ნათურა იწვის ფიზიკის კანონების საწინააღმდეგოდ

2024 ავტორი: Seth Attwood | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2023-12-16 16:09

ნათურების მუშაობის პრინციპები ჩვენთვის იმდენად მკაფიო და აშკარაა, რომ თითქმის არავინ ფიქრობს მათი მუშაობის მექანიკაზე. მიუხედავად ამისა, ეს ფენომენი უზარმაზარ საიდუმლოს მალავს, რომელიც ჯერ ბოლომდე არ არის ამოხსნილი.

პირველი, წინასიტყვაობა იმის შესახებ, თუ როგორ გაჩნდა ეს სტატია.

დაახლოებით ხუთი წლის წინ დავრეგისტრირდი სტუდენტურ ფორუმზე და გამოვაქვეყნე სტატია იმის შესახებ, თუ რა შეცდომებს უშვებს ჩვენი აკადემიური მეცნიერება მრავალი ძირითადი დებულების ინტერპრეტაციაში, როგორ ასწორებს ამ შეცდომებს ალტერნატიული მეცნიერება და როგორ ებრძვის აკადემიური მეცნიერება ალტერნატივას, იარლიყის დამაგრებით. მას "ფსევდომეცნიერება" და ადანაშაულებენ მას ყველა მოკვდავ ცოდვაში. ჩემი სტატია ეკიდა საჯარო დომენში დაახლოებით 10 წუთის განმავლობაში, რის შემდეგაც იგი გადააგდეს ნაგავსაყრელში. მაშინვე გამომიგზავნეს განუსაზღვრელი აკრძალვა და აკრძალეს მათთან გამოჩენა. რამდენიმე დღის შემდეგ გადავწყვიტე დავრეგისტრირდე სხვა სტუდენტურ საიტებზე, რათა ხელახლა ვცადო ამ სტატიის გამოქვეყნება. მაგრამ აღმოჩნდა, რომ ყველა ამ საიტზე უკვე შავ სიაში ვიყავი და რეგისტრაციაზე უარი მითხრეს. რამდენადაც მე მესმის, სტუდენტურ ფორუმებს შორის ხდება არასასურველი პირების შესახებ ინფორმაციის გაცვლა და ერთ საიტზე შავ სიაში მოხვედრა ნიშნავს ავტომატურ ფრენას ყველა დანარჩენიდან.

შემდეგ გადავწყვიტე წავსულიყავი ჟურნალ Kvant-ში, რომელიც სპეციალიზირებულია პოპულარულ სამეცნიერო სტატიებში სკოლის მოსწავლეებისა და უნივერსიტეტის სტუდენტებისთვის. მაგრამ ვინაიდან პრაქტიკაში ეს ჟურნალი ჯერ კიდევ უფრო მეტად არის ორიენტირებული სკოლის აუდიტორიაზე, სტატია დიდად გამარტივებული იყო. მე იქიდან გადავყარე ყველაფერი ფსევდომეცნიერების შესახებ და დავტოვე მხოლოდ ერთი ფიზიკური ფენომენის აღწერა და მივეცი ახალი ინტერპრეტაცია. ანუ სტატია ტექნიკური ჟურნალისტურიდან წმინდა ტექნიკურად გადაიქცა. მაგრამ მე არ დაველოდე რედაქციისგან ჩემს მოთხოვნაზე პასუხს. მანამდე კი, ჟურნალების რედაქციებიდან ყოველთვის მომდიოდა პასუხი, მაშინაც კი, თუ რედაქციამ უარყო ჩემი სტატია. აქედან დავასკვენი, რომ რედაქციაში მეც ვარ შავ სიაში. ასე რომ, ჩემს სტატიას არასოდეს უნახავს დღის სინათლე.

