Η λάμπα καίγεται ενάντια στους νόμους της φυσικής

2024 Συγγραφέας: Seth Attwood | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-16 16:02

Οι αρχές λειτουργίας των λαμπτήρων μας φαίνονται τόσο σαφείς και προφανείς που σχεδόν κανείς δεν σκέφτεται τη μηχανική της δουλειάς του. Παρόλα αυτά, το φαινόμενο αυτό κρύβει ένα τεράστιο μυστήριο, το οποίο δεν έχει ακόμη επιλυθεί πλήρως.

Πρώτα, ένας πρόλογος για το πώς δημιουργήθηκε αυτό το άρθρο.

Πριν από περίπου πέντε χρόνια, εγγράφηκα σε κάποιο φόρουμ φοιτητών και δημοσίευσα ένα άρθρο εκεί σχετικά με τα λάθη που κάνει η ακαδημαϊκή επιστήμη μας στην ερμηνεία πολλών βασικών διατάξεων, πώς διορθώνονται αυτά τα λάθη από την εναλλακτική επιστήμη και πώς η ακαδημαϊκή επιστήμη καταπολεμά την εναλλακτική, κολλώντας μια ετικέτα σε αυτό «ψευδοεπιστήμη» και κατηγορώντας τον για όλα τα θανάσιμα αμαρτήματα. Το άρθρο μου κρεμάστηκε στο δημόσιο τομέα για περίπου 10 λεπτά, μετά το οποίο πετάχτηκε στο κάρτερ. Αμέσως με έστειλαν σε απαγόρευση επ' αόριστον και μου απαγόρευσαν να εμφανιστώ μαζί τους. Λίγες μέρες αργότερα, αποφάσισα να εγγραφώ σε άλλους φοιτητικούς ιστότοπους για να προσπαθήσω ξανά με τη δημοσίευση αυτού του άρθρου. Αλλά αποδείχθηκε ότι ήμουν ήδη στη μαύρη λίστα σε όλους αυτούς τους ιστότοπους και η εγγραφή μου αρνήθηκε. Από όσο καταλαβαίνω, υπάρχει ανταλλαγή πληροφοριών σχετικά με ανεπιθύμητα άτομα μεταξύ φοιτητικών φόρουμ και η μαύρη λίστα σε έναν ιστότοπο σημαίνει αυτόματη πτήση από όλους τους άλλους.

Μετά αποφάσισα να πάω στο περιοδικό Kvant, το οποίο ειδικεύεται σε άρθρα δημοφιλών επιστημών για μαθητές και φοιτητές. Επειδή όμως στην πράξη αυτό το περιοδικό είναι ακόμα πιο προσανατολισμένο στο σχολικό κοινό, το άρθρο έπρεπε να απλοποιηθεί πολύ. Πέταξα τα πάντα για την ψευδοεπιστήμη από εκεί και άφησα μόνο μια περιγραφή ενός φυσικού φαινομένου και του έδωσα μια νέα ερμηνεία. Δηλαδή το άρθρο από τεχνικό δημοσιογραφικό έχει μετατραπεί σε καθαρά τεχνικό. Αλλά δεν περίμενα καμία απάντηση από τη σύνταξη στο αίτημά μου. Και πριν, μου ερχόταν πάντα η απάντηση από τα γραφεία των περιοδικών, ακόμα κι αν η συντακτική επιτροπή απέρριπτε το άρθρο μου. Από αυτό κατέληξα ότι στη σύνταξη είμαι και εγώ στη μαύρη λίστα. Έτσι το άρθρο μου δεν είδε ποτέ το φως της δημοσιότητας.

Πέρασαν πέντε χρόνια. Αποφάσισα να επικοινωνήσω ξανά με τη σύνταξη της Kvant. Αλλά πέντε χρόνια αργότερα, δεν υπήρξε ανταπόκριση στο αίτημά μου. Αυτό σημαίνει ότι είμαι ακόμα στη μαύρη λίστα τους. Ως εκ τούτου, αποφάσισα να μην παλέψω άλλο με ανεμόμυλους και να δημοσιεύσω ένα άρθρο εδώ στον ιστότοπο. Κρίμα βέβαια που δεν θα το δει η συντριπτική πλειοψηφία των μαθητών. Αλλά εδώ δεν μπορώ να κάνω τίποτα. Λοιπόν, εδώ είναι το ίδιο το άρθρο….

Γιατί είναι αναμμένο το φως;

Μάλλον δεν υπάρχει τέτοιος οικισμός στον πλανήτη μας όπου δεν θα υπάρχουν ηλεκτρικοί λαμπτήρες. Μεγάλα και μικρά, φθορίζοντα και αλογόνου, για φακούς τσέπης και ισχυρούς στρατιωτικούς προβολείς - έχουν εδραιωθεί τόσο σταθερά στη ζωή μας που έχουν γίνει τόσο οικεία όσο ο αέρας που αναπνέουμε. Οι αρχές λειτουργίας των λαμπτήρων μας φαίνονται τόσο σαφείς και προφανείς που σχεδόν κανείς δεν σκέφτεται τη μηχανική της δουλειάς του. Παρόλα αυτά, το φαινόμενο αυτό κρύβει ένα τεράστιο μυστήριο, το οποίο δεν έχει ακόμη επιλυθεί πλήρως. Ας προσπαθήσουμε να το λύσουμε μόνοι μας.

