Paradoks Einsteina

Jaka jest różnica między dwoma podobnymi do siebie wzorami:
 

E = mc²

oraz

E = mv²

?

Zasadnicza. Z tych dwóch wzorów wynikają różne prawa fizyki.

Zastanawia mnie, jakie konsekwencje powodują te wzory, gdy zastosujemy je do układów cząstek i obiektów przestrzennych.

Przyjrzyjmy się wzorowi E = mv².

1. Dla stałej energii masa i prędkość są zależne od siebie: gdy wzrasta masa, prędkość maleje, a gdy wzrasta prędkość, maleje masa. Czyli dla średnio stałej energii układu, masy i prędkości elementów tego układu mogą być zmienne. Taka energia układu może zostać nawet uznana za zerową.

2.Dla stałej masy energia i prędkość są zależne od siebie: gdy wzrasta energia, wrasta prędkość, a gdy maleje energia, prędkość także maleje. Czyli dla średnio stałej masy układu, energia i prędkość elementów tego układu mogą być zmienne. Masa takiego układu może zostać nawet uznana za zerową.

3.Dla stałej prędkości energia i masą są od siebie zależne: gdy wzrasta energia, wzrasta masa, gdy energia maleje, masa także. Czyli dla średnio stałej prędkości układu, energia i masa elementów układu mogą być zmienne. Prędkość taka może zostać uznana nawet za zerową.

Ze wzoru E = mv² jasno wynika, że prędkości „v” mogą być różne, od wielkości zerowej do nieskończonej. Natomiast prędkość „c” stanowi wyłącznie pewną percepcyjną granicę. Ta percepcyjna granica dotyczy postrzegania świata fizycznego jako tylko i wyłącznie składającego się z „materii”. Nadal jeszcze powszechna „materialistyczna” opinia o nieprzekraczalności „prędkości światła c” jest postrzeganiem o tyle słusznym, co dotyczącym ściśle określonego wizerunku świata, który nas otacza. Ale czy jedynie słusznym?

Przyjrzyjmy się teraz wzorowi E = mc².

W przypadku tego wzoru jedynie energia i masa jakiegoś układu mogą być zmienne. Prędkość jest ograniczona do „c” i uznana za stałą. Co to znaczy? Ano to, że jeżeli istnieje w przestrzeni taka ilość energii, którą można uznać za „cząstki” energetyczne o "zerowej masie" (czyli tak małej, że została uznana za zerową), to by znaczyło, że dopiero pewna ilość takich „cząstek” energii może utworzyć układ fizyczny charakteryzujący się „masą” – taki układ, w którym pojawi się masa, staje się obiektem „materii”. Czyli E = mc² to wzór obowiązujący wyłącznie dla tak zwanych „cząstek” lub „obiektów” poruszających się z prędkością "c". Ten wzór opisuje możliwość tworzenia się „masywnych” obiektów z układów „cząstek” energetycznych. Przecież… 3. Dla stałej prędkości energia i masą są od siebie zależne: gdy wzrasta energia, wzrasta masa, gdy energia maleje, masa także. Czyli dla średnio stałej prędkości elementów układu, energia i masa elementów tego układu mogą być zmienne. 

Załóżmy, że „masa” hipotetycznych cząstek eteru jest równa jedności (chociaż jest tak mała, że uznana została za „zerową): E = 1c². Gdy takie cząstki zaczną tworzyć układ, energia układu będzie wzrastać. Może tak wzrosnąć, że w pewnym momencie układ stanie się odpowiednio „ciężki”? Oczywiście, że może. Co jest potrzebne? Odpowiednie zagęszczenie. Przy stałym wzroście energii pojawiać się powinny prędkości nieskończone, ale ograniczenie do prędkości "c" całego układu może wynikać z ograniczenia czaso-przestrzennego takiego układu, które powoduje w nim przyrost masy. Analogia niby daleka, ale dla mnie logiczna: poduszka, w której umieści się odpowiednią ilość leciutkich piór, także może  być odpowiednio masywna, że gdy się taka poduszką komuś przyłoży - nawet dla żartu, to można tego kogoś przewrócić.

„Podstawową ideą teorii względności jest to, że nie możemy mówić o wielkościach fizycznych takich jak prędkość czy przyspieszenie, nie określając wcześniej układu odniesienia, oraz że układ odniesienia definiuje się poprzez wybór pewnego punktu w czasoprzestrzeni, z którym jest on związany. Oznacza to, że wszelki ruch określa się i mierzy względem innych określonych układów odniesienia. (…) Jednym z postulatów ogólnej teorii względności jest zasada równoważności, mówiąca, że nie można (lokalnie) rozróżnić spadku swobodnego w polu grawitacyjnym od ruchu w układzie nieinercjalnym. Z postulatu tego wynika, że masa bezwładna i grawitacyjna są sobie równoważne. Dokładniej równość mas: grawitacyjnej i bezwładnej określana jest mianem słabej zasady równoważności (WEP), natomiast pełna zasada równoważności Einsteina głosi, że wynik dowolnego, lokalnego doświadczenia niegrawitacyjnego jest niezależny od prędkości swobodnie spadającego układu odniesienia i jest zgodny z przewidywaniami STW (tzw. lokalna niezmienniczość lorentzowska) i wynik ten jest niezależny od miejsca i czasu (tzw. lokalna niezmienniczość na położenie). W badaniach wykazano, że ogólna teoria względności jest sprzeczna z zasadą Macha.” *)