ხუთი წელი გავიდა. გადავწყვიტე ისევ კვანტის რედაქციას მივმართო. მაგრამ ხუთი წლის შემდეგ ჩემს თხოვნაზე პასუხი არ ყოფილა. ეს ნიშნავს, რომ მე ისევ მათ შავ სიაში ვარ. ამიტომ გადავწყვიტე აღარ მებრძოლა ქარის წისქვილებთან და სტატია გამომექვეყნებინა აქ საიტზე. რა თქმა უნდა, სამწუხაროა, რომ სკოლის მოსწავლეების აბსოლუტური უმრავლესობა ამას ვერ ხედავს. მაგრამ აქ ვერაფერს ვაკეთებ. ასე რომ, აი, თავად სტატია….

რატომ ანთებულია შუქი?

ალბათ, ჩვენს პლანეტაზე არ არის ისეთი დასახლება, სადაც ელექტრო ნათურები არ იქნება. დიდი და პატარა, ფლუორესცენტური და ჰალოგენური, ჯიბის ჩირაღდნებისთვის და ძლიერი სამხედრო პროჟექტორებისთვის - ისინი იმდენად მტკიცედ დაიმკვიდრეს ჩვენს ცხოვრებაში, რომ ისეთივე ნაცნობი გახდნენ, როგორც ჰაერი, რომელსაც ჩვენ ვსუნთქავთ. ნათურების მუშაობის პრინციპები ჩვენთვის იმდენად მკაფიო და აშკარაა, რომ თითქმის არავინ ფიქრობს მათი მუშაობის მექანიკაზე. მიუხედავად ამისა, ეს ფენომენი უზარმაზარ საიდუმლოს მალავს, რომელიც ჯერ ბოლომდე არ არის ამოხსნილი. შევეცადოთ თავად მოვაგვაროთ.

გვქონდეს აუზი ორი მილით, რომელთაგან ერთიდან წყალი ჩაედინება აუზში, მეორის მეშვეობით გამოდის მისგან. დავუშვათ, რომ აუზში ყოველ წამში 10 კილოგრამი წყალი შედის და თავად აუზში ამ ათი კილოგრამიდან 2 ჯადოსნურად გარდაიქმნება ელექტრომაგნიტურ გამოსხივებად და იყრება. კითხვა: რამდენი წყალი დატოვებს აუზს სხვა მილით? ალბათ, პირველკლასელიც უპასუხებს, რომ წამში 8 კილოგრამი წყალი დასჭირდება.

ცოტა შევცვალოთ მაგალითი.მილების ნაცვლად იყოს ელექტრო სადენები, აუზის ნაცვლად კი ელექტრო ნათურა. კიდევ ერთხელ განიხილეთ სიტუაცია. ერთი მავთული ნათურაში შეიცავს, ვთქვათ, 1 მილიონ ელექტრონს წამში. თუ ვივარაუდებთ, რომ ამ მილიონის ნაწილი გარდაიქმნება სინათლის გამოსხივებად და გამოიყოფა ნათურიდან მიმდებარე სივრცეში, მაშინ ნაკლები ელექტრონები დატოვებს ნათურას სხვა მავთულის მეშვეობით. რას აჩვენებს გაზომვები? ისინი აჩვენებენ, რომ ელექტრული დენი წრეში არ იცვლება. დენი არის ელექტრონების ნაკადი. და თუ ელექტრული დენი ორივე მავთულში ერთნაირია, ეს ნიშნავს, რომ ნათურიდან გამოსული ელექტრონების რაოდენობა ტოლია ნათურაში შემავალი ელექტრონების რაოდენობას. და სინათლის გამოსხივება არის მატერიის ერთგვარი სახეობა, რომელიც არ შეიძლება წარმოიშვას სრულყოფილი სიცარიელიდან, მაგრამ მხოლოდ სხვა სახისგან მოდის. და თუ ამ შემთხვევაში სინათლის გამოსხივება ვერ ჩნდება ელექტრონებიდან, მაშინ საიდან მოდის მატერია სინათლის გამოსხივების სახით?

