Ciocnirea de tip galactic şi ciocnirea de tip mecanic

Pe blogul său, Abel Cavaşi a scris:

Ciocnirea galaxiilor se caracterizează prin ceva extrem de interesant, cu consecinţe adânci asupra înţelegerii noastre privind ceea ce înseamnă o ciocnire. Mai exact, galaxiile nu se ciocnesc efectiv, mecanic, aşa precum se ciocnesc două pietre, căci stelele lor sunt atât de îndepărtate unele de altele, încât probabilitatea ca două asemenea stele să se ciocnească vreodată mecanic este aproape nulă. Cu toate acestea, vorbim despre ciocnirea galaxiilor. Atunci, prin ce se caracterizează ciocnirea galaxiilor? Dar ciocnirea în general?

Atunci când două galaxii se ciocnesc are loc o modificare a impulsului fiecăreia dintre galaxii. De altfel, asta e tot ce poate face o ciocnire: să modifice impulsurile părţilor care se ciocnesc. Asta e tot ce caracterizează o ciocnire, din punct de vedere fundamental. O interacţiune care ar lăsa nemodificate impulsurile nu s-ar putea numi ciocnire.

Dar oare acest lucru este valabil şi reciproc? Adică, oare tot ceea ce modifică impulsul se poate numi ciocnire? De ce nu? Ce avem de pierdut dacă punem un semn de egalitate fundamentală între ciocnire şi modificarea impulsului? Ce n-ar fi în regulă? Păi, n-ar fi în regulă un singur lucru: prejudecata noastră despre ciocnire, care ne face să credem că o ciocnire este doar o modificare rapidă a impulsului.

Ei bine, nu! Noi nu vom considera că ciocnirea este o modificare rapidă a impulsului. Pentru simplul motiv că nu avem o definiţie clară, cantitativă, pentru ceea ce înseamnă „rapid”. Deci, tocmai din acest motiv, avem dreptul să spunem că orice modificare a impulsului se datorează unei ciocniri. Şi, bineînţeles, reciproc, oricare ciocnire produce modificarea impulsului.

Dar să aprofundăm aceste lucruri. Aşadar, putem spune despre două galaxii că se ciocnesc, chiar dacă ciocnirea lor nu durează puţin. Bun, dar atunci prin ce diferă ciocnirile la care face referire titlul acestui material? Prin ce diferă o ciocnire galactică de una mecanică? Răspunsul poate fi scurt: prin durata lor. Ciocnirea galactică durează mult, este lentă, pe când ciocnirea mecanică durează puţin, este rapidă. Dar adineauri spuneam că rapiditatea unei ciocniri este o noţiune vagă, pentru că nu ne oferă un criteriu cantitativ precis pentru a distinge între o ciocnire lentă şi una rapidă.

În concluzie, nu avem niciun mijloc riguros prin care să putem face distincţie între ciocnirea galactică şi ciocnirea mecanică, cel puţin din punct de vedere al duratei lor. Aşadar, cel puţin din punctul de vedere al duratei lor, ciocnirile galactice nu diferă fundamental de ciocnirile mecanice.

Dar, atunci, să vedem dacă nu cumva ciocnirea galactică diferă de ciocnirea mecanică prin altceva, nu neapărat prin timp, ci eventual prin altceva, poate prin spaţiu. Să vedem. Am putea oare introduce vreo distincţie riguroasă între spaţiul enorm în care se produce ciocnirea galactică şi spaţiul restrâns în care se produce ciocnirea mecanică? Bineînţeles, nu. Nu avem criterii clare nici pentru a face distincţie între un spaţiu enorm şi un spaţiu restrâns. Natura nu face distincţie între mare şi mic. Pentru ea este la fel de mare totul. Aşadar, o ciocnire care se desfăşoară pe megaparseci nu diferă prin nimic fundamental de o ciocnire care se desfăşoară în nanometri, aşa cum o ciocnire care se desfăşoară în milioane de ani nu diferă prin nimic fundamental de o ciocnire care se desfăşoară în picosecunde.

