Što je to beskonačna gustoća?

[SmartFart]

Više puta sam naletio na pojam beskonačne gustoće, od Big Banga do singulariteta i nikako mi nije jasno kako nešto materijalno može biti beskonačno gusto.

Uzmimo dvije najsitnije elementarne čestice, koje god to bile.
Čini mi se nemogućim da budu posložene gušće od toga da su jedna tik uz drugu bez praznog prostora između, ali to ne može biti beskonačno gusto, ili?

[Wikiceha]

Čestica je samo oblik energije koji se nalazi u prostoru (prostorvremenu).

S time da niti jednu česticu ne možeš točno odrediti, možeš joj znati ili mjesto (gdje je bila) ili brzinu kojom se kreće.

Beskonačna gustoća bi značilo ili
a) neograničena energija u jednom malom komadu prostora (povezanom nizu komada prostorovremena)
b) neka konačna energija u jednoj točki prostora (de facto dijeljenje nulom)

Ako te zanima fizikalni sigularitet, to ti je;
Gravitational singularity, a region in spacetime in which tidal gravitational forces become infinite

Područje gdje je plimna gravitacijska sila beskonačna.
https://en.wikipedia.org/wiki/Singularity

Pomaže definicija ?

[radical change]

SmartFart kaže:

Više puta sam naletio na pojam beskonačne gustoće, od Big Banga do singulariteta i nikako mi nije jasno kako nešto materijalno može biti beskonačno gusto.

Uzmimo dvije najsitnije elementarne čestice, koje god to bile.
Čini mi se nemogućim da budu posložene gušće od toga da su jedna tik uz drugu bez praznog prostora između, ali to ne može biti beskonačno gusto, ili?

Pojam beskonačnosti je matematička teorijska fraza koja u prirodi nema uporište. Ništa nije beskonačno, može biti veliko ili malo u okvirima koje mi teško možem zamisliti a singularitet predstavlja točku u kojoj se postojeće teorije jednostavno urušavaju. Slična stvar je i sa kvantnom fizikom, koju u suštini ne možemo razumjeti ali matematičkim modelima opisujemo stanja vjerojatnosti u okviru nama primjenivog, vidljivog i fizički dostupnog...karikirano formula kojom se opisuje neko stanje šljaka dok se ne pojavi ekstrem (beskonačnost) a zašto je to tako i što se događa u toj točci za to odgovora nema...

[Wronski]

SmartFart kaže:

Više puta sam naletio na pojam beskonačne gustoće, od Big Banga do singulariteta i nikako mi nije jasno kako nešto materijalno može biti beskonačno gusto.

Uzmimo dvije najsitnije elementarne čestice, koje god to bile.
Čini mi se nemogućim da budu posložene gušće od toga da su jedna tik uz drugu bez praznog prostora između, ali to ne može biti beskonačno gusto, ili?

Elementarne čestice gledamo kao da su točke. Tako računamo i tako pokazuju za sad sva mjerenja. Po tome bi i one imale beskonačnu gustoću. Problem je što se koncepti koje imamo iz iskustava u makrosvijetu ne preslikavaju na mikro svijet. Kao što ne možeš pojmit hrpetinu stvari iz QM, tako ne možeš vjerojatno ni ovo. Ništa čudno, jednostavno naučiš živit s time.

[normall]

radical change kaže:

Pojam beskonačnosti je matematička teorijska fraza koja u prirodi nema uporište. Ništa nije beskonačno, može biti veliko ili malo u okvirima koje mi teško možem zamisliti a singularitet predstavlja točku u kojoj se postojeće teorije jednostavno urušavaju. Slična stvar je i sa kvantnom fizikom, koju u suštini ne možemo razumjeti ali matematičkim modelima opisujemo stanja vjerojatnosti u okviru nama primjenivog, vidljivog i fizički dostupnog...karikirano formula kojom se opisuje neko stanje šljaka dok se ne pojavi ekstrem (beskonačnost) a zašto je to tako i što se događa u toj točci za to odgovora nema...

Mene je uvijek fascinirao pojam beskonačnosti svemirskog prostora.
dobro, matematičari i fizičari kažu svemir ima svoj kraj ali, što je iza ?!
Naučio sam da svi oblici imaju neku veličinu, početak i kraj, no zapanjuje me i dan danas ta beskonačnost prostora iza svemira.
Strašno ?!
Naježim se i sad kad pomislim na to.

[skeptik]

Beskonačnosti su uvedene u matematiku i fiziku ne zato što postoje u prirodi, nego zato što je lakše računati sa beskonačnim brojevima nego sa jako velikim brojevima. Pogotovo ako se i ne zna koliko je točno taj veliki broj velik.

[Sigmund]

normall kaže:

Mene je uvijek fascinirao pojam beskonačnosti svemirskog prostora.
dobro, matematičari i fizičari kažu svemir ima svoj kraj ali, što je iza ?!
Naučio sam da svi oblici imaju neku veličinu, početak i kraj, no zapanjuje me i dan danas ta beskonačnost prostora iza svemira.

