Υλικό με προστασία πνευματικών δικαιωμάτων
Προεπισκόπηση περιορισμένου αριθμού αποσπασμάτων αυτού του βιβλίου
14.1.1 Πείραμα διαστολής ρευστών σε περιστρεφόμενο κύλινδρο
26-8-2016
Σ' αυτό το πείραμα πρόκειται για μια παραλλαγή του Νευτώνειου κουβά. Ο στόχος είναι να γίνει ορατή η υλική διαστολή, πράγμα που -ως γνωστόν- στη φυσική θεωρείται (λανθασμένα) πως είναι αδύνατο λόγω των τεσσάρων αλληλεπιδράσεων. Άλλωστε, αυτός είναι και ο λόγος που θεωρείται (εναντίον της αιτιώδους λογικής) πως ο όρος "διαστολή του σύμπαντος" αφορά μόνο στο κενό μεταξύ των γαλαξιών, ενώ αυτοί είναι… στατικοί! Αλλά θα γίνουν συγχρόνως ορατές και άλλες σημαντικές λεπτομέρειες, που αναλύονται λεπτομερώς στο 8ο κεφάλαιο του Νευτώνειου κουβά καθώς και η Διαπλοκή των Πάντων στον κόσμο.
Όπως θα διαπιστώσει ο αναγνώστης, στο παρόν πείραμα πρόκειται κυρίως για την οπτικοποίηση της υλικής διαστολής. Όμως, συγχρόνως θα αναφανούν και κάποιες σημαντικές -διαπλεκόμενες- λεπτομέρειες της συμπεριφοράς της ύλης κατά την κίνησή της,
Σχήμα 14.1.1a Ο κύλινδρος παραμένει σε αδράνεια: Η υδάτινη επιφάνεια είναι επίπεδη.
Σχήμα 14.1.1b Ο κύλινδρος περιστρέφεται: Εάν αυτός περιστρέφεται πολύ γρήγορα, τότε το υγρό σχηματίζει ένα δακτύλιο με ορθογώνια διατομή, η οποία αυξάνεται -ανάλογα με τη ταχύτητα περιστροφής- προς τον άξονα του κυλίνδρου. Θα μπορούσε κανείς να στερεώσει ένα χάρακα ή να έχει στο καπάκι ομόκεντρους κύκλους. Διότι ισχυρίζομαι πως αν η ταχύτητα περιστροφής είναι σημαντική, τότε θα γίνεται η αύξηση της υγρής μάζας ορατή. Θα μπορούσαν, εννοείται, να χρησιμοποιηθούν κύλινδροι με διαφορετικές ποσότητες διαφόρων υγρών.
Το πείραμα είναι κατ’ αρχήν οργανωμένο κατά τον εξής τρόπο:
a—-Χρησιμοποιείται ένας διαφανής κύλινδρος από πλεξιγκλάς, στον οποίο χύνουμε ποσότητα υγρού με ακριβώς μετρημένο όγκο. (βλ. σχήμα. 14.1.1a)
b—Στο κέντρο της επιφάνειας βρίσκεται μικρή οπή για το γέμισμα του υγρού, η οποία παραμένει ανοικτή και κατά την περιστροφή.
c—Ο κύλινδρος τίθεται σε περιστροφική κίνηση από ένα κατά το δυνατόν ισχυρό ηλεκτρικό κινητήρα με ελεγχόμενη γωνιακή ταχύτητα.
d—Θα μπορούσε κανείς να πειραματιστεί με κυλίνδρους διαφορετικών διαμέτρων, υψών, καθώς και με διάφορα υγρά και ποσότητες, ώστε να μπορέσει κατ’ αυτό τον τρόπο να παρατηρήσει και διερευνήσει τη συμπεριφορά αυτών των υγρών.
e—Η αυξανόμενη γωνιακή ταχύτητα κυλίνδρου και νερού επιφέρει την ανάλογη διαστολή των μερών του περιστρεφόμενου συστήματος.
f—Κατ’ αυτό τον τρόπο ωθούνται τα μόρια του υγρού προς τα κυλινδρικά τοιχώματα, εξ’ ου και σχηματίζεται ένας υγρός κυλινδρικός δακτύλιος.
Ας πραγματοποιήσουμε, όμως, τώρα με τη σκέψη μας ένα άλμα, ανακαλώντας στη μνήμη μας τον Νευτώνειο κουβά και ορισμένες λεπτομέρειες της συμπεριφοράς του. Θα συγκρίνουμε εκείνο το πείραμα με το πείραμα που εξετάζουμε εδώ. (Θυμίζω στον αναγνώστη πως η λεπτομερής ερμηνεία του Νευτώνειου κουβά βρίσκεται στο 8ο κεφάλαιο αυτού του βιβλίου.)
