voortplantingssnelheid van de natuurkrachten

Moderator: physicalattraction

Berichten: 816

voortplantingssnelheid van de natuurkrachten

In de relativiteitstheorie hangt veel samen met de lichtsnelheid c. Een kracht breidt zijn invloed in het algemeen uit met een snelheid. Is er iets bekend over de snelheid waarmee de fundamentele natuurkrachten zich uitbreiden? voor zwaartekracht en elektromagnetische kracht is dat c, maar geldt dat ook voor de sterke en zwakke kernkracht? ik kan me voorstellen dat dat lastig te bepalen is omdat de reikwijdte zo klein is vanwege de afstand tot een hoge macht. En als die snelheid anders zou zijn dan c, wat zijn dan de gevolgen voor de singulariteit van een zwart gat, immers daar zit alles steeds dichter op elkaar gepropt op het moment dat die singulariteit aan het vormen is vanuit een instortende ster, dus zou je verwachten dat dan de sterke en zwakke kernkracht van zich laten horen.

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.
Berichten: 902

Re: voortplantingssnelheid van de natuurkrachten

Alleen deeltjes met een (rust) massa van 0 bewegen met de snelheid c. Dat betekend dat naast het foton alleen het gluon (de drager van de sterke kracht) dit kan (en doet) terwijl de W en Z bosonen (de dragers van de zwakke kracht) die eigenlijk 'super zwaar' zijn dit niet kunnen. Die hebben een massa van 80,39 resp. 91,19 GeV/c2.

Het gluon transporteert dus de sterke kernkracht tussen de onderlinge quarks in b.v. het proton met de snelheid c, maar de zwakke wisselwerking gedragen door het W/Z boson dus niet. Ze zijn verantwoordelijk voor neutrino emissie of absorptie.

Berichten: 902

Re: voortplantingssnelheid van de natuurkrachten

Als je één stap verder gaat dan een neutronenster heb je een zwart gat. Wat feitelijk betekend dat op dat moment de zwaartekracht sterker wordt dan de sterke kernkracht want neutronen zouden dan worden verbrijzeld. Protonen en elektronen zijn in een neutronenster voor het grootste deel samengevloeid waar dan een neutron uit ontstaat. Op het moment dat dit gebeurde was de zwaartekracht al sterker dan de zwakke kracht. Aangezien de sterke kernkracht onder normale omstandigheden 1038 keer zo sterk is als de zwaartekracht (en de zwakke kracht 1025) zijn deze krachten niet meer van betekenis op het moment dat neutronen hun cohesie verliezen door de druk veroorzaakt door de zwaartekracht. Wat er in de singulariteit gebeurt weten we niet, we weten wel dat zwaartekracht daar de baas speelt.

Berichten: 902

Re: voortplantingssnelheid van de natuurkrachten

Als een ster een supernova wordt en niet extreem zwaar was wordt de implosie van de kern gestopt door de sterke kernkracht die neutronen en protonen bij elkaar houdt en heb je een neutronenster. De elektromagnetische kracht en zwakke kracht is dan al lang overwonnen waardoor protonen en elektronen dus die neutronen vormden. Bij een extreem zware ster kan ook de sterke kernkracht de implosie niet stoppen en heb je een zwart gat. Wat dus betekend dat de zwaartekracht relatief gezien in ieder geval meer dan 1038 keer sterker is geworden. Anders gezegd: in een singulariteit geldt alleen de zwaartekracht en de overigen niet meer.

Berichten: 816

Re: voortplantingssnelheid van de natuurkrachten

Bladerunner schreef:
za 22 feb 2020, 14:08
de W en Z bosonen (de dragers van de zwakke kracht) die eigenlijk 'super zwaar' zijn dit niet kunnen. Die hebben een massa van 80,39 resp. 91,19 GeV/c2.

Het gluon transporteert dus de sterke kernkracht tussen de onderlinge quarks in b.v. het proton met de snelheid c, maar de zwakke wisselwerking gedragen door het W/Z boson dus niet. Ze zijn verantwoordelijk voor neutrino emissie of absorptie.
Maar dat zou dan toch betekenen dat tijdens het instorten van de ster de zwakke kernkracht al snel niet meer zijn informatie naar buiten kan sturen omdat de deeltjes die die kracht transporteren niet meer tegen de zwaartekracht in kunnen communiceren trgen de richting van de zwaartekracht in? Of is dat nu net het moment waarop die kracht ophoudt te bestaan?

en als de zwaartekracht met r^2 toeneemt en de sterke kernkracht met r^7 zoals ik had begrepen, dan zou mijn conclusie eerdere zijn dat de sterke kernkracht het gaat winnen van de zwaartekracht, omdat die immers met een macht 5 sneller toeneemt bij kleine afstanden.