Dar această constatare ne permite să aprofundăm şi mai mult lucrurile. Vrem să căutăm încă dacă există vreo distincţie de altă natură între cele două tipuri de ciocniri analizate. Diferă prin ceva ciocnirea a două galaxii de ciocnirea a două pietre? Prin ceva fundamental? Hmmm... s-ar putea... cel puţin, la prima vedere... De exemplu, am putea presupune că prin ciocnirea a două galaxii se produce întrepătrunderea adâncă a unei galaxii în cealaltă, pe când în cazul ciocnirii a două pietre ciocnirea este mai mult superficială, limitându-se la particulele aflate la suprafaţa pietrelor. Atunci, să conteze oare fundamental adâncimea la care pătrunde unul dintre corpuri în celălalt? Am putea găsi vreun criteriu cantitativ de distincţie? Bineînţeles, nu. Ciocnirea galaxiilor nu diferă fundamental de ciocnirea pietrelor nici prin adâncimea la care pătrunde un corp în celălalt. De altfel, şi în cazul pietrelor ar putea avea loc o întrepătrundere adâncă dacă viteza pietrelor înainte de ciocnire este suficient de mare pentru ca pietrele să se spargă. De asemenea, am putea considera că şi galaxiile nu sunt altceva decât nişte pietre gata sparte, care se întrepătrund datorită vitezelor suficient de mari pe care le au una faţă de cealaltă.

Sau, poate ar trebui să analizăm şi de ce avem nevoie de viteze suficient de mari pentru a se realiza întrepătrunderea. Spuneam că dacă vitezele nu sunt suficient de mari, atunci ciocnirea este superficială. Dar oare această ciocnire superficială nu are în ea o oarecare întrepătrundere, chiar dacă viteza de ciocnire este mică? Cum să nu? Doar ştim că moleculele pietrei sunt alcătuite din atomi şi ştim că atomii sunt mai mult goi în interior decât plini. Aşadar, întrepătrundere are loc şi la viteze mici, nu doar la viteze mari. Doar că întrepătrunderea de la vitezele mici este superficială, invizibilă cu ochiul liber, petrecându-se doar la nivel molecular sau atomic, deci la o scară extrem de mică faţă de scara la care se produc ciocnirile galactice. Mai mult, vitezele mari pe care le considerăm suficiente pentru a sparge piatra nu fac altceva decât să mărească scara la care se întrepătrund pietrele, să o mărească până la un nivel în care putem vedea cu ochiul liber că are loc întrepătrunderea. Aşadar, întrepătrunderea există la orice viteză a ciocnirilor şi nu poate constitui un criteriu clar de distincţie între ciocnirile dintre două galaxii (ciocniri de tip galactic) şi ciocnirile dintre două pietre (ciocniri de tip mecanic).

Prin aceste raţionamente am arătat că nu există nicio diferenţă fundamentală între ciocnirea dintre două galaxii şi ciocnirea dintre două pietre. Prin urmare, din punct de vedere fundamental, ciocnirea galactică se desfăşoară la fel ca şi ciocnirea mecanică. Asta înseamnă că dacă vom înţelege profund cum se produce ciocnirea galactică, vom înţelege la fel de profund cum se produce şi ciocnirea mecanică.

Ciocnirea galactică este mai uşor de înţeles corect, pentru că ne eliberează din start de prejudecăţile pe care le mai avem încă despre ciocnirea mecanică. Ciocnirea mecanică ne-a obişnuit să credem că ea produce salturi bruşte de la o stare la alta, dar am văzut în raţionamentele anterioare că asemenea salturi nu sunt justificate. Din punct de vedere fundamental, orice ciocnire este lină, netedă, fără vârfuri ascuţite sau discontinuităţi în vreunul dintre graficele care ar caracteriza-o. Ori, ciocnirea galactică ne ajută să înţelegem pe deplin aceste caracteristici. Ea elimină din start eventualitatea apariţiei unor singularităţi.

Aşadar, studiem în continuare ciocnirea galactică. Ea se caracterizează prin faptul că eliminăm, cel puţin din punct de vedere teoretic, probabilitatea ca stelele componente ale galaxiilor care se ciocnesc să se ciocnească şi ele la rândul lor. Vrem să înţelegem ciocnirea galaxiilor în acest context, al probabilităţii nule de ciocnire (mecanică) a stelelor.