Nema prostora iza svemira, kad svemir jest prostor. U engleskom su to čak i sinonimi (space znači i prostor i svemir). Možeš jedino razlikovati opservabilni od neopservabilnog svemira. Procjenjuje se da opservabilni svemir ima promjer od 93 milijarde svjetlosnih godina. To je jako puno, ali nije beskonačno.

[radical change]

normall kaže:

Mene je uvijek fascinirao pojam beskonačnosti svemirskog prostora.
dobro, matematičari i fizičari kažu svemir ima svoj kraj ali, što je iza ?!
Naučio sam da svi oblici imaju neku veličinu, početak i kraj, no zapanjuje me i dan danas ta beskonačnost prostora iza svemira.
Strašno ?!
Naježim se i sad kad pomislim na to.

Pojam beskonačnog je neshvatljiv kao što je eskimu neshvatljivo kako izgleda cvijeće i drveće, on to ne može pojmiti..
Naša inteligencija je ograničena, jako ograničena i nije u stanju spoznati granice našeg svemira, jednostavno smo kao u nekoj kutiji i nismo u stanju vidjeti van nje. To je kao da mrav pokušava shvatiti sunčev sustav sa svojim primitivnim mozgom koji vidi ograničeno i osjeća nešto vibracija, topline i to je to.. zbog toga se tim pitanjima nema smisla zamarati jer na njih ne možemo pronaći odgovore, a oni za naš život nisu ni važni..
Što je bilo prije velikog praska, što je van granica našeg vidljivog svemira, vjerojatno nikad nećemo saznati i sasvim je svejedno da li je naš svemir beskonačan ili je samo jedan prosti balon od sapunice koji lebdi u zraku...

[Wikiceha]

Sigmund kaže:

Nema prostora iza svemira, kad svemir jest prostor. U engleskom su to čak i sinonimi (space znači i prostor i svemir). Možeš jedino razlikovati opservabilni od neopservabilnog svemira. Procjenjuje se da opservabilni svemir ima promjer od 93 milijarde svjetlosnih godina. To je jako puno, ali nije beskonačno.

Može biti druga dimenzija. U tome bi naš svemir bio poput jedne kriške papira (koja bi se u dužinu i širinu nastavljala u beskonačnost, ali ne bi imala visinu).
Također, postoji mogućnost da je naš svemir uvinut sam u sebe.
Tako da ako cijelo vrijeme ideš po pravcu završiš u istoj točki iz koje si krenuo (poput puta oko svijeta)

@radical change, neću se složiti. Imao si npr. priču da bi tamna materija zapravo mogla biti gravitacijski utjecaj svemira (brane/plahte) do.
I da je gravitacija toliko slaba baš zato kaj "curi" u druge dimenzije (s obzirom da je riječ o zatvorenoj struni, koja se drži za našu plahtu/branu).
Nisu ljudi bedaki

[Sigmund]

Wikiceha kaže:

Može biti druga dimenzija. U tome bi naš svemir bio poput jedne kriške papira (koja bi se u dužinu i širinu nastavljala u beskonačnost, ali ne bi imala visinu).
Također, postoji mogućnost da je naš svemir uvinut sam u sebe.
Tako da ako cijelo vrijeme ideš po pravcu završiš u istoj točki iz koje si krenuo (poput puta oko svijeta)

Bez obzira je li svemir "ravan" ili nije, u oba slučaja se radi o prostoru.

[Numberphile]

Sigmund kaže:

Nema prostora iza svemira, kad svemir jest prostor.

Zar se svemir ne širi u prostoru?

[Wronski]

Ne. Svemir je prostor-vrijeme + sadržaj. Preciznije, pošto izgleda da voliš matematiku, svemir je četverodimenzionalna mnogostrukost lorentzovog tipa. I naravno, dodatni sadržaj u tom prostorvremenu.

[Numberphile]

Hvala kolega

[ozus]

Numberphile kaže:

Zar se svemir ne širi u prostoru?

Zapravo sam prostor (prostor - vrijeme) je ono što se širi, a zbog toga se mijenjaju koordinate galaksija u svemiru odnosno one se udaljavaju jedan od druge odnosno udaljavaju se galaktička jata jedna od drugih. Sama mehanika koja se odvija pa hajmo reći na tkivu prostor - vremena (pošto ono zapravo nije ploha kao što se često prikazuje u ilustracijama nego ima minimalno 4 dimenzije) također može rezultirati promjenom položaja same materije ili bolje rečeno materije/energije, ovo se odvija u tako zvanim pokretnim koordinatama odnosno pokretnom koordinatnom sustavu X(x1,x2,x3,t). Sada ako promatramo galaksije u tom sustavu njihova međusobna udaljenost zapravo se ne mijenja (ako izuzmemo eventualne mehanizme gravitacije koji se mogu odvijati). Uvodi se i drugi koordinatni sustav R(r1,r2,r3,t1) koji se naziva realni koordinatni sustav odnosno realne koordinate. Veza između ova dva sustava je slijedeća:

R = alpha(t)*X

Gdje je alpha(t) takozvani faktor skale i ovisi jedino o vremenu.

