Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

“Με λίγη φαντασία και σκέψη…” Η δύναμη της Διαστατικής Ανάλυσης Ε.Ν. Οικονόμου Πανεπιστήμιο Κρήτης Ι.Τ.Ε. Ε.Μ. Πολυτεχνείο 4/12/07.

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Παρουσίαση με θέμα: "“Με λίγη φαντασία και σκέψη…” Η δύναμη της Διαστατικής Ανάλυσης Ε.Ν. Οικονόμου Πανεπιστήμιο Κρήτης Ι.Τ.Ε. Ε.Μ. Πολυτεχνείο 4/12/07."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 “Με λίγη φαντασία και σκέψη…” Η δύναμη της Διαστατικής Ανάλυσης Ε.Ν. Οικονόμου Πανεπιστήμιο Κρήτης Ι.Τ.Ε. Ε.Μ. Πολυτεχνείο 4/12/07

2 E. N. Οικονόμου Εάν, σ’ ένα παγκόσμιο κατακλυσμό, όλη η επιστημονική γνώση επρόκειτο να καταστραφεί εκτός από μια μόνο πρόταση που θα περνούσε στις επόμενες γενιές, ποια θα ήταν αυτή η πρόταση που θα περιείχε τη μέγιστη πληροφορία με τις ελάχιστες λέξεις; Πιστεύω ότι είναι η ατομική ιδέα ότι, δηλ., τα πάντα είναι φτιαγμένα από άτομα – μικροσκοπικά σωμάτια που κινούνται γύρω γύρω αέναα, έλκοντας άλληλα όταν είναι σε κοντινή απόσταση, αλλά απωθώντας άλληλα όταν συμπιεσθούν το ένα πάνω στο άλλο. Σ’ αυτή τη μια πρόταση ενυπάρχει μια τεράστια ποσότητα πληροφορίας για τον Κόσμο, εάν διαθέσει κανείς λίγη φαντασία και σκέψη. Η Ατομική Iδέα: (H 1η, η πιο κεντρική)

3 E. N. Οικονόμου 1.Εισαγωγή: Τρεις βασικές ιδέες 2.Η ηλεκτροστατική ενέργεια κυριαρχεί: Άτομα Μόρια Στερεά Υγρά 3.Φωτόνια σε ισορροπία 4.Η βαρύτητα στο προσκήνιο: Πλανήτες Άστρα Αστρικά πτώματα Σύμπαν

4 E. N. Οικονόμου Τα πάντα είναι φτιαγμένα από άφθαρτα, αδιαίρετα (ά-τομα) μικροσκοπικά σωμάτια που αλληλοέλκονται χωρίς να συνθλίβονται γιατί κινούνται αέναα. Έτσι σχηματίζεται, σε διαδοχικά στάδια, η τεράστια ποικιλία του Κόσμου. Η Ατομική Iδέα: (H 1 η, η πιο κεντρική)

5 E. N. Οικονόμου Πιν.1. Οι τρείς οικογένειες λεπτονίων και quarks ΛΕΠΤΟΝΙΑ QUARKS ΛΕΠΤΟΝΙΑ QUARKS ΣύμβολοΜάζα (Mev)* ΦορτίοΣπινΣύμβολοΜάζα (Mev)* ΦορτίοΣπιν e-e- 0,51½u /3½ νeνe ~ ½d /3½ μ-μ- 105,7½c /3½ νμνμ ~ ½s /3½ τ 1777½t~ /3½ ντντ ~ ½b /3½ Σωμάτιο HIGGS; Άλλα εξωτικά σωμάτια; * Οι μάζες είναι οι μάζες ηρεμίας πολλαπλασιασμένες με c 2

6 E. N. Οικονόμου Ποιες είναι και τι ιδιότητες έχουν οι αλληλεπιδράσεις ΌνομαΑδιάστατη «ισχύς» Εμβέλεια ΠρόσημοΣωμάτιο φορέας Πηγές/ αποδέκτες Βαρυτική  ΕλκτικήΒαρυτόνιο Όλα τα σωμάτια (ύλης & δυνάμεων) ΗΜ  Ελκτική ή απωστική Φωτόνιο Όσα σωμάτια έχουν ηλεκτρικό φορτίο Ασθενής Πυρηνική mu  d +…Διανυσματικά μποζόνια Όλα τα σωμάτια της ύλης Ισχυρή Πυρηνική mΚυρίως ελκτική Γλοιόνια Κουάρκ και γλοιόνια (πρωτόνια, νετρόνια)

