Hmota a energie.

Může se hmota změnit v energii? Může se změnit energie ve hmotu? Může hmota látková vzniknout z temné hmoty? Může být temná energie základní energie vesmíru? Na tyto otázky se pokusím odpovědět. 

Hmota je důležitý pojem fyziky, jeho význam se však zejména ve 20. století výrazně proměnil. Možnosti fyzikálního zkoumání dříve umožňovaly rozlišovat pouze makroskopické mechanické, optické a termické vlastnosti různých forem hmoty. Moderní obory fyziky nabídly nástroje k podrobnějšímu zkoumání vnitřní hierarchické struktury (nejprve molekulární a atomární úroveň, později subatomární úrovně) a odhalily společnou podstatu některých forem, dříve považovaných za odlišné (např. světlo a radiové vlny). Vlnový charakter částic a částicový charakter interakcí odhalený kvantovou fyzikou je pak důvodem, že se ve fyzikálním chápání pojem hmoty používá ve dvou hierarchicky odlišných významech:   Wikipedie.

Standardní model hmoty ve vesmíru.

 Standardní model částic a interakcí je teorie, která popisuje silnou, slabou a elektromagnetickou interakci a elementární částice, které tvoří veškerou hmotu. Byla zformulována v letech 1970 až 1973. Jedná se o kvantovou teorii pole, jež je konzistentní jak s kvantovou mechanikou tak i se speciální teorií relativity. Standardní model byl v roce 2004 nejobecnějším výsledkem dosavadního fyzikálního výzkumu.

Přehled vzájemného ovlivňování mezi částicemi popisovanými Standardním modelem. Obrázek 1. Wikipedie.

Veškerá známá hmota ve vesmíru se skládá ze šesti druhů kvarků a šesti druhů leptonů a všechny jevy, které ve vesmíru pozorujeme, dovedeme vysvětlit pomocí čtyř druhů interakcí.

Dodnes jsou výsledky téměř všech pozorování i experimentů zkoumajících interakce popsané standardním modelem v souladu s předpoklady a odvozenými důsledky této teorie. Standardní model je schopen adekvátního popisu, často však není schopen vysvětlit podstatu těchto jevů. Také téměř všechny případy pozorovaných částic lze popsat částicemi Standardního modelu nebo jejich vázanými stavy. Wikipedie.

Dříve se hmota látková, čili látka, popisovala jako soubor atomů, které se skládaly z atomových jader a elektronů. S vybudováním velkého hadronového urychlovače, byly objeveny další částice.

Existují opravdu tyto částice, nebo je to jen virtuální model?  Srážením milionů protonů vznikne nespočet fragmentů. Jak se v nich vyznat? Můžeme si to představit, jako když praštíme cihlou o druhou cihlu. Cihly se rozbijí na mnoho fragmentů. Když tento pokus budeme opakovat, tak zjistíme, že se znovu cihly rozbijí, ale fragmenty jsou jiné. Pokud budeme tento proces opakovat tisíc krát, milion krát a stále dokola a budeme srovnávat fragmenty, tak zjistíme, že se určitý počet fragmentů opakuje, takže je můžeme i pojmenovat a ty co se neopakují, tak vyřadíme. Něco podobného dochází i v urychlovači, ale místo cihel se srážejí protony a ty fragmenty vědci pojmenovali jako kvark-gluonové plazma, nebo "kvarková polévka", nebo zkráceně "kvagma".

Obrázek 2. Rozpad protonů na fragmenty. Wikipedie.

Velký hadronový urychlovač (Large Hadron Collider – LHC; doslovný překlad Velký hadronový srážeč) je největší urychlovač částic na světě, pracovat začal 10. září 2008.[1] Je umístěn v podzemí na území mezi pohořím Jura ve Francii a Ženevským jezerem ve Švýcarsku. Na jeho návrhu se podílelo přes 2000 vědců ze 34 zemí světa.  Wikipedie

Obrázek 3.  Zchlazené plynné rubidium.  Wikipedie.