ელექტრული ნათურის სიკაშკაშის ეს ფენომენი ასევე ეწინააღმდეგება ელემენტარული ნაწილაკების ფიზიკის ერთ ძალიან მნიშვნელოვან კანონს - ეგრეთ წოდებული ლეპტონის მუხტის შენარჩუნების კანონს. ამ კანონის თანახმად, ელექტრონი შეიძლება გაქრეს გამა კვანტის ემისიით მხოლოდ მისი ანტინაწილაკით, პოზიტრონით, განადგურების რეაქციაში. მაგრამ ნათურაში არ შეიძლება იყოს პოზიტრონები, როგორც ანტიმატერიის მატარებლები. და შემდეგ მივიღებთ ფაქტიურად კატასტროფულ სიტუაციას: ყველა ელექტრონი, რომელიც შედის ნათურაში ერთი მავთულის საშუალებით, ტოვებს ნათურას სხვა მავთულის მეშვეობით, ყოველგვარი ანიჰილაციის რეაქციების გარეშე, მაგრამ ამავე დროს ახალი მატერია ჩნდება თავად ნათურაში სინათლის გამოსხივების სახით.

და აქ არის კიდევ ერთი საინტერესო ეფექტი, რომელიც დაკავშირებულია მავთულხლართებთან და ნათურებთან. მრავალი წლის წინ ცნობილმა ფიზიკოსმა ნიკოლა ტესლამ ჩაატარა იდუმალი ექსპერიმენტი ენერგიის ერთი მავთულის მეშვეობით გადაცემის შესახებ, რომელიც ჩვენს დროში გაიმეორა რუსმა ფიზიკოსმა ავრამენკომ. ექსპერიმენტის არსი შემდეგი იყო. ჩვენ ვიღებთ ყველაზე ჩვეულებრივ ტრანსფორმატორს და ვაკავშირებთ მას პირველადი გრაგნილით ელექტრო გენერატორთან ან ქსელთან. მეორადი გრაგნილი მავთულის ერთი ბოლო უბრალოდ ჰაერში იკეცება, მეორე ბოლოს გვერდით ოთახში ვწევთ და იქ ვუკავშირდებით ოთხი დიოდისგან შემდგარ ხიდს, რომელსაც შუაში ელექტრო ნათურა აქვს. ტრანსფორმატორს ვაყენებთ ძაბვას და შუქი აინთო. მაგრამ ბოლოს და ბოლოს, მასზე მხოლოდ ერთი მავთული იჭიმება და ელექტრული წრედის მუშაობისთვის საჭიროა ორი მავთული. ამავდროულად, ამ ფენომენის შემსწავლელი მეცნიერების აზრით, ნათურისკენ მიმავალი მავთული საერთოდ არ თბება. ის არ ცხელდება ისე, რომ სპილენძის ან ალუმინის ნაცვლად შეიძლება გამოყენებულ იქნას ნებისმიერი ლითონი, რომელსაც აქვს ძალიან მაღალი წინაღობა და ის მაინც ცივი დარჩეს. უფრო მეტიც, შესაძლებელია მავთულის სისქის შემცირება ადამიანის თმის სისქემდე და მაინც ინსტალაცია იმუშავებს უპრობლემოდ და მავთულში სითბოს წარმოქმნის გარეშე. აქამდე ვერავინ ახსნიდა ენერგიის ერთი მავთულით გადაცემის ამ ფენომენს ყოველგვარი დანაკარგის გარეშე. ახლა კი შევეცდები ამ ფენომენის ჩემი ახსნა.