7 E. N. Οικονόμου ΠΑΝΩ ΚΟΥΑΡΚ ΚΑΤΩ ΚΟΥΑΡΚ ΑΤΟΜΟ ΠΥΡΗΝΑΣ ΝΕΤΡΟΝΙΑ ΠΡΩΤΟΝΙΑ Ποια είναι και τι ιδιότητες έχουν τα στοιχειώδη σωμάτια

8 E. N. Οικονόμου Κυματοσωματιδιακός δυισμός  Κβαντομηχανική 1.Αρχή του Heisenberg: 2.Αρχή του Pauli: 3.Αρχή του Schrödinger: 1 + 2: Εμποδίζουν την κατάρρευση, εξασφαλίζουν την ΥΠΑΡΞΗ 3: Προσδίδει σχετική σταθερότητα στις δομές του Κόσμου, ή ή ΙΔΕΑ 2 η

9 E. N. Οικονόμου Κβαντομηχανική Τόσο εύλογο το Ακατανόητο Ο.Ελύτης

10 E. N. Οικονόμου ΙΔΕΑ 3 η Η ενέργεια έχει δύο συμβολές: Tην δυναμική ενέργεια  που οφείλεται στις αλληλεπιδράσεις  είναι συνολικά ελκτικής φύσεως  και τείνει να συνθλίψει το όποιο σύστημα Την κινητική ενέργεια  που είναι κβαντικής φύσεως (και θερμικής φύσεως, άστρα,...)  που, λόγω Heisenberg και Pauli, μεγαλώνει όσο το σύστημα συρρικνώνεται  και επομένως, σε κάποιο σημείο, εξισορροπεί τη συνθλιπτική πίεση της δυναμικής ενέργειας  και εξασφαλίζει την ύπαρξη ευσταθών δομών της ύλης * Για Τ  0 ο Κ και P = 0 Θυμίζω: Λόγω της αρχής του Schrödinger η ενεργειακή απόσταση της πρώτης διεγερμένης κατάστασης από την κατάσταση ελάχιστής ενέργειας είναι μη μηδενική. Αυτό συνεπάγεται το αναλλοίωτο και αδιαίρετο (μέχρις ορισμένου ορίου) σύνθετων συστημάτων και σταθερή χημική συμπεριφορά (απαραίτητη προϋπόθεση για την ύπαρξη του κόσμου μας) Οι σταθερές δομές της ύλης είναι εκείνες που έχουν ελάχιστη ενέργεια.*

11 E. N. Οικονόμου Βασικές Δομές της Ύλης Πρωτόνια, νετρόνια (Ισχυρές, ασθενείς, ΗΜ) Πρωτόνια, νετρόνια (Ισχυρές, ασθενείς, ΗΜ) Πυρήνες (Ισχυρές, ασθενείς, ΗΜ) Πυρήνες (Ισχυρές, ασθενείς, ΗΜ) Άτομα (ΗΜ) Άτομα (ΗΜ) Μόρια (ΗΜ) Μόρια (ΗΜ) Στερεά, υγρά, κλπ (ΗΜ) Στερεά, υγρά, κλπ (ΗΜ) Πλανήτες (ΗΜ, βαρυτικές) Πλανήτες (ΗΜ, βαρυτικές) Ενεργά άστρα (ισχυρές, ασθενείς, ΗΜ, βαρυτικές) Ενεργά άστρα (ισχυρές, ασθενείς, ΗΜ, βαρυτικές) Αστρικά πτώματα (λευκοί νάνοι, παλσαρ) (βαρυτικές) Αστρικά πτώματα (λευκοί νάνοι, παλσαρ) (βαρυτικές) Μαύρες τρύπες (βαρυτικές) Μαύρες τρύπες (βαρυτικές) Γαλαξίες (βαρυτικές) Γαλαξίες (βαρυτικές) Ορατό σύμπαν (βαρυτικές) Ορατό σύμπαν (βαρυτικές)

