Problemele unui sistem de luxoni

Să presupunem că doi luxoni (corpuri care se deplasează cu viteza luminii în vid, de exemplu, fotonii), de mase egale, se mişcă paralel prin spaţiul gol, păstrând, în ciuda atracţiei gravitaţionale dintre ei, o distanţă constantă unul faţă de celălalt, să zicem că cu ajutorul unei bare rigide şi de masă neglijabilă care îi împiedică să cadă unul spre celălalt. Centrul de masă al sistemului format de cei doi luxoni va avea în acest caz şi el viteza luminii în vid, iar impulsul sistemului va fi constant.

Dar ce se va întâmpla atunci când, printr-o cauză oarecare, internă sistemului, se rupe bara rigidă dintre luxoni, iar aceştia încep să cadă unul spre celălalt din cauza gravitaţiei? Cum viteza luxonilor nu poate depăşi viteza luminii şi cum apare o componentă radială a vitezei, rezultă că viteza centrului de masă trebuie să scadă.

Dar, dacă scade viteza centrului de masă al sistemului, ce se întâmplă cu impulsul sistemului? N-ar trebui el să se conserve? Cum se poate conserva impulsul în asemenea condiţii în care scade viteza centrului de masă? Creşte cumva masa sistemului? Dar nici această propunere nu rezolvă problema, deoarece şi masa, împreună cu energia, ar trebui să se conserve de asemenea.

Ce părere aveţi? Cum se rezolvă această problemă a sistemului de luxoni?

Ai ţinut cont, cumva şi de faptul că dacă "se rupe" acea bară rigidă luxonii vor poseda o energie potenţială faţă de centrul de masă, energie care se va transforma în energie cinetică? Deci energia totală a sistemului se conservă totuşi. Eu aşa văd problema.

Într-adevăr, aşa ar trebui să fie cum spui, energia totală să se conserve, căci câmpul gravitaţional este un câmp conservativ. Bun, să zicem că energia se conservă. Atunci se conservă şi masa. Dar viteza sistemului scade prin mecanismul arătat. Atunci nu se conservă impulsul?

Problema este pusa gresit.
Nu cred ca cei doi luxoni se atrag. Daca ar fi asa nu am mai primi informatii de la marginile universului, adica de la 13 miliarde de ani lumina, deoarece toti fotonii s-ar atrage intre ei, creind un ghem de fotoni. Masa de miscare a fotonilor nu creaza gravitatie, gravitatia este data doar de masa de repaus, cum fotonii au masa de repaus zero, si gravitatia creata de ei este zero. Asta nu-i impiedica ca sa fie deviati in campul gravitational al corpurilor ceresti, deoarece insusi spatiul pe care-l parcurge este deformat.

Ok, Virgil. Să presupunem că între luxoni nu există gravitaţie. Doar că raţionamentul nu depinde de vreo cauză concretă care îi face să se apropie. Poate fi orice cauză, doar să nu fie din exteriorul sistemului, ci din interior, pentru a o putea evalua şi pentru a o putea exclude dintre motivele care modifică impulsul sau energia sistemului. Poate fi şi o explozie, de exemplu, căci raţionamentul rămâne valabil nu doar pentru apropierea luxonilor, ci şi pentru îndepărtarea lor.

Aşadar, dacă iniţial luxonii ce se deplasează singuri prin Univers erau la aceeaşi distanţă şi după un oarecare parcurs ei se află la o altă distanţă unul de celălalt, cum se explică faptul că impulsul sau masa (care dintre ele?) nu se conservă?

Razvan a scris:De altfel: Abel, de ce ar fi necesar să se conserve?

Mă gândesc că impulsul ar trebui să se conserve deoarece, prin ipoteză, luxonii se deplasează singuri prin Univers.

Păi da, dar tu ai pus problema unei perechi de astfel de luxoni! În acest caz, nu văd de ce impulsul fiecăriua s-ar mai conserva.

Iartă-mă, Răzvan, că m-am exprimat greşit. De fapt, mă refer la impulsul sistemului de luxoni, nu la impulsul fiecărui luxon în parte.

In cazul acesta, nu poate exista nici o cauza interna care sa modifice starea sistemului. Deci impulsul se conserva pana la aparitia unor cauze din afara sistemului format din cei doi luxoni.

Şi cum împăcăm asta cu faptul că viteza centrului de masă al sistemului scade?

Şi cum împăcăm asta cu faptul că viteza centrului de masă al sistemului scade?

Viteza centrului de masă scade faţă de cine?

Faţă de observatorul pentru care apare componenta radială (neparalelă cu impulsul total al sistemului) a vitezei.

Faţă de observatorul pentru care apare componenta radială (neparalelă cu impulsul total al sistemului) a vitezei.

Aici m-ai pierdut niţel... Componenta radială a fiecăruia dintre luxoni sau componenta radială a centrului de masă, sau a sistemului ?

A fiecăruia dintre luxoni. Ziceam că iniţial cei doi luxoni se mişcă paralel prin spaţiul gol şi că o cauză ulterioară determină apropierea luxonilor. Acţiunea şi reacţiunea fiind egale, direcţia vitezei sistemului nu se modifică, ci doar a luxonilor.

