0119dnienie si\u0142y wyporu prowadzi do wniosku, \u017ce \u017celaza b\u0119dzie wi\u0119kszy.
      \nMo\u017cna zapyta\u0107 inaczej. Na jednej szalce wagi szalkowej le\u017cy \u017celazo, a na drugiej szk\u0142o i waga jest w stanie r\u00f3wnowagi. Co ma wi\u0119ksz\u0105 mas\u0119, \u017celazo czy szk\u0142o? Uwzgl\u0119dnienie si\u0142y wyporu prowadzi do wniosku, \u017ce szk\u0142o.
      \nDodam jeszcze \u017ce w starym uk\u0142adzie jednostek mieli\u015bmy kilogram ci\u0119\u017caru, oznaczanego kG. Jest to ci\u0119\u017car, kt\u00f3ry ma mas\u0119 jednego kilograma (oznaczana kg).
      \nW internecie mo\u017cna znale\u017a\u0107 bardzo wiele b\u0142\u0119d\u00f3w, poniewa\u017c jest to \u017ar\u00f3d\u0142o nie recenzowane. Specjali\u015bci nie maj\u0105 wi\u0119c nakazu korygowania b\u0142\u0119d\u00f3w. Taki jest nasz \u015bwiat.<\/p>\n

      Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
      \n

      <\/a>
      \nPytanie:<\/b> Kt\u00f3ra godzina jest na biegunach? Czy takie pytanie jest zasadne?<\/p>\n

      Odpowiada mgr Andrzej Branicki:<\/b>
      \nPytanie jest zasadne, a odpowied\u017a kr\u00f3tka – godzina jest nieokre\u015blona. Najpro\u015bciej, unikaj\u0105c poj\u0119\u0107 z “astronomicznej kuchni”, mo\u017cna j\u0105 obja\u015bni\u0107 nast\u0119puj\u0105co. W u\u017cywanym obecnie systemie rachuby czasu do okre\u015blenia godziny konieczna jest znajomo\u015b\u0107 kierunku po\u0142udnia lub p\u00f3\u0142nocy, czyli znajomo\u015b\u0107 po\u0142o\u017cenia tych punkt\u00f3w na horyzoncie, ponad kt\u00f3rymi S\u0142o\u0144ce (i inne cia\u0142a niebieskie) osi\u0105gaj\u0105 w ci\u0105gu doby najwi\u0119ksz\u0105 b\u0105d\u017a najmniejsz\u0105 wysoko\u015b\u0107. Je\u015bli G oznacza\u0142o b\u0119dzie godzin\u0119 wskazywan\u0105 przez zegarek, t – czas, jaki up\u0142yn\u0105\u0142 od momentu, gdy S\u0142o\u0144ce by\u0142o najwy\u017cej ponad horyzontem, za\u015b w – pr\u0119dko\u015b\u0107 obrotu Ziemi (to\u017csam\u0105 z pr\u0119dko\u015bci\u0105 obrotu tzw. sfery nieba), to: G=12+wt. Ruch S\u0142o\u0144ca wzgl\u0119dem horyzontu obserwowany z biegun\u00f3w Ziemi odbywa si\u0119 niemal r\u00f3wnolegle do horyzontu, wi\u0119c obserwator na biegunie nie jest w stanie wskaza\u0107 \u017cadnego z dwu wspomnianych wy\u017cej kierunk\u00f3w (nie mo\u017ce on okre\u015bli\u0107 warto\u015bci t).
      \nCho\u0107 pytanie o godzin\u0119 na biegunie ma charakter czysto teoretyczny, dotyka jednak organizacji rachuby czasu na obszarach podbiegunowych, w kt\u00f3rych r\u00f3\u017cnica pomi\u0119dzy najwi\u0119ksz\u0105 i najmniejsz\u0105 wysoko\u015bci\u0105 S\u0142o\u0144ca ponad horyzontem w ci\u0105gu doby jest bardzo ma\u0142a. Podejrzewam, \u017ce pracownicy polarnych stacji badawczych, u\u017cywaj\u0105 na co dzie\u0144 czasu kilku r\u00f3\u017cnych stref: czasu uniwersalnego (czasu po\u0142udnika zerowego) u\u017cywaj\u0105 zapewne przy wsp\u00f3\u0142pracy z innymi stacjami oraz dowolnie wybranego czasu strefowego – najpewniej czasu kraju, z kt\u00f3rego pochodz\u0105.<\/p>\n

      Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
      \n

      <\/a>
      \nPytanie:<\/b> Czy kierunek obrotu Ziemi ma wp\u0142yw na czas lotu samolot\u00f3w (np. lec\u0105cych ze wschodu na zach\u00f3d i odwrotnie)?<\/p>\n

      Odpowiada mgr Andrzej Branicki:<\/b>
      \nObracaj\u0105ca si\u0119 Ziemia jest uk\u0142adem nieinercjalnym. Rozwa\u017caj\u0105c ruch w takich uk\u0142adach nale\u017cy uwzgl\u0119dni\u0107 dzia\u0142anie sil bezw\u0142adno\u015bci: si\u0142y od\u015brodkowej i si\u0142y Coriolisa. Bezpo\u015bredni wp\u0142yw tych si\u0142 na poruszaj\u0105cy si\u0119 samolot istnieje, lecz jest on zaniedbywany. Istotny jest jednak wp\u0142yw po\u015bredni. Jednym ze skutk\u00f3w dzia\u0142ania si\u0142y Coriolisa jest obecno\u015b\u0107 w atmosferze, tzw. “wiatr\u00f3w strumieniowych” (ang. “jet stream”). S\u0105 to sta\u0142e, bardzo silne wiatry wiej\u0105ce z zachodu na wsch\u00f3d, na wysoko\u015bci 10-12 km. Wiej\u0105 one w w\u0105skich otaczaj\u0105cych Ziemi\u0119 “strumieniach” o kr\u0119tym i zmiennym przebiegu. Samoloty lec\u0105ce z zachodu na wsch\u00f3d wykorzystuj\u0105 te wiatry, znacznie skracaj\u0105c przelot na d\u0142ugich trasach (patrz: Wikipedia, “pr\u0105d strumieniowy”).<\/p>\n

      Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
      \n

      <\/a>
      \nPytanie:<\/b> Prawo Hubble’a: v=Ho*r, dla du\u017cych r, v osi\u0105ga c, przekracza go i dalej d\u0105\u017cy do niesko\u0144czono\u015bci. Mo\u017cna wi\u0119c powiedzie\u0107, \u017ce w makro skali wszech\u015bwiat rozszerza si\u0119 z niesko\u0144czon\u0105 pr\u0119dko\u015bci\u0105. Czy fizycy akceptuj\u0105 przekraczanie pr\u0119dko\u015bci \u015bwiat\u0142a i niesko\u0144czon\u0105 pr\u0119dko\u015b\u0107 rozszerzania si\u0119 wszech\u015bwiata?<\/p>\n