Ο κουβάς του Νεύτωνα
i—-Ας υποθέσουμε πως Νευτώνειος κουβάς είναι –όπως στο παραπάνω σχήμα- κυλινδρικός. Όσο γρηγορότερα περιστρέφεται, τόσο περισσότερο διαστέλλεται επιταχυντικά το σύνολο των μορίων του περιστρεφόμενου συστήματος. (Όμως, αυτό δεν σχετίζεται με τη μορφή του κουβά αλλά με βαθύτερα αίτια που κρύβονται πίσω του.)
ii—-Πάντως, λιγότερο από όλα διαστέλλονται τα μόρια που βρίσκονται στον άξονα περιστροφής, ενώ εκείνα της κυλινδρικής μοριακής μεμβράνης νερού που εφάπτονται στο τοίχωμα του κουβά διαστέλλονται περισσότερο. (Αυτό σχετίζεται με το ότι αυτά διανύουν στην ίδια μονάδα χρόνου ανάλογα μεγαλύτερη απόσταση.)
iii—-Αντιστοίχως περισσότερο διαστέλλεται η μονάδα χρόνου, πράγμα που έχει κολοσσιαία σημασία για την κατανόηση της φυσικής.
iv—-Επόμενο είναι πως όλες οι ενδιάμεσες υγρές μεμβράνες διαστέλλονται επιταχυντικά ανάλογα με την απόστασή τους από τον κυλινδρικό άξονα. Αυτό οδηγεί στο συμπέρασμα πως τα εσωτερικά ρολόγια όλων των τεμαχίων θα δείχνουν μεν πάντα τον ίδιο χρόνο, αλλά, αυτές θα είναι ανάλογα διαφορετικές!
v—-Τόσο στο Νευτώνειο κουβά όσο και στον κύλινδρο του πειράματός μας διαστέλλονται όλα τα μόρια –λόγω της φυγόκεντρης δύναμης- ανάλογα με την απόστασή τους από τον άξονα περιστροφής του κουβά.
vi—-Το αποτέλεσμα της διαφοράς επιταχυντικής διαστολής των μορίων είναι πως όσο πιο κοντά στο τοίχωμα του κουβά βρίσκονται αυτά, τόσο περισσότερο ωθούνται από τη φυγόκεντρο δύναμη προς τα επάνω.
Επιστροφή στο πείραμα
g—-Στο παρόν προτεινόμενο πείραμα η φυγή των μορίων από τον κύλινδρο δεν είναι τόσο εύκολη, αφού το υγρό βρίσκεται σε ένα σχεδόν κλειστό δοχείο. (Η μόνη διέξοδος που υπάρχει, είναι η τρύπα στο επάνω μέρος του κυλίνδρου.)
h—-Επόμενο είναι πως τα (λιγότερο διαστελλόμενα) μόρια του υγρού, που θα βρίσκονται κοντά στον άξονα περιστροφής θα απωθούνται από τα υπόλοιπα (περισσότερο διαστελλόμενα) μόρια προς αυτόν. (Όλα τα μόρια διαστέλλονται ανάλογα με την απόστασή τους από τον άξονα περιστροφής.)
i—-Οι παραπάνω σκέψεις οδηγούν στο συμπέρασμα πως η εσωτερική διάμετρος του υγρού κυλίνδρου θα μικραίνει συνεχώς ανάλογα με την ταχύτητα περιστροφής του.
j—-Στην περίπτωση που η παραπάνω θέση μου επιβεβαιωθεί, πράγμα που για μένα είναι εκ των προτέρων σίγουρο, τότε θα πρόκειται για την ξεκάθαρη επιβεβαίωση της υλικής διαστολής.
k—-Ισχυρίζομαι πως η αύξηση της κυλινδρικής μάζας προς τα έσω θα είναι ορατή δια γυμνού οφθαλμού, εάν η ταχύτητα περιστροφής είναι αρκετά μεγάλη.
Θα μπορούσε αυτό το εφέ να ενδυναμωθεί εάν η ποσότητα του περιστρεφόμενου υγρού ήταν τόση, ώστε η αρχική εσωτερική διάμετρός του να είναι λίγο μεγαλύτερη από την οπή στο άνω μέρος του πλεξιγκλάς. Η αύξηση της γωνιακής ταχύτητας θα ωθούσε το υγρό προς την έξοδο από τον κύλινδρο, πράγμα που βεβαίως δεν θα συνέβαινε εάν το υγρό –άρα η ύλη- δεν διαστελλόταν.
Στην περίπτωση που η διαστολή του υγρού δακτυλίου προς τα μέσα θα ήταν τόσο μικρή ώστε να μη γίνεται αντιληπτή δια γυμνού οφθαλμού, θα μπορούσε αυτή να πραγματοποιηθεί με ακτίνες Ρέντγκεν. (βλ. επόμενο πείραμα.)-
Die folgenden experimentellen Vorschläge werden ausgelassen
14.1.2 Expansion einer Scheibe aus festem Material
14.2 Unschärfeursache – Raum- und Zeitgegenwarten (hier und jetzt)
14.2.1 Das Unschärfeexperiment zweier Kampfflugzeuge
14.2.2 Variante: Das Experiment der zwei Autos
14.2.3 Variante: Mechanische Version des obigen Experiments