Natomiast

„Zasada Macha mówi, że cała materia we Wszechświecie jest ze sobą ściśle powiązana, a masa ciała nie jest jego wewnętrzną cechą, ale skutkiem oddziaływania pozostałej materii Wszechświata. Według zasady Macha bezwładność materii (opór przy przyspieszaniu) nie wynika z własności wewnętrznej materii, ale stanowi miarę jej oddziaływania z całym Wszechświatem. Bezwładność ta występuje tylko dlatego, że istnieje pozostała materia we Wszechświecie.Zasada ta, jako hipoteza została sformułowana przez fizyka i filozofa Ernsta Macha. Była jedną z inspiracji Alberta Einsteina przy tworzeniu ogólnej teorii względności (OTW), jednak ostatecznie okazała się z nią sprzeczna.”*)

Który z nich: Einstein czy Mach ma rację? A może nie należy opowiadać się wyłącznie po którejś-jednej stronie? No cóż, być może każdy z nich ma trochę racji. Jeśli wzory Einsteina (pomijając niektóre jego własne interpretacje) potraktujemy jako wzory dla układów cząstek energetycznych i obiektów materii, to możemy uzyskać spójność z pewnymi (chociaż nie wszystkimi) aspektami złożeń Macha. Otóż bezwładność materii jest związana z jej masą, która wynika zarówno z własności jej cech (jako układu własnego), które są skutkiem oddziaływania energii oraz innych obiektów materii (innych układów własnych z tej samej energii utworzonych). Zakres danego układu nie określa  „układ odniesienia”, lecz czasoprzestrzeń wypełniona energią i materią, czasoprzetrzeń, którą wyznacza (określa) dany układ lub która wyznacza wielkość danego układu. Takimi układami mogą być protony, elektrony, atomy, planety a nawet galaktyki łącznie z całym wszechświatem.

Każdy z układów, gdy staje się wyróżniony przez percepcyjne odcięcie go od całości, w jakiej jest zanurzony, podlega jednocześnie "ubezwzględnieniu", które nadaje mu status indywidualnego zjawiska.

Dlatego uważam, że paradoksalnie wzór Einsteina E = mc² opisuje, w jaki sposób z energii mogą być tworzone wszelakie obiekty materii, które znajdują się w jednym wspólnym układzie znanym nam jako Wszechświat.
 

*) Cytaty z  Wikipedii

Dodane 28. marca g.14.05

Co to za stała fizyczna "c"? Skąd ona i dlaczego? Ano po to i dlatego ona istnieje, że umożliwia istnienia naszego świata materii. Dla tych, co wierzą w Boga ujmę to tak: stworzył ją Bóg jako podstawę do tworzenia tego świata, w którym żyjemy i który postrzegamy (niektórzy) jako jedyny. Inna podstawowa stała fizyczna spowodowałaby istnienie całkiem innego fizycznie i niewyobrażalnego (dla tych, którzy wierzą w istnienie wyłącznie tego świata materialnego) świata.


Dostrzegam analogie pomiędzy wzorami E = mc² oraz E = mv², ponieważ uważam za całkiem prawdopodobne łączenie się ze sobą w układy "cząstek" o energii E = mc². Dla takiego układu można zastosować wzór

E = n * mc²

(gdzie "n" oznacza ilość składników układu - dowolną ilość "cząstek" o energii E = mc²). Znaczy to, że możliwy jest wzrost energii układu "cząstek" o energii E = mc².

Przy stałej masie takich cząstek, chociaż "zaniedbywalnie małej", ale nie zerowej (!!!), ich wspólna prędkość (skalarna) "v²" znacznie przekraczałaby progową "stałą fizyczną "c²". Stąd uważam, że E = n * mc² może zostać przyrównane wówczas do E = mv².

E = n * mc² = mv²

Ale wtedy "v²" będzie znacznie większe od "c²". Czyli taka prędkość "v" nie byłaby prędkością cząstek układu lecz sumą prędkości składowych tego układu. Według mnie ta prędkość mogłaby być przetworzona percepcyjnie na masę cząstek tworzących materię.

Czy w takim przypadku można powiedzieć, że energia E = n * mc² dla układu takich „cząstek” tworzących „przestrzenny obiekt energetyczny”, którego elementy zawierają stałą fizyczną ”c”, jest tą samą energią co energia we wzorze E = mv²? 

Być może jest to energia grawitacyjna, którą można podzielić na dwie „siły oddziaływań”: elektrycznego i magnetycznego. I dlatego obiekty uznane za materię mają energię kinetyczną określaną jako E = 1/2mv². 

Na początku notki napisałam: 

Zastanawia mnie, jakie konsekwencje powodują te wzory, gdy zastosujemy je do układów cząstek i obiektów przestrzennych.

I stąd powyższe rozważania.