      Odpowiada dr hab. Piotr Jaranowski oraz dr Marek Niko\u0142ajuk<\/b><\/p>\n

        \n
      1. Prawo Hubble’a w postaci v = H0 r jest formu\u0142\u0105 przybli\u017con\u0105, obowi\u0105zuj\u0105c\u0105 tylko dla niezbyt odleg\u0142ych galaktyk. Dla odleg\u0142o\u015bci tak du\u017cych, \u017ce obliczona na jego podstawie pr\u0119dko\u015b\u0107 ucieczki galaktyki zbli\u017ca si\u0119 do pr\u0119dko\u015bci \u015bwiat\u0142a, formu\u0142a ta powinna by\u0107 zast\u0105piona przez inn\u0105 formu\u0142\u0119, zgodn\u0105 ze szczeg\u00f3ln\u0105 teori\u0105 wzgl\u0119dno\u015bci. Ta bardziej og\u00f3lna formu\u0142a nie przewiduje ucieczki galaktyk z pr\u0119dko\u015bciami ponad\u015bwietlnymi.<\/li>\n
      2. Sta\u0142a Hubble’a nie jest sta\u0142\u0105, ale monotonicznie ro\u015bnie. Tym samym kiedy\u015b, gdy wszech\u015bwiat by\u0142 mniejszy, to H0 by\u0142a mniejsza, a na samym pocz\u0105tku by\u0142a r\u00f3wna zero. No dobrze, powie Pan, ale to \u015bwiadczy o tym, \u017ce w przysz\u0142o\u015bci “sta\u0142a” Hubble’a b\u0119dzie wi\u0119ksza. Odpowied\u017a brzmi – “tak”.<\/li>\n
      3. Czy fizycy akceptuj\u0105 przekraczanie pr\u0119dko\u015bci \u015bwiat\u0142a i niesko\u0144czon\u0105 pr\u0119dko\u015b\u0107 rozszerzania si\u0119 wszech\u015bwiata? Fizycy nie akceptuj\u0105 faktu przekraczania pr\u0119dko\u015bci \u015bwiat\u0142a, ale fizycy akceptuj\u0105, \u017ce pustka pomi\u0119dzy galaktykami mo\u017ce rozszerza\u0107 si\u0119 z pr\u0119dko\u015bciami > c. To jest “pustka”, nie materia, nie fale elektromagnetyczne. Oddzia\u0142ywania pomi\u0119dzy cz\u0105stkami s\u0105 we wszech\u015bwiecie nadal przekazywanie z pr\u0119dko\u015bci\u0105 \u015bwiat\u0142a. Jest taki bardzo uproszczony model wszech\u015bwiata. Nadmuchiwany balon. Na balonie s\u0105 kropkami zaznaczone galaktyki. Ca\u0142e \u017cycie, ca\u0142y wszech\u015bwiat tr\u00f3jwymiarowy jaki znamy mie\u015bci si\u0119 na membranie balonu. Pomi\u0119dzy galaktykami porusza si\u0119 \u015bwiat\u0142o i jego pr\u0119dko\u015b\u0107 to pr\u0119dko\u015b\u0107 \u015bwiat\u0142a, lecz membrana nadmuchiwanego balonu mo\u017ce posiada\u0107 pr\u0119dko\u015b\u0107 > c. To puchnie czasoprzestrze\u0144, nie galaktyki. Galaktyki s\u0105 na tyle silnie zwi\u0105zane grawitacyjnie same z sob\u0105, \u017ce na szcz\u0119\u015bcie odleg\u0142o\u015bci w galaktykach nie rosn\u0105, cz\u0105stki buduj\u0105ce Pa\u0144skie czy moje cia\u0142o nie oddalaj\u0105 si\u0119 od siebie.<\/li>\n<\/ol>\n

        polemika:<\/b>
        \nPrzesuni\u0119cie ku czerwieni jest do\u015b\u0107 tajemnicze. Interpretacja przy pomocy zjawiska Dopplera, cho\u0107 powszechnie przyj\u0119ta, prowadzi do sprzeczno\u015bci, kt\u00f3re ujawniaj\u0105 si\u0119 jako dziwne skutki prawa Hubble’a. Unikacie Panowie spekulacji na ten temat. Rozumiem. Ale efekt Dopplera, to tylko jedna z wielu mo\u017cliwo\u015bci.<\/i><\/p>\n

        Odpowiada dr hab. Piotr Jaranowski:<\/b>
        \nSprawy wygl\u0105daj\u0105 troch\u0119 inaczej, ni\u017c sugeruje to Tw\u00f3j komentarz. To, co si\u0119 bada we wsp\u00f3\u0142czesnej kosmologii, to mi\u0119dzy innymi zale\u017cno\u015b\u0107 przesuni\u0119cia ku czerwieni od jasno\u015bci obserwowanej r\u00f3\u017cnych klas obiekt\u00f3w (np. supernowych typu Ia). Zale\u017cno\u015b\u0107 ta wyprowadzana jest na gruncie og\u00f3lnej teorii wzgl\u0119dno\u015bci, kt\u00f3ra pozwala opisa\u0107 rozchodzenie si\u0119 \u015bwiat\u0142a w rozszerzaj\u0105cym si\u0119 Wszech\u015bwiecie. \u017badnego zjawiska Dopplera kosmolodzy nie musz\u0105 rozwa\u017ca\u0107, \u017ceby t\u0119 formu\u0142\u0119 otrzyma\u0107. M\u00f3wienie o pr\u0119dko\u015bci ucieczki galaktyki i zjawisku Dopplera pozwala m\u00f3wi\u0107 o tych sprawach w spos\u00f3b pogl\u0105dowy. Raz jeszcze podkre\u015bl\u0119, dok\u0142adna formu\u0142a (kt\u00f3rej przybli\u017ceniem jest prawo Hubble’a), jest znacznie bardziej skomplikowana ni\u017c dyskutowane przez nas prawo Hubble’a i nie wymaga do swojego wyprowadzenia zastosowania jakiegokolwiek wzoru opisuj\u0105cego zjawisko Dopplera.<\/p>\n

        Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
        \n

        <\/a>
        \nPytanie:<\/b> Chcia\u0142bym si\u0119 dowiedzie\u0107 co to jest studnia kwantowa i do czego ona s\u0142u\u017cy?<\/p>\n