Abel,
daca se rupe acea legatura intre luxoni datorita unei cauze oarecare (tu nu ai precizat-o ),bineinteles ca va scadea si viteza centrului de masa si implicit si impulsul!
Spre exemplu se stie ca lumina este o dualitate unda corpuscul...insa viteza ei depinde de mediul de propagare.
Una este sa se propage in vid ,cand are o anumita valoare si anume valoarea maxima de ~ 300.000 de km/s ,alta este sa traverseze norii de praf si gaze ai unei nebuloase!.... cand are o viteza scazuta! Insa ca sa intelegi mai bine iti dau acest exemplu care sper sa fie mai clar:
Lumina in apa oceanelor nu patrunde decat pana la o anumita adancime cel mult 400 -500m (si aici numai componenta albastra a luminii) Dincolo de aceasta limita avem un intuneric total !
Este clar ca luxonii si-au rupt si bara si nu mai au nici impuls ...nu?

CAdi a scris:Abel,
daca se rupe acea legatura intre luxoni datorita unei cauze oarecare (tu nu ai precizat-o ),bineinteles ca va scadea si viteza centrului de masa si implicit si impulsul!

Dar oare nu ar trebui să se conserve impulsul sistemului de luxoni din moment ce am admis că acest sistem este izolat?

Este clar ca luxonii si-au rupt si bara si nu mai au nici impuls ...nu?

Aici n-am mai înţeles ce vrei să spui.

Nu exista un sistem izolat in Univers (decat ipotetic)
In cazul de fata ,ca sa se rupa legatura dintre luxoni ar trebui sa intervenim cu o forta exterioara ,deci sistemul nu ar mai fi izolat...Pentru exemplul concret care l-am dat, din moment ce lumina se propaga prin mediul lichid pana la adancimea de ~500 m, este clar ca viteza centrului de masa s-a redus pana la 0 ,la fel ca si impulsul de altfel...

Adi, mă tem că nu pot considera asta o rezolvare a problemei, din moment ce am presupus că sistemul de luxoni se mişcă prin spaţiul gol. Putem rupe bara şi cu o forţă interioară, de exemplu, cu o foarfecă imaginară aflată în interiorul sistemului. Sau putem crea o explozie între luxoni, explozie care n-ar trebui să modifice impulsul total, fiind interioară sistemului.

Apoi, nu ne-ai spus ce se întâmplă cu masa sistemului. Se conservă ea? Dacă se conservă, atunci de ce masa s-ar conserva şi impulsul nu?

Abel,
Eu cred ca totusi problema ta ,asa se rezolva !
Pot sa-ti dau si alt exemplu:
Lumina unei lanterne de exemplu:
Ea se propaga in spatiu pana la o anumita distanta apoi se disipeaza isi pierde din energia centrului de masa (si implicit si impulsul) si dispare ....(nu este nevoie de explozie interna)
Altfel, prietene, ma tem ca nu inteleg ce urmaresti...

Fotonii au masa de repaos zero(altfel spus sunt energie pura, au numai masa de miscare)...atunci cand intalnesc obstacole in cale (de exemplu atmosfera pamantului- in cazul cu lanterna- ei se ciocnesc de moleculele din aer ale diferitelor gaze ce compun aceasta atmosfera isi pierd din energia cinetica si sunt ,,incetiniti'' pana dispar cu totul...
In spatiul extraatmosferic s-au interplanetar lumina tot se disipeaza ,datorita faptului ca se propaga sub forma de unde, fotonii pot atinge la un moment dat alte obiecte cosmice (praf,gaze, planete etc.rezulta reflexie, refractie,iar etc) si tot isi pierd din impulsul initial ...pana ajung in repaos si dispar (atunci cand loveste un corp lumina se comporta ca particula)
Dar daca prin absurd nu ating nici un obstacol, sa presupunem ca avem doar vid ,impulsul depinde de viteza de excitatie ,neavand loc frecari ei pot calatori la infinit ...
Sa ma explic:
sunt diferite metode de a produce lumina dar in general fenomenul este cam asa:
Cand electronii sunt excitati, ei absorb energie si sar pe orbite exterioare. De obicei ei revin la intamplare la orbita lor interioara. In acest proces, fiecare electron emite o particula de energie luminoasa numita foton. Producerea luminii are loc, in mod normal, in acest fel si se numeste emisie spontana.
Dar daca scade viteza centrului de masa dintr-un motiv oarecare ,curbura spatiului in apropierea unui corp masiv,din ipoteza ta initiala impulsul p=mv si cum din formula se vede impulsul depinde de viteza este clar ca si acesta se va diminua odata cu scaderea vitezei centrului de masa pana cand ajunge 0 (lovindu-se si de alte obstacole,campuri etc)

Cand electronii sunt excitati, ei absorb energie si sar pe orbite exterioare. De obicei ei revin la intamplare la orbita lor interioara.

De fapt procesul nu este chiar intamplator, intrucat emisia are loc in acelasi timp pentru intreaga masa de atomi excitati. Astfel toti fotonii emisi sunt in faza.