ფიზიკაში არის ასეთი კონცეფცია - ფიზიკური ვაკუუმი. ის არ უნდა აგვერიოს ტექნიკურ ვაკუუმში. ტექნიკური ვაკუუმი სიცარიელის სინონიმია. როდესაც ჭურჭლიდან ვიღებთ ჰაერის ყველა მოლეკულას, ვქმნით ტექნიკურ ვაკუუმს. ფიზიკური ვაკუუმი სულ სხვაა, ის ყოვლისმომცველი მატერიის ან გარემოს ერთგვარი ანალოგია. ამ სფეროში მომუშავე ყველა მეცნიერს ეჭვი არ ეპარება ფიზიკური ვაკუუმის არსებობაში, რადგან მის რეალობას მრავალი ცნობილი ფაქტი და ფენომენი ადასტურებს. ისინი კამათობენ მასში ენერგიის არსებობაზე. ვიღაც საუბრობს ენერგიის უკიდურესად მცირე რაოდენობაზე, სხვები მიდრეკილნი არიან იფიქრონ ენერგიის უკიდურესად უზარმაზარ რაოდენობაზე. ფიზიკური ვაკუუმის ზუსტი განმარტება შეუძლებელია. მაგრამ თქვენ შეგიძლიათ მისცეს სავარაუდო განმარტება მისი მახასიათებლების საშუალებით.მაგალითად, ეს: ფიზიკური ვაკუუმი არის სპეციალური ყოვლისმომცველი საშუალება, რომელიც ქმნის სამყაროს სივრცეს, წარმოქმნის მატერიას და დროს, მონაწილეობს მრავალ პროცესში, აქვს უზარმაზარი ენერგია, მაგრამ ჩვენთვის არ არის ხილული აუცილებელი არარსებობის გამო. გრძნობის ორგანოები და ამიტომ გვეჩვენება სიცარიელე. განსაკუთრებით უნდა აღინიშნოს: ფიზიკური ვაკუუმი არ არის სიცარიელე, ეს მხოლოდ სიცარიელეა. და თუ ამ პოზიციას დაიკავებთ, მაშინ ბევრი გამოცანები ადვილად ამოიხსნება. მაგალითად, ინერციის თავსატეხი.

რა არის ინერცია ჯერ კიდევ გაუგებარია. უფრო მეტიც, ინერციის ფენომენი ეწინააღმდეგება კიდეც მექანიკის მესამე კანონს: მოქმედება უდრის რეაქციას. ამ მიზეზით, ინერციული ძალები ზოგჯერ ცდილობენ გამოცხადდნენ მოჩვენებითად და ფიქტიურად. მაგრამ თუ მკვეთრად დამუხრუჭებულ ავტობუსში ინერციული ძალების ზემოქმედების ქვეშ მოვექცევით და შუბლზე დაგვხვდება, რამდენად მოჩვენებითი და გამოგონილი იქნება ეს მუწუკი? სინამდვილეში, ინერცია წარმოიქმნება, როგორც ფიზიკური ვაკუუმის რეაქცია ჩვენს მოძრაობაზე.

როდესაც მანქანაში ვსხედვართ და გაზს ვაჭერთ, ვიწყებთ არათანაბრად (აჩქარებულად) მოძრაობას და ჩვენი სხეულის გრავიტაციული ველის ამ მოძრაობით ვაფორმირებთ ჩვენს გარშემო არსებული ფიზიკური ვაკუუმის სტრუქტურას, რაც მას გარკვეულ ენერგიას ვაძლევთ. და ვაკუუმი რეაგირებს ამაზე ინერციული ძალების შექმნით, რომლებიც უკან გვახევს, რათა დაგვტოვოს მოსვენებაში და ამით აღმოფხვრას მისგან შემოტანილი დეფორმაცია. ინერციული ძალების დასაძლევად საჭიროა დიდი ენერგია, რაც ითარგმნება აჩქარებისთვის საწვავის მაღალ მოხმარებაში. შემდგომი ერთგვაროვანი მოძრაობა არანაირად არ მოქმედებს ფიზიკურ ვაკუუმზე და, შესაბამისად, არ ქმნის ინერციულ ძალებს, შესაბამისად, საწვავის მოხმარება ერთგვაროვანი მოძრაობისთვის ნაკლებია. და როდესაც ვიწყებთ შენელებას, ჩვენ ისევ არათანაბრად (ნელა) ვმოძრაობთ და ისევ ვაფორმირებთ ფიზიკურ ვაკუუმს მისი არათანაბარი მოძრაობით, და ის კვლავ რეაგირებს ამაზე ინერციული ძალების შექმნით, რომლებიც წინ გვიწევენ და დაგვტოვებენ ერთგვაროვან სწორხაზოვან მოძრაობაში. როდესაც არ არის ვაკუუმის დეფორმაცია. მაგრამ ახლა ჩვენ აღარ გადავცემთ ენერგიას ვაკუუმში, არამედ ის გვაძლევს და ეს ენერგია სითბოს სახით გამოიყოფა მანქანის სამუხრუჭე ხუნდებში.