12 E. N. Οικονόμου Η μάζα του πρωτονίου και του νετρονίου είναι κυρίως η κινητική ενέργεια των κουάρκ, 938,27 939,57

13 E. N. Οικονόμου Nuclei: A=N+Z  Strong Interactions:  Coulomb Interactions:  Kinetic Energy:

14 E. N. Οικονόμου 1.Εισαγωγή: Τρεις βασικές ιδέες 2.Η ηλεκτροστατική ενέργεια κυριαρχεί: Άτομα Μόρια Στερεά Υγρά 3.Φωτόνια σε ισορροπία 4.Η βαρύτητα στο προσκήνιο: Πλανήτες Άστρα Αστρικά πτώματα Σύμπαν

15 E. N. Οικονόμου ΔΙΑΣΤΑΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ & ΑΤΟΜΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΜΟΝΑΔΩΝ Ατομική μονάδα μήκους (ακτίνα Βohr) Δυναμική ενέργεια Κινητική ενέργεια

16 E. N. Οικονόμου ΑΤΟΜΑ Φλοιοί & υποφλοιοί Περιοδικός πίνακας των στοιχείων (ΠΠΣ),,

17 E. N. Οικονόμου ΜΟΡΙΑ

18 E. N. Οικονόμου ΣΤΕΡΕΑ,,,

19 E. N. Οικονόμου, ΣΤΕΡΕΑ, ΙΙ

20 E. N. Οικονόμου Σύγκριση με πειραματικά δεδομένα 4,876,483,853,935,285,684,114,63 (Κm/s) (Κm/s) 0,540,9981,291,370,730,7221,291,68 B ( ) 2,694,633,823,493,043,393,824,28 (eV/atom) (eV/atom) 2,362,339,018,962,732,797,927,86 (gr/cm 3 ) 3,182,672,992,67 Theory Exp. Theory TheoryExp.TheoryExp. SiCuAlFe

21 E. N. Οικονόμου ΡΕΥΣΤΑ Ι Θαλάσσια κύματα, ταχύτητα? [g, λ (ή το ), d, πυκνότητα?]

22 E. N. Οικονόμου exp: J/m 2 ΡΕΥΣΤΑ ΙI

23 E. N. Οικονόμου WIND INDUCED TSUNAMI λ(m) km/h 1.7 cm ΡΕΥΣΤΑ ΙI

24 E. N. Οικονόμου ΡΕΥΣΤΑ ΙΙΙ Δύναμη αντίστασης στην κίνηση σώματος 1. Μεγάλα σώματα, μεγάλες ταχύτητες: 2. Μικρό σώμα, μικρές ταχύτητες: Τριβές στο ρευστό λόγω Αριθμός του Reynolds: Νερό0.01 Αέρας

25 E. N. Οικονόμου exp: ΡΕΥΣΤΑ ΙΙΙ

26 E. N. Οικονόμου 1.Εισαγωγή: Τρεις βασικές ιδέες 2.Η ηλεκτροστατική ενέργεια κυριαρχεί: Άτομα Μόρια Στερεά Υγρά 3.Φωτόνια σε ισορροπία 4.Η βαρύτητα στο προσκήνιο: Πλανήτες Άστρα Αστρικά πτώματα Σύμπαν

27 E. N. Οικονόμου Οι ιδιότητες των φωτονίων σε ισορροπία με ύλη θερμοκρασίας Τ ο Κ εξαρτώνται, προφανώς, από την Τ. Αλλά, k B και Τ πάνε στη φύση πάντα πακέτο. Άρα οι ιδιότητες των εν λόγω φωτονίων εξαρτώνται από: (α) k B Τ [ενέργεια] (β)  : αφού το φωτόνιο είναι το κβάντο του Η/Μ πεδίου [ενέργεια χρόνος] (γ) c: αφού το c χαρακτηρίζει το φωτόνιο : [χρόνος]: [μήκος]

28 E. N. Οικονόμου Φωτόνια Τ, V Ύλη Τ  Αλλά και κατ’ ευθείαν

29 E. N. Οικονόμου

30 E. N. Οικονόμου Φασματική κατανομή

31 E. N. Οικονόμου Ακτινοβολία Μέλανος Σώματος Ι [Ενέργεια/ χρόνος x επιφάνεια] Ι [Ενέργεια/ χρόνος x επιφάνεια] ενέργεια ενέργεια χρόνος χρόνος μήκος μήκος