        Odpowiada dr hab. Krzysztof Szyma\u0144ski:<\/b>
        \nZacznijmy od wyja\u015bnienia poj\u0119cia studni. Je\u015bli energia potencjalna w funkcji po\u0142o\u017cenia posiada minimum, klasyczny uk\u0142ad wykonuje drgania (w przypadku braku si\u0142 tarcia) lub d\u0105\u017cy do osi\u0105gni\u0119cia minimum energii (uk\u0142ady z tarciem). Przyk\u0142adem klasycznej studni mo\u017ce by\u0107 pi\u0142ka w do\u0142ku. W szczeg\u00f3lno\u015bci do\u0142ek mo\u017ce mie\u0107 kszta\u0142t studni – mie\u0107 pionowe \u015bcianki, st\u0105d si\u0119 bierze nazwa. Wa\u017cnym przyk\u0142adem uk\u0142adu studni jest cia\u0142o na spr\u0119\u017cynie, energia potencjalna ma minimum, pami\u0119tamy znany wz\u00f3r Ep=1\/2*k*x^2. Kszta\u0142t studni decyduje o zachowaniu uk\u0142adu, w szczeg\u00f3lno\u015bci o dynamice.
        \nStudnia kwantowa to odpowiednio g\u0142\u0119bokie minimum energii potencjalnej w uk\u0142adzie elektron\u00f3w. Male\u0144ki kawa\u0142ek metalu mo\u017cemy uwa\u017ca\u0107 za studni\u0119 kwantow\u0105. Dynamika elektronu w studni kwantowej opisywana jest przez prawa mechaniki kwantowej. W celu przewidywania zachowania si\u0119 uk\u0142adu nie stosujemy tu II zasady dynamiki Newtona, tylko rozwi\u0105zujemy zwykle skomplikowane r\u00f3wnania r\u00f3\u017cniczkowe.
        \nMo\u017cna przyj\u0105\u0107, \u017ce naturaln\u0105 studni\u0105 kwantow\u0105 jest atom. Wsp\u00f3\u0142czesne technologie p\u00f3\u0142przewodnikowe pozwalaj\u0105 wytwarza\u0107 studnie kwantowe, a fizycy badaj\u0105 zachowanie si\u0119 elektron\u00f3w w takich studniach.
        \nStudnie kwantowe stanowi\u0105 elementy wielu uk\u0142ad\u00f3w elektronicznych: laser\u00f3w na diodach, detektor\u00f3w podczerwieni, obrazowania w podczerwieni, elektronice niskoszumowej.<\/p>\n

        Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
        \n

        <\/a>
        \nPytanie:<\/b> Co to jest niepewno\u015b\u0107 pomiarowa?<\/p>\n

        Odpowiada dr hab. Krzysztof Szyma\u0144ski:<\/b>
        \n“Niepewno\u015b\u0107 pomiarowa” lub inaczej “b\u0142\u0105d pomiaru” jest wielko\u015bci\u0105 charakteryzuj\u0105c\u0105 precyzj\u0119 lub jako\u015b\u0107 pomiaru. Pomiar polega na okre\u015bleniu ile jednostek przypada na wielko\u015b\u0107 mierzon\u0105. Na przyk\u0142ad pomiar d\u0142ugo\u015bci boiska polega na okre\u015bleniu ile metr\u00f3w (jednostk\u0105 d\u0142ugo\u015bci jest metr) przypada na d\u0142ugo\u015b\u0107 boiska. Poniewa\u017c wszystkie przyrz\u0105dy maj\u0105 sko\u0144czon\u0105 precyzj\u0119 (inaczej dok\u0142adno\u015b\u0107), uczciwi producenci przyrz\u0105d\u00f3w pomiarowych zawsze podaj\u0105 precyzj\u0119 przyrz\u0105du. W naszym przyk\u0142adzie ta\u015bma miernicza pozwala na pomiar centymetr\u00f3w, ale nie milimetr\u00f3w. A zatem je\u015bli zmierzymy boisko ta\u015bm\u0105 miernicz\u0105 i wyjdzie nam 30.32 metry, to tak naprawd\u0119 nie wiemy, czy to boisko ma 30.321, czy 30.322, czy mo\u017ce 30.324 metry. Ta niewiedza nazywa si\u0119 w\u0142a\u015bnie niepewno\u015bci\u0105 pomiarow\u0105. Zapisuje si\u0119 z u\u017cyciem znaku plus minus, np. (30.32\u00b10.01) metra.
        \nOkre\u015blanie niepewno\u015bci pomiarowej jest bardzo wa\u017cnym zagadnieniem w naukach przyrodniczych i technicznych i jest zazwyczaj znacznie trudniejsze i bardziej skomplikowane ni\u017c przeprowadzenie samego pomiaru. Niekt\u00f3re wielko\u015bci s\u0105 wyznaczone z bardzo ma\u0142ym b\u0142\u0119dem pomiarowym, na przyk\u0142ad masa elektronu (9.10938215\u00b10.00000045)*10^(-31) kilograma.<\/p>\n

        Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
        \n

        <\/a>
        \nPytanie:<\/b> Obw\u00f3d RLC generuje drgania elektromagnetyczne. Ich cz\u0119stotliwo\u015b\u0107 zale\u017cy od pojemno\u015bci kondensatora i indukcyjno\u015bci cewki. Fal\u0105 elektromagnetyczn\u0105 jest te\u017c \u015bwiat\u0142o – czy mo\u017cliwe by\u0142oby zatem zbudowanie takiego obwodu, kt\u00f3ry generowa\u0142by fal\u0119 \u015bwietln\u0105?<\/p>\n

        Odpowiada dr hab. Krzysztof Szyma\u0144ski:<\/b>
        \nIndukcyjno\u015b\u0107 cewki jest rz\u0119du \u03bc0<\/sub>*a, gdzie a – rozmiary liniowe, \u03bc0<\/sub> – przenikalno\u015b\u0107 magnetyczna pr\u00f3\u017cni. Pojemno\u015b\u0107 jest rz\u0119du \u03b50<\/sub>*a, gdzie \u03b50<\/sub> jest przenikalno\u015bci\u0105 dielektryczn\u0105. Z tego wynika, \u017ce cz\u0119sto\u015b\u0107 drga\u0144 obwodu RLC jest rz\u0119du 1\/(c*a), gdzie c jest pr\u0119dko\u015bci\u0105 \u015bwiat\u0142a (wykorzystujemy tu znany zwi\u0105zek wynikaj\u0105cy z praw Maxwella: \u03b50<\/sub>*\u03bc0<\/sub>*c2<\/sup> = 1).
        \nCz\u0119sto\u015bci fali \u015bwietlnej le\u017c\u0105 w zakresie 1014<\/sup> – 1015<\/sup> 1\/s. Z tego wynika, \u017ce rozmiary liniowe obwodu LC musia\u0142yby by\u0107 rz\u0119du 10-7<\/sup> – 10-6<\/sup> m, tzn. takie jak d\u0142ugo\u015b\u0107 fali \u015bwiat\u0142a widzialnego. Obw\u00f3d LC by\u0142by rodzajem wn\u0119ki rezonansowej, gdzie nie da\u0142oby si\u0119 wyr\u00f3\u017cni\u0107 kondensatora lub cewki. Inn\u0105 trudno\u015bci\u0105 by\u0142oby to, \u017ce nie ma \u017ar\u00f3de\u0142 zasilania o tak du\u017cych cz\u0119sto\u015bciach. Nie mo\u017cna r\u00f3wnie\u017c m\u00f3wi\u0107 o pr\u0105dzie w obwodzie o tak du\u017cych cz\u0119sto\u015bciach poniewa\u017c mieliby\u015bmy do czynienia ze zmianami rozk\u0142adu \u0142adunku na powierzchni wn\u0119ki rezonansowej.<\/p>\n

        Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
        \n

        <\/a>
        \nPytanie:<\/b> Na orbicie geostacjonarnej pr\u0119dko\u015b\u0107 k\u0105towa satelity jest r\u00f3wna pr\u0119dko\u015bci k\u0105towej Ziemi. Skoro satelita kr\u0105\u017cy wok\u00f3\u0142 planety to si\u0142a od\u015brodkowa musi r\u00f3wnowa\u017cy\u0107 ci\u0119\u017car. Czy zatem pr\u0119dko\u015b\u0107 liniowa satelity na orbicie geostacjonarnej jest r\u00f3wna pierwszej pr\u0119dko\u015bci kosmicznej?<\/p>\n

        Odpowiada dr hab. Krzysztof Szyma\u0144ski:<\/b>
        \nPr\u0119dko\u015b\u0107 kosmiczn\u0105 definiuje si\u0119 dla punktu na powierzchni planety, a zatem dla danego promienia planety. Inna definicja nie by\u0142aby jednoznaczna, bo pr\u0119dko\u015b\u0107 kosmiczna zale\u017ca\u0142aby od odleg\u0142o\u015bci od planety. Gdyby\u015bmy jednak zdefiniowali pr\u0119dko\u015b\u0107 kosmiczn\u0105 w spos\u00f3b niestandardowy, wtedy mia\u0142by\u015b racj\u0119.
        \nZwracam jeszcze uwag\u0119 na to, \u017ce stwierdzenie “si\u0142a od\u015brodkowa musi r\u00f3wnowa\u017cy\u0107 ci\u0119\u017car” jest b\u0142\u0119dne. Satelit\u0119 na orbicie geostacjonarnej utrzymuje si\u0142a do\u015brodkowa, kt\u00f3ra jest si\u0142\u0105 ci\u0119\u017cko\u015bci.<\/p>\n

        Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
        \n

        <\/a>
        \nPytanie:<\/b> M\u0142odzi fizycy lubi\u0105 terroryzowa\u0107 m\u0142odych informatyk\u00f3w magnesami neodymowymi. Przy\u0142o\u017cenie takiego magnesu do, na przyk\u0142ad, dysku twardego powoduje trwa\u0142e wykasowanie ca\u0142ej zawarto\u015bci. Pytanie – czy mo\u017cna si\u0119 przed takim atakiem broni\u0107? Albo \u015bci\u015blej, czy istnieje urz\u0105dzenie\/materia\u0142, kt\u00f3ry dzia\u0142a\u0142by dla hipotetycznego dysku twardego i magnesu podobnie jak klatka Faradaya jest w stanie dzia\u0142a\u0107 ochronnie na cz\u0142owieka znajduj\u0105cego si\u0119 w jej wn\u0119trzu, je\u015bli ten stoi blisko cewki tesli? Z tego co uda\u0142o mi si\u0119 samemu dowiedzie\u0107, nie ma czego\u015b takiego jak “blokada na magnes” czy “izolator sta\u0142ego pola magnetycznego”. W takim razie – o ile uprze\u0107 si\u0119 przy przyk\u0142adzie wspomnianego dysku twardego – czy definitywnie nie da si\u0119 obroni\u0107 przed atakiem magnesem neodymowym?<\/p>\n

        Odpowiada dr hab. Krzysztof Szyma\u0144ski:<\/b>
        \nWszelkim terroryzmem powinni\u015bmy si\u0119 brzydzi\u0107. Natomiast je\u015bli chodzi o ekranowanie sta\u0142ego pola magnetycznego to s\u0105 przynajmniej trzy sposoby:
        \n1. W przypadku niedu\u017cych p\u00f3l (mniejszych od pola krytycznego nadprzewodnika) ca\u0142kowite ekranowanie uzyskamy poprzez zastosowanie warstwy nadprzewodnika. Ka\u017cdy nadprzewodnik scharakteryzowany jest tzw. polem krytycznym i pola magnetyczne wi\u0119ksze od pola krytycznego niszcz\u0105 stan nadprzewodz\u0105cy.
        \n2. Sta\u0142e pole magnetyczne wytwarzane przez skupiony w ma\u0142ej przestrzeni magnes maleje proporcjonalnie do odwrotno\u015bci trzeciej pot\u0119gi odleg\u0142o\u015bci. Tak wi\u0119c zwi\u0119kszanie odleg\u0142o\u015bci jest skutecznym sposobem zmniejszania efektu pola zewn\u0119trznego.
        \n3. Istnieje klasa ferromagnetyk\u00f3w charakteryzuj\u0105cych si\u0119 du\u017c\u0105 podatno\u015bci\u0105 magnetyczn\u0105. Z takich materia\u0142\u00f3w mo\u017cna budowa\u0107 os\u0142ony, kt\u00f3re skutecznie zmniejszaj\u0105 efekty sta\u0142ego pola zewn\u0119trznego.<\/p>\n

        Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
        \n

        <\/a>
        \nPytanie:<\/b> Jak to si\u0119 dzieje, \u017ce w przyspieszaj\u0105cym motocyklu (ew. rowerze) podnosi si\u0119 prz\u00f3d?<\/p>\n

        Odpowiada dr hab. Krzysztof Szyma\u0144ski:<\/b>
        \nW motorze lub rowerze (razem z kieruj\u0105cym) \u015brodek masy uk\u0142adu znajduje si\u0119 do\u015b\u0107 wysoko nad powierzchni\u0105 jezdni. “Wysoko” nale\u017cy tu rozumie\u0107 tak, \u017ce odleg\u0142o\u015b\u0107 \u015brodka masy od pod\u0142o\u017ca jest du\u017ca w por\u00f3wnaniu z rozmiarami uk\u0142adu (w samochodzie osobowym jest inaczej, odleg\u0142o\u015b\u0107 \u015brodka masy od pod\u0142o\u017ca jest ma\u0142a w stosunku do rozmiar\u00f3w uk\u0142adu).
        \nW czasie rozp\u0119dzania dzia\u0142a na rozwa\u017cany uk\u0142ad (rower + kieruj\u0105cy) poziomo skierowania si\u0142a zewn\u0119trzna przy\u0142o\u017cona do dolnej cz\u0119\u015bci opony tylnego kola. Zwrot tej si\u0142y jest oczywi\u015bcie zgodny z kierunkiem przyspieszenia, a zatem skierowany do przodu. Z faktu, \u017ce \u015brodek masy le\u017cy wysoko a si\u0142a przy\u0142o\u017cona jest nisko i poziomo wynika, \u017ce uk\u0142ad b\u0119dzie chcia\u0142 si\u0119 obraca\u0107 w takim kierunku, \u017ce przednie ko\u0142o zostanie uniesione.
        \nAnalogia: Prosz\u0119 postawi\u0107 pionowo kij i kopn\u0105\u0107 go w sp\u00f3d. Kij dozna obrotu w takim samym kierunku jak omawiany motor czy rower.<\/p>\n

        Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
        \n

        <\/a>
        \nPytanie:<\/b> Czy jest prawd\u0105, \u017ce ilo\u015b\u0107 atom\u00f3w od pierwszej sekundy istnienia wszech\u015bwiata pozosta\u0142a bez zmian?<\/p>\n

        Odpowiada dr hab. Krzysztof Szyma\u0144ski:<\/b>
        \nNie, to nie jest prawd\u0105. Najpierw atom\u00f3w nie by\u0142o. Atomy, z kt\u00f3rych my jeste\u015bmy zbudowani, powsta\u0142y w wyniku wybuch\u00f3w gwiazd supernowych.
        \nAtomy ci\u0105gle powstaj\u0105 i gin\u0105. W g\u00f3rnych warstwach atmosfery z izotopu w\u0119gla powstaje izotop azotu. Nawet w naszym organizmie jest pewna ilo\u015b\u0107 atom\u00f3w promieniotw\u00f3rczych, kt\u00f3re rozpadaj\u0105 si\u0119 w wyniku reakcji j\u0105drowych. Te rozpady s\u0105 oczywi\u015bcie mierzalne.<\/p>\n

        Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
        \n

        <\/a>
        \nPytanie:<\/b> Czy jest mo\u017cliwe, \u017ce atomy z cia\u0142a kogo\u015b kto ju\u017c nie \u017cyje, znajduj\u0105 si\u0119 we mnie?<\/p>\n

        Odpowiada dr hab. Krzysztof Szyma\u0144ski:<\/b>
        \nOdpowied\u017a jest troch\u0119 skomplikowana.
        \nPo pierwsze, nie jest precyzyjnie okre\u015blone z kt\u00f3rych atom\u00f3w zbudowany jest cz\u0142owiek. Czy powietrze, kt\u00f3re jest w Twoich p\u0142ucach nale\u017cy do Twojego cia\u0142a? A czy cz\u0105steczka wody, kt\u00f3ra by\u0142a w Twojej \u015blinie i znalaz\u0142a si\u0119 na zewn\u0105trz Twojego organizmu nale\u017ca\u0142a do Twojego cia\u0142a? Chyba na oba pytania odpowiedz jest pozytywna i nie dziwi nas, \u017ce takie cz\u0105steczki czy atomy mog\u0105 by\u0107 wymieniane pomi\u0119dzy lud\u017ami, w szczeg\u00f3lno\u015bci pomi\u0119dzy \u017cywymi i zmar\u0142ymi. Wszak nasze cia\u0142o zbudowane jest g\u0142\u00f3wnie z wody. Takie same rozwa\u017cania dotycz\u0105 innych pierwiastk\u00f3w. W\u0119giel jest w naszym organizmie sk\u0142adnikiem t\u0142uszcz\u00f3w, spalamy go i wydychamy dwutlenek w\u0119gla oraz wod\u0119 itd.
        \nWarto jeszcze doda\u0107 to, \u017ce nasz \u015bwiat jest \u015bwiatem kwantowym i atomy danego pierwiastka (a dok\u0142adniej izotopu) s\u0105 NIEROZR\u00d3\u017bNIALNE. Tak wiec nie istnieje \u017cadna metoda na sprawdzenie tego, \u017ce jaki\u015b konkretny atom w naszym ciele jest dok\u0142adnie tym samym atomem, kt\u00f3ry by\u0142 w innym ciele (\u017cywym czy nie\u017cywym). Zabrania tego mechanika kwantowa, przynajmniej w takiej postaci jak\u0105 obecnie znamy.
        \nI jeszcze trzecia uwaga. Poniewa\u017c atomy s\u0105 nierozr\u00f3\u017cnialne, to tak naprawd\u0119 nie ma najmniejszego znaczenia czy wch\u0142aniamy atomy, kt\u00f3re kiedy\u015b budowa\u0142y cia\u0142o cz\u0142owieka zmar\u0142ego czy cz\u0142owieka \u017cywego, kota, psa, bakterii lub wirusa. Na pewno w ka\u017cdym ciele jest bardzo du\u017co atom\u00f3w kt\u00f3re pochodz\u0105 z odchod\u00f3w i padliny.
        \nI jeszcze jedno. Powy\u017csze rozwa\u017cania dotycz\u0105 atom\u00f3w czy cz\u0105steczek. Co innego, gdy mamy do czynienia z du\u017cymi skupiskami atom\u00f3w. Nie jest wtedy bez znaczenia jakie bia\u0142ko spo\u017cywamy. Zatem z punktu widzenie biologii istotne jest jakie po\u0142\u0105czenia atom\u00f3w dostaj\u0105 si\u0119 do naszego organizmu, np. po\u0142\u0105cze\u0144 w postaci wirusa grypy nie chcemy!!!
        \nTaki jest nasz \u015bwiat. Tajemniczy i pi\u0119kny.<\/p>\n

        Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
        \n

        <\/a>
        \nPytanie:<\/b> Dlaczego we wn\u0119trzu Ziemi jest wysoka temperatura?<\/p>\n

        Odpowiada dr Marek Niko\u0142ajuk:<\/b>
        \nS\u0105 trzy zasadnicze przyczyny:
        \n1. Rozpady pierwiastk\u00f3w radioaktywnych (takich jak uran) we wn\u0119trzu Ziemi. Uzyskiwana z nich energia podgrzewa\u0142aby Ziemi\u0119 (jak to si\u0119 dzieje w reaktorach atomowych).
        \n2. Wp\u0142yw Ksi\u0119\u017cyca i jego si\u0142y p\u0142ywowe, kt\u00f3re non stop, co 12 godzin i 26 min, staraj\u0105 si\u0119 zdeformowa\u0107 Ziemi\u0119. Wp\u0142yw si\u0142 p\u0142ywowych potrafi by\u0107 bardzo du\u017cy. Bardzo dobrym przyk\u0142adem jest ksi\u0119\u017cyc Jowisza – Io. Si\u0142y p\u0142ywowe od Jowisza pr\u00f3buj\u0105 tak go zgniata\u0107, tak deformowa\u0107, \u017ce wulkany na powierzchni Io wyrzucaj\u0105 z niego materi\u0119 z tak du\u017c\u0105 si\u0142\u0105, \u017ce dociera ona na orbit\u0119 i ucieka w przestrze\u0144 kosmiczn\u0105.
        \n3. Praca si\u0142 grawitacyjnych. Przenie\u015bmy si\u0119 do wn\u0119trza Ziemi i sta\u0144my si\u0119 jakim\u015b elementem Ziemi. Co czuje taki element masy? Czuje, \u017ce jest \u015bciskany przez materi\u0119 Ziemi, kt\u00f3ra jest nad nim, czyli czuje ci\u015bnienie zwi\u0105zane z naporem. Ta materia jak i on sam podlegaj\u0105 sile ci\u0105\u017cenia. Czuje te\u017c si\u0142\u0119 wyporu, kt\u00f3ra hamuje \u00f3w grawitacyjny kolaps. To w\u0142a\u015bnie du\u017ce ci\u015bnienie powoduje du\u017c\u0105 temperatur\u0119 we wn\u0119trzu Ziemi.<\/p>\n

        Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
        \n

        <\/a>
        \nPytanie:<\/b> Witam, mam pytanie dotycz\u0105ce efektu Casimira. Jak to mo\u017cliwe, \u017ce cz\u0105stki wirtualne wywieraj\u0105 ci\u015bnienie na p\u0142yty zastosowane w do\u015bwiadczeniu? Co prawda pary cz\u0105stka-antycz\u0105stka pojawiaj\u0105 si\u0119 w pr\u00f3\u017cni, po\u017cyczaj\u0105c na to energi\u0119 nie wiadomo sk\u0105d, ale po chwili anihiluj\u0105 bez widocznego efektu, wi\u0119c bilans energetyczny wychodzi na zero. Je\u015bli jednak taka wirtualna cz\u0105stka odda cz\u0119\u015b\u0107 swojej energii p\u0142ycie (odbijaj\u0105c si\u0119 od niej) to przecie\u017c po tym jak anihiluje bez \u015bladu z odpowiadaj\u0105c\u0105 jej antycz\u0105stk\u0105 zostajemy z p\u0142yt\u0105, kt\u00f3ra dosta\u0142a troszeczk\u0119 energii znik\u0105d.<\/p>\n

        Odpowiada dr hab. Krzysztof Szyma\u0144ski:<\/b>
        \nWywieranie ci\u015bnienia nie gwa\u0142ci \u017cadnej zasady zachowania. Wirtualna cz\u0105stka zderzaj\u0105c si\u0119 ze sztywn\u0105 \u015bciank\u0105 przekazuje p\u0119d wywieraj\u0105c ci\u015bnienie, natomiast nie przekazuje energii. Pusta przestrze\u0144 oddzielona \u015bciankami ma inne w\u0142asno\u015bci ni\u017c przestrze\u0144 na zewn\u0105trz tych \u015bcianek. Cz\u0105stki wirtualne w tych dw\u00f3ch obszarach tworz\u0105 si\u0119 w inny spos\u00f3b i z tego powodu wywierane jest niejednakowe ci\u015bnienie. Cz\u0105stkami wirtualnymi s\u0105 pary cz\u0105stka – antycz\u0105stka oraz kwanty pola elektromagnetycznego.
        \nW efekcie Casimira pomi\u0119dzy np. r\u00f3wnoleg\u0142ymi p\u0142ytami metalowymi wytwarzaj\u0105 si\u0119 elektromagnetyczne fale stoj\u0105ce. S\u0105 to oscylatory kwantowe w stanie o najni\u017cszej energii. Energia ta jest r\u00f3wna sta\u0142ej Plancka pomno\u017conej przez po\u0142ow\u0119 cz\u0119stotliwo\u015bci drgania. Zmieniaj\u0105c odleg\u0142o\u015bci pomi\u0119dzy p\u0142ytami wytwarzamy inn\u0105 geometri\u0119 drgaj\u0105cych fal i wykonujemy w ten spos\u00f3b prac\u0119. Z tego powodu pojawia si\u0119 si\u0142a przyci\u0105gania metalowych p\u0142yt.
        \nWarto przeczyta\u0107 artyku\u0142: P.T. Peczkowski “Efekt Casimira, czyli fluktuacje pr\u00f3\u017cni kwantowej”, Fizyka w Szkole, nr 4, 2006.<\/p>\n

        Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
        \n

        <\/a>
        \nPytanie:<\/b> Na czym dok\u0142adnie polega toczenie si\u0119 z po\u015blizgiem? Czy aby cia\u0142o toczy\u0142o si\u0119 z po\u015blizgiem, opr\u00f3cz si\u0142y tarcia powinna dzia\u0142a\u0107 jeszcze wi\u0119ksza si\u0142a? Taka, kt\u00f3rej warto\u015b\u0107 by\u0142aby wi\u0119ksza od max. wart. si\u0142y tarcia statycznego. I jeszcze jedno: czy im wi\u0119ksza si\u0142a tarcia statycznego to wi\u0119ksze szanse na toczenie si\u0119 bez po\u015blizgu?<\/p>\n

        Odpowiada dr hab. Krzysztof Szyma\u0144ski:<\/b>
        \nPowiedzmy najpierw o toczeniu si\u0119 bez po\u015blizgu.
        \nZe zjawiskiem tym mamy do czynienia wtedy, gdy podczas toczenia si\u0119 wzgl\u0119dne pr\u0119dko\u015bci stykaj\u0105cych si\u0119 punkt\u00f3w cia\u0142 s\u0105 sobie r\u00f3wne. A wi\u0119c w uk\u0142adzie zwi\u0105zanym z punktem zetkni\u0119cia cia\u0142 tocz\u0105cych si\u0119 bez po\u015blizgu widzimy, \u017ce stykaj\u0105ce si\u0119 cz\u0119\u015bci cia\u0142 pozostaj\u0105 w spoczynku.
        \nPodczas toczenia si\u0119 bez po\u015blizgu energia mechaniczna (czyli energia potencjalna plus kinetyczna ruchu post\u0119powego i obrotowego) nie zmienia si\u0119. Si\u0142y tarcia nie wykonuj\u0105 pracy (podobnie jak si\u0142a tarcia w przypadku spoczywaj\u0105cego cia\u0142a).
        \nWarto zauwa\u017cy\u0107, \u017ce toczenie bez po\u015blizgu daje si\u0119 \u0142atwo zrealizowa\u0107 w przypadku du\u017cego wsp\u00f3\u0142czynnika tarcia. Warto te\u017c zauwa\u017cy\u0107, \u017ce w przypadku braku tarcia toczenie bez po\u015blizgu mo\u017cna zrealizowa\u0107 dobieraj\u0105c odpowiednio pr\u0119dko\u015b\u0107 ruchu obrotowego i post\u0119powego. Podczas toczenia bez po\u015blizgu, poniewa\u017c stykaj\u0105ce si\u0119 cz\u0119\u015bci cia\u0142 nie przesuwaj\u0105 si\u0119 wzgl\u0119dem siebie, dzia\u0142aj\u0105 na nie si\u0142y tarcia statycznego (w wielu szczeg\u00f3lnych przypadkach s\u0105 to si\u0142y o warto\u015bci r\u00f3wnej zero).
        \nToczenie z po\u015blizgiem polega na takim ruchu cia\u0142 wzgl\u0119dem siebie, \u017ce pr\u0119dko\u015bci punkt\u00f3w styku tych cia\u0142 s\u0105 r\u00f3\u017cne. Typowym przyk\u0142adem jest ruch ko\u0142a samochodowego podczas silnego przyspieszania (przyspieszanie z piskiem opon) lub podczas gwa\u0142townego hamowania.
        \nA teraz szczeg\u00f3\u0142owe odpowiedzi:
        \nNa czym dok\u0142adnie polega toczenie si\u0119 z po\u015blizgiem?
        \nToczenie z po\u015blizgiem polega na takim ruchu cia\u0142 wzgl\u0119dem siebie, \u017ce pr\u0119dko\u015bci punkt\u00f3w styku tych cia\u0142 s\u0105 r\u00f3\u017cne.
        \nCzy aby cia\u0142o toczy\u0142o si\u0119 z po\u015blizgiem , opr\u00f3cz si\u0142y tarcia powinna dzia\u0142a\u0107 jeszcze wi\u0119ksza si\u0142a. Taka, kt\u00f3rej warto\u015b\u0107 by\u0142aby wi\u0119ksza od max. wart. si\u0142y tarcia statycznego?
        \nNie. Podczas toczenia z po\u015blizgiem dzia\u0142aj\u0105 si\u0142y tarcia dynamicznego.
        \nCzy im wi\u0119ksza si\u0142a tarcia statycznego to wi\u0119ksze szanse na toczenie si\u0119 bez po\u015blizgu?
        \nTak. Trzeba tylko doda\u0107, \u017ce podczas toczenia z po\u015blizgiem dzia\u0142aj\u0105 si\u0142y tarcia dynamicznego.<\/p>\n

        Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
        \n

        <\/a>
        \nPytanie:<\/b> Zwi\u0119kszanie napi\u0119cia przyspieszaj\u0105cego w lampie rentgenowskiej spowoduje zmniejszenie warto\u015bci kr\u00f3tkofalowej granicy widma, ale jak wp\u0142ynie to na ilo\u015b\u0107 linii widma charakterystycznego? O czym \u015bwiadczy ilo\u015b\u0107 linii widma w promieniowaniu rentgenowskim?<\/p>\n

        Odpowiada dr Katarzyna Re\u0107ko:<\/b>
        \nZwi\u0119kszenie napi\u0119cia przyspieszaj\u0105cego spowoduje przesuni\u0119cie kr\u00f3tkofalowej granicy widma w kierunku kr\u00f3tszych fal. Nie wp\u0142ywa to na ilo\u015b\u0107 linii widma charakterystycznego, zwi\u0119ksza tylko nat\u0119\u017cenia tych linii. W ostatnim pytaniu chodzi o prawdopodobie\u0144stwo przej\u015b\u0107 pomi\u0119dzy poziomami energetycznymi, kt\u00f3re podporz\u0105dkowane jest tzw. regu\u0142om wyboru. Liczba linii \u015bwiadczy o ilo\u015bci takich dozwolonych przej\u015b\u0107 pomi\u0119dzy poziomami energetycznymi wzbudzanego atomu (chodzi tu o atomy metalu, z kt\u00f3rego wykonana jest anoda lampy rentgenowskiej).<\/p>\n

        Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
        \n

        <\/a>
        \nPytanie:<\/b> S\u0105 dwa punkty oddalaj\u0105ce si\u0119 od siebie (w pr\u00f3\u017cni) z pr\u0119dko\u015bci\u0105 0,9c ka\u017cdy. Czy obserwator w jednym z punkt\u00f3w ma szanse zobaczy\u0107 drugi? I jak to wygl\u0105da z perspektywy osoby trzeciej? A co si\u0119 dzieje, gdy te punkty zbli\u017caj\u0105 si\u0119 do siebie? Czy obserwatorzy w tych punktach maj\u0105 szanse zobaczy\u0107 jak si\u0119 mijaj\u0105? I jak to wygl\u0105da z perspektywy osoby trzeciej?<\/p>\n

        Odpowiada dr hab. Piotr Jaranowski:<\/b>
        \nOdpowiem od razu na oba pytania. Przede wszystkim musimy sobie wyt\u0142umaczy\u0107, co mamy na my\u015bli m\u00f3wi\u0105c, ze jeden obiekt zauwa\u017ca jaki\u015b inny obiekt. Ot\u00f3\u017c precyzyjnie znaczy to tyle, \u017ce przynajmniej jeden foton promieniowania elektromagnetycznego (wiemy, \u017ce \u015bwiat\u0142o jest promieniowaniem elektromagnetycznym, a promieniowanie elektromagnetyczne mo\u017ce by\u0107 cz\u0119sto traktowane jako strumie\u0144 cz\u0105stek zwanych fotonami) zosta\u0142 wyemitowany przez pierwszy obiekt w pewnej chwili czasu i porusza\u0142 si\u0119 w przestrzeni w taki spos\u00f3b, \u017ce w jakiej\u015b innej chwili (p\u00f3\u017aniejszej od chwili emisji fotonu) zosta\u0142 zarejestrowany przez drugi obiekt. Moment rejestracji fotonu jest chwil\u0105, w kt\u00f3rej pierwszy obiekt zosta\u0142 “zobaczony” przez obiekt drugi.
        \nWszystkie cia\u0142a posiadaj\u0105ce nieznikaj\u0105c\u0105 mas\u0119 spoczynkow\u0105 musz\u0105 si\u0119 porusza\u0107 wzgl\u0119dem dowolnie wybranego inercjalnego uk\u0142adu odniesienia z pr\u0119dko\u015bciami mniejszymi od c (jest to jedno z fundamentalnych stwierdze\u0144 przewidywanych przez szczeg\u00f3ln\u0105 teori\u0119 wzgl\u0119dno\u015bci). A dowolny foton wzgl\u0119dem tego samego uk\u0142adu odniesienia porusza si\u0119 zawsze z pr\u0119dko\u015bci\u0105 c, bez wzgl\u0119du na to, jak porusza\u0142 si\u0119 obiekt, kt\u00f3ry ten\u017ce foton wyemitowa\u0142.
        \nFotony s\u0105 zatem zawsze szybsze od cia\u0142 posiadaj\u0105cych niezerowa mas\u0119 spoczynkowa i je\u015bli tylko taki foton zostanie wys\u0142any w odpowiednim kierunku w przestrzeni (kt\u00f3ry to kierunek zale\u017cy od szczeg\u00f3\u0142\u00f3w ruchu obu obiekt\u00f3w), powinien po pewnym czasie dogoni\u0107 drugi obiekt.
        \nNa przyk\u0142ad w sytuacji, w kt\u00f3rej dwa cia\u0142a oddalaj\u0105 si\u0119 od siebie wzd\u0142u\u017c jednej prostej, ka\u017cdy foton wyemitowany przez jedno cia\u0142o w kierunku cia\u0142a drugiego (wzd\u0142u\u017c tej samej prostej) zostanie przez to drugie cia\u0142o zarejestrowany, bez wzgl\u0119du na to, z jakimi pr\u0119dko\u015bciami wzgl\u0119dem ustalonego uk\u0142adu inercjalnego oba cia\u0142a si\u0119 poruszaj\u0105. Je\u015bli oba cia\u0142a zbli\u017caj\u0105c si\u0119 do siebie poruszaj\u0105 si\u0119 tak, \u017ce pr\u0119dko\u015b\u0107 ka\u017cdego z nich wzgl\u0119dem ustalonego uk\u0142adu inercjalnego wynosi np. 0,9c, to szczeg\u00f3lna teoria wzgl\u0119dno\u015bci przewiduje, \u017ce ich WZGL\u0118DNA pr\u0119dko\u015b\u0107 b\u0119dzie mniejsza ni\u017c c, dlatego foton nie b\u0119dzie mia\u0142 problemu z dogonieniem oddalaj\u0105cego si\u0119 cia\u0142a.<\/p>\n

        Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
        \n

        <\/a>
        \nPytanie:<\/b> M\u0119cz\u0119 si\u0119 z dowodem na wz\u00f3r promienia j\u0105dra atomowego: R = r*A1\/3<\/sup>. Sk\u0105d si\u0119 wzi\u0105\u0142 ten wz\u00f3r i jak go wyprowadzi\u0107?
        \nWychodz\u0119 z za\u0142o\u017ce\u0144:
        \noznaczenia: d – g\u0119sto\u015b\u0107, m – masa j\u0105dra, u – masa atomowa (masa nukleonu), A – liczba atomowa (liczba proton\u00f3w i neutron\u00f3w), V – obj\u0119to\u015b\u0107 j\u0105dra
        \nd = m\/V, m = A*u, wi\u0119c d*V = m = A*u -> V~A -> (4\/3)*[pi]*R3<\/sup> = x*A, x – pewna sta\u0142a.
        \nKorzystaj\u0105c z danych z podr\u0119cznika dla z\u0142ota bombardowanego cz\u0105steczkami alpha: Ekin min<\/sub> = 8 MeV = 8*106<\/sup> *1,6*10-19<\/sup> J, q(alpha) = 2e, q(Au) = 3u, k = 8,99*109<\/sup> (N*m2<\/sup>)\/C2<\/sup>) wprowadzam R = rmin<\/sub>:
        \nEk<\/sub> = Ep<\/sub> -> 8 MeV = kqQ\/rmin<\/sub> -> rmin<\/sub> = 2,8*10-15<\/sup> m to z podr\u0119cznika (mi po podstawieniu wysz\u0142o rmin<\/sub> = 1,1*10-15<\/sup> m).
        \nUk\u0142adam r\u00f3wnanie:
        \n((4\/3)*[pi])1\/3<\/sup>*rmin<\/sub> = (X)1\/3<\/sup>*(A)1\/3<\/sup> -> x1\/3<\/sup> = 1,05*10-14<\/sup> (a powinno by\u0107 1,2*10-15<\/sup>).<\/p>\n

        Odpowiada dr hab. Krzysztof Szyma\u0144ski:<\/b>
        \nW eksperymencie rozpraszania cz\u0105stek alfa na z\u0142ocie wyznaczy\u0107 mo\u017cemy promie\u0144 j\u0105dra z\u0142ota.
        \nPromie\u0144 taki wyznacza si\u0119 na podstawie analizy przekroju czynnego na rozpraszanie (a nie por\u00f3wnania energii kinetycznej i potencjalnej dla rmin<\/sub>).
        \nW wyniku podobnych bada\u0144 nad innymi jadrami ustalono, \u017ce g\u0119sto\u015b\u0107 materii j\u0105drowej – rozumiana jako ilo\u015b\u0107 nukleon\u00f3w na jednostk\u0119 obj\u0119to\u015bci – jest w przybli\u017ceniu sta\u0142a. St\u0105d proporcjonalno\u015b\u0107 promienia od pierwiastka trzeciego stopnia z liczby nukleon\u00f3w (lub te\u017c stosunek liczby nukleon\u00f3w do obj\u0119to\u015bci (lub r3<\/sup>) jest sta\u0142y).
        \nWarto doda\u0107, \u017ce zale\u017cno\u015b\u0107 ta jest przybli\u017cona. Dok\u0142adne pomiary wskazuj\u0105 na odst\u0119pstwa. R\u00f3wnie\u017c rozmiary danego j\u0105dra zale\u017c\u0105 od tego w jakim stanie si\u0119 to j\u0105dro znajduje, np. podstawowym lub wzbudzonym.
        \nJeszcze inny aspekt: w mechanice kwantowej (a tak\u0105 w\u0142a\u015bnie mechanik\u0105 opisywany jest \u015bwiat) poj\u0119cie promienia nie jest precyzyjnie okre\u015blone. M\u00f3wimy raczej o prawdopodobie\u0144stwie znalezienia cz\u0105stki w okre\u015blonej odleg\u0142o\u015bci. Intuicyjnie oznacza to, \u017ce j\u0105dro nie ma ostrej granicy (podobnie jak atom) chocia\u017c w przeciwie\u0144stwie do atomu granica ta jest znacznie ostrzejsza.<\/p>\n

        Do spisu pyta\u0144<\/a><\/div>\n
        \n

         <\/p>\n

        Stron\u0119 redaguj\u0105: prof. dr hab. Krzysztof Szyma\u0144ski  i dr Wojciech Olszewski<\/i><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

          Pytania (Tre\u015b\u0107 pytania jest \u0142\u0105czem do odpowiedzi na nie.) 28.01.2022: 127. W jaki spos\u00f3b teoria OTW t\u0142umaczy wyst\u0119powanie punkt\u00f3w libracyjnych L1 – L5 w mechanice nieba odkrytych przez Lagrange […]<\/a><\/p>\n","protected":false},"author":2,"featured_media":0,"parent":3486,"menu_order":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","template":"","meta":{"ngg_post_thumbnail":0,"Layout":"1c","footnotes":""},"categories":[],"tags":[],"class_list":["entry","author-dobrog","post-12404","page","type-page","status-publish"],"jetpack_sharing_enabled":true,"jetpack_shortlink":"https:\/\/wp.me\/P7nvcn-3e4","_links":{"self":[{"href":"https:\/\/physics.uwb.edu.pl\/wf\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/pages\/12404","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/physics.uwb.edu.pl\/wf\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/pages"}],"about":[{"href":"https:\/\/physics.uwb.edu.pl\/wf\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/page"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/physics.uwb.edu.pl\/wf\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/physics.uwb.edu.pl\/wf\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=12404"}],"version-history":[{"count":93,"href":"https:\/\/physics.uwb.edu.pl\/wf\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/pages\/12404\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":13264,"href":"https:\/\/physics.uwb.edu.pl\/wf\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/pages\/12404\/revisions\/13264"}],"up":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/physics.uwb.edu.pl\/wf\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/pages\/3486"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/physics.uwb.edu.pl\/wf\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=12404"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/physics.uwb.edu.pl\/wf\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=12404"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/physics.uwb.edu.pl\/wf\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=12404"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}