 Indický fyzik Šatendranáth Bose tento nízkoenergetický materiál objevil v roce 1925 a o 70 let později jej vyrobili Eric Cornell a Carl Wieman v laboratořích Coloradské university. Plynné rubidium bylo zchlazeno na 170 nanokelvinů (nK). Cornell, Wieman a Wolfgang Ketterle z Massachusettského technologického institutu (MIT) byli v roce 2001 za tento výkon oceněni Nobelovou cenou za fyziku.

Hypotetické částice.

Různé fyzikální teorie předpovídají existenci dalších elementárních částic. Jedná se především o částice předpovídané na základě supersymetrie: skvarky, sleptony (např. selektron), gluino, neutralina a chargina. Mezi hypotetické částice lze v současné chvíli řadit také graviton.

Proč se řadí GRAVITON, mezi hypotetické částice? Vysvětlení je jednoduché. Zatím všechny teorie gravitace jsou založeny na vlastnosti hmoty, ale doposud se nenašla částice, která by tuto vlastnost potvrdila.

Temná hmota či skrytá hmota nebo též skrytá látka[2] je označení hypotetické formy hmoty, jejíž existence by vysvětlovala nesrovnalosti mezi některými skutečně pozorovanými a vypočítanými hodnotami z modelů. O povaze chybějící hmoty existuje množství teorií, většina z nich se shoduje na faktu, že ji lze ve vesmíru pozorovat jen díky jejímu gravitačnímu vlivu na okolní objekty tvořené běžnou „svítící“ hmotou, ale neemituje elektromagnetické záření. Odtud její označení jako temná hmota.  Wikipedie

Když si dáme dohromady poznatek, že temná hmota působí jako gravitační médium a není možno ji nikterak identifikovat a graviton se může podílet na gravitaci, jako nejmenší polní částice, potom nám z toho logicky vyplívá, že temná hmota se skládá z nekonečného počtu gravitonů.

Temná energie

Z Wikipedie, otevřené encyklopedieGrafické znázornění předpokládaného rozložení hmoty a energie ve vesmíru v současné době a před 13,7 miliardami let. Zásadní nedostatek, neb spíš chyba tohoto grafu je, že sčítá temnou hmotu s temnou energii. Sčítat hrušky s jablky je zásadní matematická chyba.   Wikipedie

Temná energie nebo také skrytá energie[1] je hypotetická energie rovnoměrně rozložená v prostoru (kosmologická konstanta) nebo nerovnoměrně rozložená (kvintesence), zavedená jako teoretický koncept pro vysvětlení současného zrychlování rozpínání se vesmíru. Toto zrychlování bylo objeveno při proměřování rudého posuvu ve spektrech vzdálených supernov (v r. 2011 byla za objev udělena Nobelova cena za fyziku). Přestože temná energie s časem roste, aby se rozpor v modelu a pozorování vysvětlil, neznamená to, že pro fixní objem prostoru je porušen zákon zachování energie, protože gravitační energie rozpínáním klesá. Wikipedie      

Podstata temné energie je zatím neznámá. Bylo navrženo několik fyzikálních interpretací temné energie, některá vysvětlení pro pozorování zrychleného rozpínání se dokonce pokoušejí nutnost zavedení temné energie úplně vyloučit.   Wikipedie

Velkým kandidátem na zdroj temné energie byla energie vakua. Problémem je, že její hodnota, naměřená při mikroskopických experimentech i vypočtená z kvantové teorie pole, je o 120 řádů větší, než je potřeba pro vysvětlení projevů temné energie naměřených z velkoškálových experimentů.  Wikipedie

Co říci na závěr. Teorií o fungování vesmíru  máme mnoho, avšak mnohé odporují jiným a jiné vyvracejí mnohé. Stále se dělají chyby, když se popisuje hmota, která se mění v energii a energie z které vzniká hmota. Vždy si musíme uvědomit, že je hmota a její pohyb, čili pohyb hmoty je energie a to pohyb zrychlený. Vždy z hmoty může vzniknout jen hmota a z energie může vzniknout pouze jiná energie.

Vše co jsem napsal jsou pouze moje originální  postřehy jak funguje vesmír a nikomu to nevnucuji, protože každý může věřit čemu chce.