Să înţelegem, în primul rând, de ce s-ar ciocni două galaxii? Oare de ce? Oare pentru că ele sunt prea aproape una de cealaltă? Dar cât de aproape ar trebui să fie două galaxii pentru ca ele să se ciocnească? Există vreo distanţă limită dincolo de care două galaxii nu se mai ciocnesc? Avem un singur răspuns clar la toate aceste întrebări: galaxiile se ciocnesc mereu! Nu există vreun moment în care începe ciocnirea. De asemenea, nu există vreun moment în care se termină ea. Aşadar, interacţiunea dintre (oricare) două galaxii (şi, deci, oricare două corpuri) este continuă.

Totuşi, n-am găsit încă nicio cauză pentru ciocnire. De ce se ciocnesc, totuşi, galaxiile? Mai bine zis, de ce interacţionează ele? De ce nu sunt independente? Să fie oare din cauza gravitaţiei? Păi, singurul câmp de forţe prin care pot interacţiona galaxiile este gravitaţia. Dar dacă gravitaţia este singurul câmp responsabil pentru interacţiunile de la scară mare, atunci cu ce drept putem să generalizăm această concluzie şi la scară mică? Oare putem admite că orice ciocnire este implicată numai şi numai de gravitaţie, indiferent de scara la care ne raportăm?

La prima vedere, un răspuns afirmativ ar părea de-a dreptul absurd. Pentru că avem o mulţime de obiecţii. Ni se pare absurd să aruncăm la gunoi toate, dar absolut toate tipurile de interacţiuni cunoscute la nivel molecular, atomic sau nuclear şi să ne limităm doar la gravitaţie. Din păcate, toate obiecţiile pe care le-am putea ridica se bazează şi ele pe aceleaşi prejudecăţi care ne-au obligat să credem că ar exista vreo distincţie între ciocnirea galactică şi ciocnirea mecanică.

Dar să nu anticipăm prea mult. Obiectivul acestui material a fost unul mai modest şi anume de a arăta că nu există distincţie fundamentală între ciocnirea dintre două galaxii şi ciocnirea dintre două pietre. Rămâne pe viitor să analizăm mai amănunţit care este mecanismul intim al ciocnirii în general.

Razvan a scris:

detremină alt comportament al ansamblului atomic.

Prin aceste raţionamente am arătat că nu există nicio diferenţă fundamentală între ciocnirea dintre două galaxii şi ciocnirea dintre două pietre. Prin urmare, din punct de vedere fundamental, ciocnirea galactică se desfăşoară la fel ca şi ciocnirea mecanică.

virgil a scris:Dupa cum se stie, in mecanica ciocnirile se impart in ciocniri elastice, ciocniri plastice si ciocniri elasto-plastice. Ciocnirea a doua galaxii din ce categorie crezi ca face parte?

virgil a scris:Ciocnirile au loc intre entitati cu acelasi nivel de organizare, astfel este normal sa spui ca doua pietre se ciocnesc, dar nu poti sa numesti ciocnire atunci cand un electron este absorbit de o piatra, pentru ca el nu se va ciocni de nici o particula, ci va ramane agatat undeva pe o orbita a unui atom. In cazul galaxiilor, acestea sunt niste conglomerate de cateva sute de miliarde de oscilatori cosmici, iar ciocnirea a doua galaxii consta in insumarea unui numar dublu de oscilatori cosmici fara a exista coliziuni majore intre corpurile ceresti, pentru ca forma de organizare a materiei la acest nivel, nu permite coliziunile. Daca izolam imaginar doua stele care se apropie intr-o eventuala ciocnire, vedem ca vom obtine doar un sistem binar de stele care orbiteaza una in jurul alteia, fara sa existe vreo ciocnire. Extrapoland acest exemplu, putem afirma ca doua galaxii se pot alatura, dar nu se vor ciocni in sensul fizic niciodata.

Bordan a scris:La nivel de galaxii nu se poate vorbi de "ciocnire"