მანქანის ასეთი აჩქარებული-ერთგვაროვანი-შენელებული მოძრაობა სხვა არაფერია, თუ არა დაბალი სიხშირის და უზარმაზარი ამპლიტუდის რხევითი მოძრაობის ერთი ციკლი. აჩქარების ეტაპზე ენერგია შეჰყავთ ვაკუუმში, შენელების ეტაპზე ვაკუუმი თმობს ენერგიას. და ყველაზე დამაინტრიგებელი ის არის, რომ ვაკუუმს შეუძლია უფრო მეტი ენერგია გამოსცეს, ვიდრე ადრე იღებდა ჩვენგან, რადგან ის თავად ფლობს ენერგიის უზარმაზარ მარაგს. ამ შემთხვევაში ენერგიის შენარჩუნების კანონის დარღვევა არ ხდება: რამდენ ენერგიას მოგვცემს ვაკუუმი, ზუსტად იმდენივე ენერგიას მივიღებთ მისგან. მაგრამ იმის გამო, რომ ფიზიკური ვაკუუმი ჩვენთვის სიცარიელედ გვეჩვენება, გვეჩვენება, რომ ენერგია არსაიდან ჩნდება. და ენერგიის შენარჩუნების კანონის აშკარა დარღვევის ასეთი ფაქტები, როდესაც ენერგია სიტყვასიტყვით ჩნდება სიცარიელიდან, უკვე დიდი ხანია ცნობილია ფიზიკაში (მაგალითად, ნებისმიერ რეზონანსზე, ისეთი უზარმაზარი ენერგია გამოიყოფა, რომ რეზონანსული ობიექტი შეიძლება დაიშალოს კიდეც).

წრეწირული მოძრაობა ასევე არის არათანაბარი მოძრაობის სახეობა, თუნდაც მუდმივი სიჩქარით, რადგან ამ შემთხვევაში სიჩქარის ვექტორის პოზიცია სივრცეში იცვლება. შესაბამისად, ასეთი მოძრაობა დეფორმირებს მიმდებარე ფიზიკურ ვაკუუმს, რომელიც ამაზე რეაგირებს წინააღმდეგობის ძალების წარმოქმნით ცენტრიდანული ძალების სახით: ისინი ყოველთვის მიმართულია ისე, რომ გაასწორონ მოძრაობის ტრაექტორია და გახადონ იგი სწორხაზოვანი, როდესაც ვაკუუმი არ არის. დეფორმაცია. და ცენტრიდანული ძალების დასაძლევად (ან ბრუნვით გამოწვეული ვაკუუმის შესანარჩუნებლად), თქვენ უნდა დახარჯოთ ენერგია, რომელიც გადადის თავად ვაკუუმში.

ახლა ჩვენ შეგვიძლია დავუბრუნდეთ ნათურის ნათების ფენომენს. მისი მუშაობისთვის წრეში უნდა იყოს ელექტრო გენერატორი (თუნდაც ბატარეა იყოს, ის მაინც ერთხელ დამუხტული იყო გენერატორიდან).ელექტრული გენერატორის როტორის ბრუნვა დეფორმირებს მეზობელი ფიზიკური ვაკუუმის სტრუქტურას, როტორში წარმოიქმნება ცენტრიდანული ძალები და ამ ძალების დასაძლევად ენერგია ტოვებს პირველადი ტურბინას ან ბრუნვის სხვა წყაროს ფიზიკურ ვაკუუმში. რაც შეეხება ელექტრონების მოძრაობას ელექტრულ წრეში, ეს მოძრაობა ხდება მბრუნავ როტორში ვაკუუმის მიერ შექმნილი ცენტრიდანული ძალების მოქმედებით. როდესაც ელექტრონები შედიან ნათურის ძაფში, ისინი ინტენსიურად ბომბავს კრისტალური მედის იონებს და ისინი იწყებენ მკვეთრ ვიბრაციას. ასეთი ვიბრაციების დროს, ფიზიკური ვაკუუმის სტრუქტურა კვლავ დეფორმირდება და ვაკუუმი ამაზე რეაგირებს სინათლის კვანტების გამოსხივებით. ვინაიდან ვაკუუმი თავისთავად არის ერთგვარი მატერია, აქამდე აღნიშნული წინააღმდეგობა მატერიის არსაიდან გამოჩენის შესახებ მოიხსნება: მატერიის ერთი ფორმა (სინათლის გამოსხივება) წარმოიქმნება სხვა სახისგან (ფიზიკური ვაკუუმი). თავად ელექტრონები ასეთ პროცესში არ ქრება და არ გარდაიქმნება სხვა რამეში. მაშასადამე, რამდენი ელექტრონი შედის ნათურაში ერთი მავთულის მეშვეობით, ზუსტად იგივე რაოდენობა გამოვა მეორის მეშვეობით. ბუნებრივია, კვანტების ენერგია ასევე აღებულია ფიზიკური ვაკუუმიდან და არა ძაფში შემავალი ელექტრონებიდან. ელექტრული დენის ენერგია თავად წრეში არ იცვლება და მუდმივი რჩება.

