Hmota a hmotnost.

Měl Einstein pravdu, že je hmotnost vlastnost hmoty? Je rozdíl mezí setrvačnou a gravitační hmotností? Existuje nulová hmotnost? Je možné, aby látková hmota dosáhla rychlosti světla? Pokusím se na tyto postuláty odpovědět.

            Hmota.

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 a odhalily společnou podstatu některých forem, dříve považovaných za odlišné. 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

                 V širším významu je hmota výrazem pro veškeré fyzikálně zachytitelné formy objektivní reality, tedy toho, co existuje nezávisle na našem vědomí a jehož projevy lze objektivně zaznamenat či změřit.     Wikipedie

• V užším fyzikálním významu je to pojem pro substanci, ze které jsou složeny fyzikální objekty, tj. význam, pro který se v české fyzikální terminologii ustálilo slovo látka.           Wikipedie

  Hmotou se v tomto blogu nebudu zabývat, vyhradím tomu samostatný blog. Chtěl jsem jen nastínit, že hmota není hmotnost. Vím, že jsem neobjevil nic nového, ale často se v tom chybuje.

               Hmotnost.                            

                                    

Hmotnot je aditivní vlastnost hmoty (tedy vlastnost jednotlivých hmotných těles), která vyjadřuje míru setrvačných účinků či míru gravitačních účinků hmoty. Ekvivalence setrvačných a gravitačních sil je postulována obecnou teorií relativity a je s velkou přesností experimentálně ověřena.    Wikipedie  

Je hmotnost vlastností hmoty? Já si myslím, že tento postulát není správný, protože hmotnost můžeme pozorovat až při působení setrvačných, nebo gravitačních sil. To znamená, že hmotnost se projeví až při gravitačním, nebo jiném zrychlení. Pokud se těleso pohybuje rychlostí rovnoměrnou přímočarou, tak se hmotnost neprojevuje. Z toho je vidět, že hmotnost není vlastností hmoty, ale projevem při zrychlení. Matematicky to můžeme vyjádřit rovnicí.     

                                    F=ma                                    

Postulát je jedním ze základních pojmů logiky, přírodních věd i filozofie a označuje výchozí předpoklad, který je v dané teorii přijímán jako pravdivý. Jeho pravdivost přitom není v rámci dané teorie logicky dokazována ani dokazatelná. Pojem postulátu je často užíván zejména ve fyzice, kde je v podstatě synonymem pojmu axiom, který je častější v matematice a geometrii, zatímco další pojem hypotéza je častější v méně formálních či formalizovatelných teoretických systémech a je možné ji po určitém ověřování buď potvrdit či vyvrátit.   Wikipedie.

Setrvačná a gravitační hmotnost.

Hmotnost se fyzikálně projevuje dvěma způsoby, podle nich se označuje jako setrvačná resp. gravitační.

Jako setrvačná hmotnost se označuje míra, kterou je silovým působením měněn pohybový stav hmotného tělesa. Základním vztahem pro setrvačnou hmotnost je 2. Newtonův zákon, který lze zjednodušeně zapsat ve tvaru:    Wikipedie

                                     F=ma

kde F je (celková působící) síla,   m    je setrvačná hmotnost tělesa,    a     je okamžité zrychlení tělesa.    Wikipedie.                        

Kolikrát větší setrvačnou hmotnost má těleso, tolikrát menší zrychlení mu udělí působící celková síla.  Ve zrychleně se pohybujících vztažných soustavách je působící setrvačná síla přímo úměrná setrvačné hmotnosti tělesa. 

Jako gravitační hmotnost se označuje míra, kterou na sebe gravitačně působí hmotná tělesa. Základním vztahem pro gravitační hmotnost je Newtonův gravitační zákon, který lze zjednodušeně zapsat (pro tělesa zanedbatelných rozměrů) ve tvaru: 

                                       F = G m 1 m 2 / r^2

kde F je gravitační síla působící mezi dvěma hmotnými tělesy, G je gravitační konstanta, m1 a m2 gravitační hmotnosti těles a r jejich vzdálenost.     Wikipedie

Kolikrát větší gravitační hmotnost má těleso, tolikrát větší silou bude gravitačně působit na jiná hmotná tělesa.

Albert Einstein postuloval v obecné teorií relativity ekvivalenci setrvačných a gravitačních sil (tedy kvalitativní i kvantitativní shodnost jejich projevů). Tato rovnost je s velkou přesností experimentálně ověřena.[1] Lze tedy hovořit o hmotnosti, aniž by bylo nutné rozlišovat, zda se jedná o míru setrvačných či gravitačních účinků.      Wikipedie

Pokud měl Albert Einstein pravdu, že setrvačné a gravitační síly mají jeden a tentýž zdroj energie, tak se automaticky prokazuje, že tento zdroj je gravitonový éter, čili energie prázdného prostoru.

 Lze tedy hovořit o hmotnosti, aniž by bylo nutné rozlišovat, zda se jedná o míru setrvačných či gravitačních účinků.