32 E. N. Οικονόμου 1.Εισαγωγή: Τρεις βασικές ιδέες 2.Η ηλεκτροστατική ενέργεια κυριαρχεί: Άτομα Μόρια Στερεά Υγρά 3.Φωτόνια σε ισορροπία 4.Η βαρύτητα στο προσκήνιο: Πλανήτες Άστρα Αστρικά πτώματα Σύμπαν

33 E. N. Οικονόμου Τυπικός Πλανήτης: E ΒΑΡΥΤΙΚΗ  Ε ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

34 E. N. Οικονόμου Γιατί η Γη είναι σφαιρική; Γιατί έχει βουνά; Πόσο είναι το μέγιστο ύψος βουνού σ’ ένα βραχώδη πλανήτη; Όταν η διατμητική τάση στη βάση του, τ, υπερβεί την κρίσιμη τιμή,

35 E. N. Οικονόμου Πλανήτες Διας: Πλούτωνας:

36 E. N. Οικονόμου Ελάχιστη μάζα άστρου: Μέγιστη μάζα άστρου: Μάζα Ηλιου: Μέγιστη Μάζα λευκού νάνου:

37 E. N. Οικονόμου Λευκός νάνος Η βαρύτητα συμπιέζει το νεκρό άστρο μέχρι πλήρους ιονισμού των ατόμων και ιόντων και μέχρι μεγέθους περίπου της Γης (μη σχετικιστική) (1) (σχετικιστική) (2)

38 E. N. Οικονόμου Σχέση (1) και Σχέση (2) και

39 E. N. Οικονόμου Αστέρας νετρονίων (R  Km) 80% νετρόνια, 10% πρωτόνια, 10% ηλεκτρόνια

40 Μαύρη τρύπα καταβροχθίζει άστρο έτη (Ο τύπος L=4πr 2 σΤ 4 από διαστατική ανάλυση, ) Μαύρες Τρύπες (Διαστατική Ανάλυση)

41 E. N. Οικονόμου ΟΡΑΤΟ ΣΥΜΠΑΝ Κοσμολογικό μοντέλο των Robertson – Watson Ομογενές και ισότροπο Ομογενές και ισότροπο Διαστέλλεται σταθερά του Hubble Διαστέλλεται σταθερά του Hubble Ευκλείδια γεωμετρία (λόγω πληθωρισμού) Ευκλείδια γεωμετρία (λόγω πληθωρισμού) Η (1) προκύπτει από την σχέση πυκνότητα ενέργειας (1)

42 E. N. Οικονόμου Ποσότητα που ενδιαφέρει η σταθερά του Hubble Διαστατικά από πυκνότητα μάζας ρ και G:

43 E. N. Οικονόμου Χρειαζόμαστε το (α) Εποχή φωτοκρατίας: έτη σταθερά, (1) * + (2)  ΟΡΑΤΟ ΣΥΜΠΑΝ ΙΙ (2) * βλ. προηγούμενη σελ.

44 E. N. Οικονόμου (β) Εποχή υλοκρατίας: (1) * + (3)  (3) συνήθης και σκοτεινή ύλη σκοτεινή ενέργεια σήμερα, Η(t) σήμερα, σε δις έτη ΟΡΑΤΟ ΣΥΜΠΑΝ ΙΙI * βλ. σελ. ΟΡΑΤΟ ΣΥΜΠΑΝ

45 E. N. Οικονόμου ΟΡΑΤΟ ΣΥΜΠΑΝ ΙV για δις έτη όταν, αντί

46 E. N. Οικονόμου Σύνθεση του σύμπταντος «ΣΗΜΕΡΑ» (t  13,7 δις έτη) Είδος ύλης Είδος σωμάτιων Μάζα σωμάτιων (eV) Αριθμός σωμάτιων στο ορατό σύμπαν Ποσοστό στην ενέργεια του Συμπ. Ποσοστό στην πίεση Βαρυονική, ηλεκτρόνια ΠρωτόνιαΝετρόνια (όχι ελεύθερα) ,85x ,6%0 Ελαφριά σκοτεινή μάζα Νετρίνια 111 <1%0 Βαριά σκοτεινή μάζα Υπερσυμμετρικά σωμάτια; ? 5x10 78 ? 23%0 Η/Μ ακτινοβολία Φωτόνια 6,4x ,34x ,005%0 Σκοτεινή ενέργεια ? (Βαθμωτά σωμάτια;) ( ;) ( ;) 72%100%