ამრიგად, ნათურის ლუმინესცენციისთვის საჭიროა არა თავად ელექტრონები, არამედ ლითონის კრისტალური მედის იონების მკვეთრი ვიბრაციები. ელექტრონები მხოლოდ ინსტრუმენტია, რომელიც აიძულებს იონებს ვიბრაციას. მაგრამ ინსტრუმენტი შეიძლება შეიცვალოს. და ერთი მავთულის ექსპერიმენტში, ეს არის ზუსტად ის, რაც ხდება. ნიკოლა ტესლას ცნობილ ექსპერიმენტში ენერგიის ერთი მავთულის მეშვეობით გადაცემის შესახებ, ასეთი ინსტრუმენტი იყო მავთულის შიდა ალტერნატიული ელექტრული ველი, რომელიც მუდმივად ცვლიდა მის სიძლიერეს და ამით აიძულებდა იონებს ვიბრაციას. აქედან გამომდინარე, გამოთქმა "ენერგიის გადაცემა ერთი მავთულის მეშვეობით" ამ შემთხვევაში არ არის წარმატებული, თუნდაც მცდარი. მავთულის საშუალებით ენერგია არ გადადიოდა, ენერგია გამოიყოფა თავად ნათურაში მიმდებარე ფიზიკური ვაკუუმიდან. ამ მიზეზით, თავად მავთული არ გაცხელდა: შეუძლებელია ობიექტის გათბობა, თუ მას ენერგია არ მიეწოდება.

შედეგად, ელექტროგადამცემი ხაზების მშენებლობის ღირებულების მკვეთრი შემცირების საკმაოდ მაცდური პერსპექტივა ჩნდება. პირველი, თქვენ შეგიძლიათ მიიღოთ ერთი მავთულის ნაცვლად ორი, რაც დაუყოვნებლივ ამცირებს კაპიტალურ ხარჯებს. მეორეც, შედარებით ძვირადღირებული სპილენძის ნაცვლად, შეგიძლიათ გამოიყენოთ ნებისმიერი ყველაზე იაფი ლითონი, თუნდაც ჟანგიანი რკინა. მესამე, თქვენ შეგიძლიათ შეამციროთ მავთულის სისქე ადამიანის თმის სისქემდე და დატოვოთ მავთულის სიმტკიცე უცვლელი ან თუნდაც გაზარდოთ იგი გამძლე და იაფი პლასტმასის გარსში ჩასმით (სხვათა შორის, ეს ასევე დაიცავს მავთულს. ატმოსფერული ნალექებისგან). მეოთხე, მავთულის მთლიანი წონის შემცირების გამო, შესაძლებელია გაიზარდოს მანძილი საყრდენებს შორის და ამით შეამციროს საყრდენების რაოდენობა მთელი ხაზისთვის. რეალურია ამის გაკეთება? რა თქმა უნდა რეალურია. იქნება ჩვენი ქვეყნის ხელმძღვანელობის პოლიტიკური ნება და მეცნიერები არ გაგიცრუებენ.