Klidová a relativistická hmotnost.

Ve speciální teorii relativity se používají dva principiálně odlišné koncepty hmotnosti.

• Klidová hmotnost        (též vlastní hmotnost, invariantní hmotnost) je hmotnost tělesa měřená například na rovnoramenných vahách ve vztažné soustavě, vůči které je těleso v klidu. Částice jako fotony, které nikdy v klidu nejsou, mají klidovou hmotnost nulovou. Tato vlastnost tělesa je stejná ve všech inerciálních soustavách (je invariantní vůči Lorentzově transformaci).    Vyjadřuje množství látky v tělese a je shodná s koncepcí hmotnosti v Newtonově klasické mechanice. Na rozdíl od klasické fyziky ale při relativistických dějích neplatí zákon zachování klidové hmotnosti. Například srážkou částic na urychlovači mohou vzniknout částice, jejichž úhrnná klidová hmotnost je větší než klidová hmotnost původních částic. V moderní částicové a teoretické fyzice se používá výhradně klidová hmotnost, nazývá se stručně slovem hmotnost a značí se m .   
• Wikipedie                      

          Existuje klidová hmotnost?

Ve vesmíru neexistuje místo, kde by se nacházela hmota v klidu. Vše se točí a obíhá.

Naše Země se otáčí obvodovou rychlostí, asi 0,5 km/s a obíhá kolem Slunce rychlostí, asi 30 km/s. Naše sluneční soustava se pohybuje v  naší galaxii rychlostí, asi 270 km/s. Všechny tyto rychlosti se sčítají a odčítají, takže nelze mluvit o klidu.

 Tyto pohyby nejsou přímočaré, tedy se jedná o pohyby zrychlené, proto musí mít všechna tělesa hmotnost pohybovou i gravitační.

Přibližná podoba bývalého mezinárodního prototypu kilogramu  Obrázek 2.  Wikipedie

Kilogram (hovorově kilo) je základní jednotka hmotnosti, značka je kg. Odpovídá přibližně hmotnosti 1 litru vody. Podle soustavy SI je kilogram definován pomocí metru a sekundy zafixováním hodnoty Planckovy konstanty na přesné hodnotě 6,62607015·10-34 kg·m2·s-1.  WikipedieO

Váha je zastaralá fyzikální veličina, která byla zavedena jako charakteristika množství látky stanoveného vážením. Zpřesňováním fyzikálních definic jednotlivých veličin a jejich vzájemných vztahů musel být původní koncept "množství látky" nahrazen jednoznačnými veličinami. Dnes může mít označení váha 2 různé významy:    Wikipedie     

Rovnoramenná páková váha (Jazýčková váha, 19. století)   Obrázek 2.   Wikipedie.

• Veličina stejného charakteru se nyní nazývá hmotnost, označení váha přežívá v hovorové mluvě. Jednotkou je kilogram. Vzhledem k poznatkům teorie relativity však má přesnější vymezení a nelze jejím prostřednictvím obecně charakterizovat množství látky. Takové zjednodušení je možné pouze ve zjednodušených, nerelativistických případech.
• Jako váha se označovala v dřívějších normách veličina charakteru síly, dnes nazývaná tíha. Jednotkou je Newton. Právě prostřednictvím tíhy se provádí vážení. Takto definovanou váhu nelze redukovat na gravitační sílu - tíhové pole je totiž v soustavách spojených s povrchem Země superpozicí gravitační síly a setrvačné odstředivé síly, způsobené zemskou rotací.   Wikipedie

Tíha

Tíha tělesa na Zemi vzniká z gravitační síly, kterou Země přitahuje těleso, závisí však také na dalších silách působících na těleso - na setrvačných silách, které mohou vzniknout z pohybu podložky nebo závěsu vzhledem ke gravitačnímu poli Země. Tíha tělesa může být stejně velká jako gravitační síla vypočtená podle Newtonova gravitačního zákona, ale též větší nebo menší.   Wikipedie.

I tady bych nesouhlasil s citací, protože zemská tíha nevzniká z gravitační síly, ale je to gravitační síla a Země nepřitahuje těleso, ale Země a těleso jsou PŘITLAČOVÁNY k sobě.          https://maksa.blog.idnes.cz/blog.aspx?c=674865  

Interferenční obrazec z Michelsonova interferometru se zeleným laserem.    Obrázek 3.   Wikipedie

       c 0 {\displaystyle c_{0}}     

Rychlost světla je pohyb vlny v gravitonovém éteru. Je definovaná jako fázová rychlost postupného elektromagnetického vlnění ve vakuu. Touto rychlostí se šíří nejen světlo, ale i teplo, radiové vlny i vlny gama.

Může se látková hmota pohybovat rychlostí světlá?  Nemůže, protože již při  1% rychlostí světla ve vakuu se látka  ionizuje, to je atom ztrácí elektrony, takže by se kapalná, nebo pevná látka rozpadla a člověk by zahynul. Něco takového je možné pouze ve SCI-FI.