47 E. N. Οικονόμου όπου είναι η μέση κρίσιμη πυκνότητα μάζας για να έχει το σύμπαν Ευκλείδια γεωμετρία Τιμές κοσμολογικών μεγεθών«ΣΗΜΕΡΑ»  t  13,7 δις έτη όπου είναι η σταθερά του Hubble «σήμερα»

48 E. N. Οικονόμου Τιμές κοσμολογικών μεγεθών«ΣΗΜΕΡΑ»  t  13,7 δις έτη

49 E. N. Οικονόμου BB t q→Bp,n→nucleiε ph →ε nucl decouplingProtostarsGalaxiesToday s1s70 ky380 ky180 My8 Gy13.7 Gy500 My

50 E. N. Οικονόμου ΤΟ ΣΕΝΑΡΙΟ ΠΡΟΒΛΕΠΕΙ ΟΤΙ: Το πρώιμο Σύμπαν δονούσαν ακουστικά κύματα μιας βασικής «νότας» και των αρμονικών της * Το πρώιμο Σύμπαν δονούσαν ακουστικά κύματα μιας βασικής «νότας» και των αρμονικών της * Τα κύματα αυτά δημιούργησαν αυξομειώσεις στην πυκνότητα, οι οποίες αποτέλεσαν το σπέρμα δημιουργίας των Γαλαξιών Τα κύματα αυτά δημιούργησαν αυξομειώσεις στην πυκνότητα, οι οποίες αποτέλεσαν το σπέρμα δημιουργίας των Γαλαξιών Η αρχέγονη αυτή Κοσμική «μουσική» πρέπει να αποτυπώθηκε στην ΚΑΜ Η αρχέγονη αυτή Κοσμική «μουσική» πρέπει να αποτυπώθηκε στην ΚΑΜΌΜΩΣ Είναι πράγματι εκεί; Είναι πράγματι εκεί; Μπορέσαμε να την «αφουγκραστούμε»; Μπορέσαμε να την «αφουγκραστούμε»; *Σύγχρονη εκδοχή της πυθαγόρειας ιδέας για ακουστική αρμονία…

51 E. N. Οικονόμου ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ WMAP Wilkinson Microwave Anisotropy Probe

52 E. N. Οικονόμου

53 E. N. Οικονόμου ΠΡΟΟΠΤΙΚΕΣ ΤΡΙΑ ΜΕΓΑΛΑ ΜΕΤΩΠΑ: ΤΟ ΜΙΚΡΟ, ΤΟ ΜΕΓΑ, ΚΑΙ ΤΟ ΠΕΡΙΠΛΟΚΟ ΤΟ ΦΙΔΙ ΔΑΓΚΩΝΕΙ ΤΗΝ ΟΥΡΑ ΤΟΥ Ι. ΤΟ ΤΑΞΙΔΙ ΠΡΟΣ ΤΑ ΑΔΥΤΑ ΤΟΥ ΜΙΚΡΟΚΟΣΜΟΥ ΣΥΝΕΧΙΖΕΤΑΙ (ΑΛΛΑ ΣΩΜΑΤΙΑ;) ΙΙ. O ΜΕΓΑΚΟΣΜΟΣ ΤΟΥ ΣΥΜΠΑΝΤΟΣ (ή ΤΩΝ ΣΥΜΠΑΝΤΩΝ) ΣΥΝΕΧΙΖΕΙ ΝΑ ΜΑΣ ΕΚΠΛΗΣΣΕΙ ΙΙΙ. Η ΙΔΕΑ ΤΟΥ ΔΗΜΟΚΡΙΤΟΥ ΠΡΟΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΗ ΖΩΣΑ ΥΛΗ ΚΑΙ ΣΤΙΣ ΜΟΝΑΔΕΣ ΤΗΣ. ΥΛΗ & ΦΩΣ ΧΩΡΙΣ ΤΗ ΔΗΜΟΚΡΙΤΕΙΑ ΙΔΕΑ;


Κατέβασμα ppt "“Με λίγη φαντασία και σκέψη…” Η δύναμη της Διαστατικής Ανάλυσης Ε.Ν. Οικονόμου Πανεπιστήμιο Κρήτης Ι.Τ.Ε. Ε.Μ. Πολυτεχνείο 4/12/07."

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Διαφημίσεις Google