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 3.202

Re: voortplantingssnelheid van de natuurkrachten

HansH schreef:
za 22 feb 2020, 19:04
Maar dat zou dan toch betekenen dat tijdens het instorten van de ster de zwakke kernkracht al snel niet meer zijn informatie naar buiten kan sturen
Het stuurt geen informatie naar buiten, er ontstaan andere deeltjes en als dat bijvoorbeeld een neutrino is dan vliegt het vrijwel net zo makkelijk of zelfs makkelijker weg dan een foton.

De zwakke kracht werkt slechts over heel korte afstanden doordat de dragers massa hebben.

Berichten: 902

Re: voortplantingssnelheid van de natuurkrachten

Bladerunner schreef:
za 22 feb 2020, 19:34
HansH schreef:
za 22 feb 2020, 19:04

en als de zwaartekracht met r^2 toeneemt en de sterke kernkracht met r^7 zoals ik had begrepen, dan zou mijn conclusie eerdere zijn dat de sterke kernkracht het gaat winnen van de zwaartekracht, omdat die immers met een macht 5 sneller toeneemt bij kleine afstanden.
Die toename (of afname) is relatief en zegt niets over de actuele sterkte. Bovendien is de reikwijdte van de sterke kernkracht veel te klein om van invloed te zijn op zwaartekracht gerelateerde gebeurtenissen.

Tijdens de implosie van de kern van een zware ster waaruit de supernova ontstaat stort materiaal van (en direct rond) de kern met een ongelofelijke snelheid (soms wel 7% van de lichtsnelheid) naar één punt toe. Eenmaal aangeland op dit punt stopt de implosie in een fractie van een seconde met ongelofelijk geweld en zien wij de kenmerkende vorm van een supernova ontstaan. De (zwaarte)kracht waarmee dit gepaard gaat is groot genoeg om de sterke kernkracht te overwinnen waardoor o.a. neutronen in hun losse quarks uiteen worden 'geslagen'. Wat er daarna gebeurt weten we dus niet omdat een singulariteit daar niets over prijs geeft. Wordt de sterke kernkracht net niet overwonnen dan heb je dus geen zwart gat maar een neutronenster.
Laatst gewijzigd door Bladerunner op za 22 feb 2020, 19:42, 2 keer totaal gewijzigd.

Berichten: 816

Re: voortplantingssnelheid van de natuurkrachten

Wat ik bedoel is dit:
https://nl.wikipedia.org/wiki/Fundamentele_natuurkracht
wikikracht.gif
als ik dat een uitreken qua relatie met de afstand da krijg je volgende plaatje
natuurkrachten.gif
natuurkrachten.gif (7.68 KiB) 775 keer bekeken
Daaruit blijkt dat de sterke kernkracht heel snel toeneemt bij kleinere afstand door de r^7 dus zou die dan toch moeten winnen van de zwaartekracht als je een singulariteit aan het naderen bent?


Berichten: 902

Re: voortplantingssnelheid van de natuurkrachten

Ik begrijp je vraag maar aangezien we niet weten wat er achter de gebeurtenis horizon plaats vindt blijft het speculeren.

We weten niet hoe de natuurkrachten zich gedragen in of rond een singulariteit. Op het moment dat de neutronenster feitelijk een zwart gat werd kunnen we met redelijke zekerheid zeggen dat de sterke kernkracht overwonnen werd. Wat er daarna gebeurde blijft gissen. Aangezien direct achter de gebeurtenishorizon er wezenlijk niet veel verandert (dat gebeurt pas als je de singulariteit dicht gaat naderen) zou het kunnen dat materie zich daar na verloop van tijd 'hergroepeert' maar dat is niet waar te nemen.

Wel denken we dat zowel in als rond de singulariteit de ruimte door de zwaartekracht extreem sterk vervormd is en dat zou het onmogelijk kunnen maken voor quarks en het gluon om b.v. neutronen te vormen want in zo'n klein gebied kruipen alle natuurkrachten op een kluitje net als bij de omstandigheden rond de oerknal waarbij we denken dat er toen één universele kracht was waar de latere 4 uit ontstonden.