Ας έχουμε μια πισίνα με δύο σωλήνες, από τον έναν από τους οποίους ρέει νερό στην πισίνα, από τον άλλο χύνεται έξω από αυτήν. Ας υποθέσουμε ότι 10 κιλά νερού μπαίνουν στην πισίνα κάθε δευτερόλεπτο, και στην ίδια την πισίνα, 2 από αυτά τα δέκα κιλά μετατρέπονται ως δια μαγείας σε ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία και πετιούνται έξω. Ερώτηση: πόσο νερό θα φύγει από την πισίνα μέσω άλλου σωλήνα; Πιθανώς, ακόμη και ένας μαθητής της πρώτης δημοτικού θα απαντήσει ότι θα χρειαστούν 8 κιλά νερό το δευτερόλεπτο.

Ας αλλάξουμε λίγο το παράδειγμα. Ας υπάρχουν ηλεκτρικά καλώδια αντί για σωλήνες και ηλεκτρικός λαμπτήρας αντί για πισίνα. Σκεφτείτε ξανά την κατάσταση. Ένα καλώδιο σε έναν λαμπτήρα περιέχει, ας πούμε, 1 εκατομμύριο ηλεκτρόνια ανά δευτερόλεπτο. Αν υποθέσουμε ότι μέρος αυτού του εκατομμυρίου μετατρέπεται σε ακτινοβολία φωτός και εκπέμπεται από τη λάμπα στον περιβάλλοντα χώρο, τότε λιγότερα ηλεκτρόνια θα φύγουν από τη λάμπα μέσω του άλλου σύρματος. Τι θα δείξουν οι μετρήσεις; Θα δείξουν ότι το ηλεκτρικό ρεύμα στο κύκλωμα δεν αλλάζει. Το ρεύμα είναι μια ροή ηλεκτρονίων. Και αν το ηλεκτρικό ρεύμα είναι το ίδιο και στα δύο καλώδια, αυτό σημαίνει ότι ο αριθμός των ηλεκτρονίων που βγαίνουν από τη λάμπα είναι ίσος με τον αριθμό των ηλεκτρονίων που εισέρχονται στη λάμπα. Και η φωτεινή ακτινοβολία είναι ένα είδος ύλης που δεν μπορεί να προέλθει από ένα τέλειο κενό, αλλά μπορεί να προέλθει μόνο από άλλο είδος. Και αν, σε αυτή την περίπτωση, η ακτινοβολία φωτός δεν μπορεί να εμφανιστεί από ηλεκτρόνια, τότε από πού προέρχεται η ύλη με τη μορφή ακτινοβολίας φωτός;

Αυτό το φαινόμενο της λάμψης ενός ηλεκτρικού λαμπτήρα έρχεται επίσης σε σύγκρουση με έναν πολύ σημαντικό νόμο της φυσικής των στοιχειωδών σωματιδίων - τον νόμο της διατήρησης του λεγόμενου φορτίου λεπτονίων. Σύμφωνα με αυτόν τον νόμο, ένα ηλεκτρόνιο μπορεί να εξαφανιστεί με την εκπομπή ενός κβαντικού γάμμα μόνο στην αντίδραση εκμηδένισης με το αντισωματίδιο του, ένα ποζιτρόνιο. Όμως σε έναν λαμπτήρα δεν μπορεί να υπάρχουν ποζιτρόνια ως φορείς αντιύλης. Και τότε έχουμε κυριολεκτικά μια καταστροφική κατάσταση: όλα τα ηλεκτρόνια που εισέρχονται στη λάμπα μέσω ενός σύρματος αφήνουν τη λάμπα μέσω ενός άλλου σύρματος χωρίς αντιδράσεις εκμηδένισης, αλλά ταυτόχρονα εμφανίζεται νέα ύλη στον ίδιο τον βολβό με τη μορφή ακτινοβολίας φωτός.