Faktor skale zapravo govori kako se svemir (prostor-vrijeme) širi, tako na primjer ako je između trenutaka t1 i t2 u evoluciji svemira faktor skale bio 2 prostor-vrijeme se proširilo na dvostruku vrijednost odnosno dva puta povećalo.

Iako se koordinate sustava X ne mijenjaju on se na neki način razvlači pošto prostor postaje veći kako se širi i samim time širi se i sustav odnosno udaljenost između koordinata postaje veća iako se one ne mijenjaju a to se upravo dešava za vrijednost faktora skale i ovo je sustav R. Tako da dobijaš nove koordinate:

r1 = alpha(t) * x1
r2 = alpha(t) * x2
r3 = alpha(t) * x3
t1 = alpha(t) * t

sve su uvećane za faktor skale koji mjeri ekspanziju prostor-vremena.

Ova si možeš ilustrirati tako da na, recimo, komad gume nacrtaš koordinatni sustav i onda rastegneš taj komad gume, primijetiti ćeš da se i sustav rastegao odnosno koordinate su se međusobno udaljile.

Zanimljiva posljedica faktora skale ovisnom o vremenu je mogućnost da se svemir nije stalno širio istom brzinom kroz svoju evoluciju. Starost svemira je zapravo izračunata pomoću brzine svjetlost ali to je sasvim dobra aproksimacija pošto je ovo granica za gibanje materije; a vrijeme, u evoluciji svemira, kada je izraćena prva svijetlost je poznato.

Inače grana fizike koja se bavi evolucijom svemira je kozmologija, a unutar nje postoje Friedmannove jednadžbe koje zapravo opisuju ekspanziju svemira. Pa ako nekoga zanima više o ovoj temi

[ozus]

Možda bi se mogla otvoriti nova tema naslova npr. Ekspanzija svemira ili Evolucija svemira ili nešto slično, ako ima ljudi koji žele rasparavljati o njoj.
Pošto je za inicijalni pitanje u ovoj temi zapravo već sve rečeno

[SmartFart]

Wronski kaže:

Elementarne čestice gledamo kao da su točke. Tako računamo i tako pokazuju za sad sva mjerenja. Po tome bi i one imale beskonačnu gustoću...

Meni logičnije izgleda da imaju gustoću 1.
Po tvojoj definiciji bi lipa i cent beskonačno vrijedili

[Wikiceha]

Sigmund kaže:

Bez obzira je li svemir "ravan" ili nije, u oba slučaja se radi o prostoru.

Da, ali je poanta, ako nije ravan da uz njega može biti još neki prostor.

[Wronski]

SmartFart kaže:

Meni logičnije izgleda da imaju gustoću 1.
Po tvojoj definiciji bi lipa i cent beskonačno vrijedili

Ma kako? Po tvojoj logici sve bi imalo masu 0 jer nema volumena. Lakše je u tom odjelu se igrat s beskonačnostima jer 0*inf je nešto neodređeno, a 1*0 se zna.

Iako, meni se čini da tu nema smisla raspravljat o gustoćama. To je makroskopski koncept, iz više razloga.

Wikiceha kaže:

Da, ali je poanta, ako nije ravan da uz njega može biti još neki prostor.

Ma šta? Ma di? Kako?

[normall]

radical change kaže:

Naša inteligencija je ograničena, jako ograničena i nije u stanju spoznati granice našeg svemira, jednostavno smo kao u nekoj kutiji i nismo u stanju vidjeti van nje. To je kao da mrav pokušava shvatiti sunčev sustav sa svojim primitivnim mozgom koji vidi ograničeno i osjeća nešto vibracija, topline i to je to.. zbog toga se tim pitanjima nema smisla zamarati jer na njih ne možemo pronaći odgovore, a oni za naš život nisu ni važni..

Znači da ovi testovi inteligencije koje provodi Mensa i psihologija ne vrijede ni pišljiva boba jer mi u biti znamo da smo glupi ?!

Zna li mrav da je glup ?

Dobro, svemir se "širi". Sve OK.
Širi se u beskonačnost, prostor-vrijeme ?!
Kako nešto kao ta beskonačnost "iza" svemira nema kraj ?!

[wand_1]

Wikiceha kaže:

Da, ali je poanta, ako nije ravan da uz njega može biti još neki prostor.

Zapravo ne može. Kada se govori o 'širenju svemira', radi se o metričkoj ekspanziji. Tu nema dodatnog 'nad-prostora' u kojem se nalazi 'zakrivljeni' 3D prostor.

Najčešća od svih zabluda je da se širenje svemira događa u nekom već postojećem prostoru kojeg ljudi zamišljaju kao veliku prazninu ili dodatnu prostornu dimenziju, međutim, rezultati mjerenja i promatranja sugeriraju da ne može biti tako.