De singulariteit zelf heeft een oneindige dichtheid en dus een volume van 0. Dat impliceert dat het gebied 'direct rond' de singulariteit ook niet heel erg groot is waardoor materie zich in ieder geval niet kan vormen en dus heeft de sterke kernkracht niets om mee te werken. Quarks de bouwstenen van neutronen e.d. zijn namelijk fermionen en dat betekend dat ze niet de zelfde kwantum positie in kunnen nemen. Aangezien neutronen uit elkaar geslagen werden door de implosie lijkt het onwaarschijnlijk dat uitgerekend dicht bij de singulariteit de sterke kernkracht uit deze quarks (als die daar al kunnen bestaan) neutronen kan vormen. Als dat niet kan is de sterke kernkracht vrij betekenisloos geworden.

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 7.586

Re: voortplantingssnelheid van de natuurkrachten

als ik dat een uitreken qua relatie met de afstand da krijg je volgende plaatje
Zo eenvoudig kan dat niet berekend worden. Wil je er meer van weten bestudeer dan de Tolman-Oppenheimer-Volkoff vergelijking. Die beschrijft wanneer de druk zo hoog wordt dat ook de tegendruk van ontaarde neutronen geen weerstand meer kan bieden en een zwart gaat ontstaan moet. Helaas gaat deze wiskunde mij boven de pet. Zie de TOV vergelijking.

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 3.202

Re: voortplantingssnelheid van de natuurkrachten

HansH schreef:
za 22 feb 2020, 20:17
Daaruit blijkt dat de sterke kernkracht heel snel toeneemt bij kleinere afstand door de r^7 dus zou die dan toch moeten winnen van de zwaartekracht als je een singulariteit aan het naderen bent?
Die tabel die je laat zijn deugt niet. De sterke kernkracht is geen kracht die met kleinere afstand met 1/r7 loopt.
Gluonen bewegen zich juist vrijer bij kleinere afstanden al moet je altijd voorzichtig zijn met het beschrijven van de kwantumwereld in alledaagse taal.

Dit is in ieder geval beter:
https://en.wikipedia.org/wiki/Fundamental_interaction

Verder, wat achter de waarnemingshorizon gebeurt en of er daadwerkelijk een singulariteit is, daar kunnen we weinig over zeggen. Maar daarover is hierboven al het een en ander gezegd.

Berichten: 816

Re: voortplantingssnelheid van de natuurkrachten

@ Michel,
Ook ik zit daar niet diep genoeg in. Maar misschien kunnen we er toch wel iets mee. Zoals ik het lees is die vergelijking afkomstig uit de ART. Maar waar we hier over praten is niet alleen de ART, maar ook sterke kernkracht. Ik vraag me af waar die sterke kernkracht in de berekeningen naar binnen komt en hoe dat dan leidt tot de conclusie dat de zwaartekracht alles tot een punt samenperst.

Berichten: 816

Re: voortplantingssnelheid van de natuurkrachten

Xilvo schreef:
za 22 feb 2020, 22:35

Dit is in ieder geval beter:
https://en.wikipedia.org/wiki/Fundamental_interaction
\
Daar staat alleen iets over long distance behavior, maar het gaat juist om short distance behavior. Dus wat er op korte afstanden gebeurt kan ik er niet uit opmaken.

Wat er achter de waarnemingshorizon gebeurt weten we niet, maar we kunnen wel een aanname doen dat daar dezelfde natuurwetten gelden als erbuiten en op basis daarvan redeneren war er dan zou gebeuren.

Berichten: 816

Re: voortplantingssnelheid van de natuurkrachten

ps mijn grafiekje was niet om de exacte resultaten te laten zien, maar meer om het idee weer te geven dan op zeer korte afstanden de sterke kernkracht wel eens zou kunnen winnen van de zwaartekracht als dat verband klopt zoals in wikipedia staat, maar daar wordt nu dus aan getwijfeld.

Berichten: 902

Re: voortplantingssnelheid van de natuurkrachten

Op zeer korte afstand (ongeveer de diameter van een atoomkern.) is de sterke kernkracht ook groter dan de zwaartekracht. Maar dat is dus alleen onder 'normale' omstandigheden. De singulariteit is ontstaan doordat op een gegeven moment de zwaartekracht sterk genoeg was om neutronen te vernietigen doordat de kernkracht was overwonnen.

Wat er dan vervolgens met gluons de dragers van de sterke kernkracht gebeurt onder de extreme omstandigheden in of rond een singulariteit is een ander verhaal. We hebben het dan wel over korte afstanden maar tegelijk over extreme zwaartekrachten.

Reageer