Και εδώ είναι ένα άλλο ενδιαφέρον αποτέλεσμα που σχετίζεται με καλώδια και λαμπτήρες. Πριν από πολλά χρόνια, ο διάσημος φυσικός Νίκολα Τέσλα πραγματοποίησε ένα μυστηριώδες πείραμα για τη μεταφορά ενέργειας μέσω ενός σύρματος, το οποίο επαναλάμβανε στην εποχή μας ο Ρώσος φυσικός Αβραμένκο. Η ουσία του πειράματος ήταν η εξής. Παίρνουμε τον πιο συνηθισμένο μετασχηματιστή και τον συνδέουμε με την κύρια περιέλιξη σε μια ηλεκτρική γεννήτρια ή δίκτυο. Το ένα άκρο του δευτερεύοντος σύρματος περιέλιξης απλά κρέμεται στον αέρα, τραβάμε το άλλο άκρο στο διπλανό δωμάτιο και εκεί το συνδέουμε σε μια γέφυρα τεσσάρων διόδων με έναν ηλεκτρικό λαμπτήρα στη μέση. Εφαρμόζουμε τάση στον μετασχηματιστή και το φως άναψε. Αλλά τελικά, μόνο ένα καλώδιο τεντώνεται σε αυτό και χρειάζονται δύο καλώδια για να λειτουργήσει το ηλεκτρικό κύκλωμα. Ταυτόχρονα, σύμφωνα με τους επιστήμονες που ερευνούν αυτό το φαινόμενο, το καλώδιο που πηγαίνει στον λαμπτήρα δεν θερμαίνεται καθόλου. Δεν ζεσταίνεται τόσο ώστε να μπορεί να χρησιμοποιηθεί οποιοδήποτε μέταλλο με πολύ υψηλή ειδική αντίσταση αντί για χαλκό ή αλουμίνιο και θα παραμείνει κρύο. Επιπλέον, είναι δυνατό να μειωθεί το πάχος του σύρματος στο πάχος μιας ανθρώπινης τρίχας και η εγκατάσταση θα λειτουργήσει χωρίς προβλήματα και χωρίς να παράγει θερμότητα στο σύρμα. Μέχρι τώρα, κανείς δεν μπόρεσε να εξηγήσει αυτό το φαινόμενο της μετάδοσης ενέργειας μέσω ενός καλωδίου χωρίς απώλειες. Και τώρα θα προσπαθήσω να δώσω την εξήγησή μου για αυτό το φαινόμενο.

Υπάρχει μια τέτοια έννοια στη φυσική - φυσικό κενό. Δεν πρέπει να συγχέεται με ένα τεχνικό κενό. Το τεχνικό κενό είναι συνώνυμο με το κενό. Όταν αφαιρούμε όλα τα μόρια αέρα από το δοχείο, δημιουργούμε ένα τεχνικό κενό. Το φυσικό κενό είναι εντελώς διαφορετικό, είναι ένα είδος αναλόγου της πανταχού διεισδυτικής ύλης ή περιβάλλοντος. Όλοι οι επιστήμονες που εργάζονται σε αυτόν τον τομέα δεν αμφιβάλλουν για την ύπαρξη φυσικού κενού, γιατί η πραγματικότητά του επιβεβαιώνεται από πολλά γνωστά γεγονότα και φαινόμενα. Διαφωνούν για την παρουσία ενέργειας σε αυτό. Κάποιος μιλάει για εξαιρετικά μικρή ποσότητα ενέργειας, άλλοι τείνουν να σκέφτονται για μια εξαιρετικά τεράστια ποσότητα ενέργειας. Είναι αδύνατο να δοθεί ένας ακριβής ορισμός του φυσικού κενού. Μπορείτε όμως να δώσετε έναν κατά προσέγγιση ορισμό μέσω των χαρακτηριστικών του. Για παράδειγμα, αυτό: το φυσικό κενό είναι ένα ειδικό διαπεραστικό μέσο που σχηματίζει το χώρο του Σύμπαντος, δημιουργεί ύλη και χρόνο, συμμετέχει σε πολλές διαδικασίες, έχει τεράστια ενέργεια, αλλά δεν είναι ορατό σε εμάς λόγω έλλειψης των απαραίτητων τα αισθητήρια όργανα και επομένως μας φαίνεται κενό. Πρέπει να τονιστεί ιδιαίτερα: το φυσικό κενό δεν είναι κενό, φαίνεται μόνο κενό. Και αν πάρετε αυτή τη θέση, τότε πολλοί γρίφοι μπορούν να λυθούν εύκολα. Για παράδειγμα, το αίνιγμα της αδράνειας.

Τι είναι η αδράνεια δεν είναι ακόμα σαφές. Επιπλέον, το φαινόμενο της αδράνειας έρχεται σε αντίθεση με τον τρίτο νόμο της μηχανικής: η δράση ισούται με την αντίδραση. Για το λόγο αυτό, οι αδρανειακές δυνάμεις μερικές φορές προσπαθούν ακόμη και να χαρακτηριστούν απατηλές και πλασματικές. Αλλά αν πέσουμε υπό την επίδραση αδρανειακών δυνάμεων σε ένα λεωφορείο με απότομα φρενάρισμα και αποκτήσουμε ένα χτύπημα στο μέτωπό μας, πόσο απατηλό και πλασματικό θα είναι αυτό το χτύπημα; Στην πραγματικότητα, η αδράνεια προκύπτει ως αντίδραση του φυσικού κενού στην κίνησή μας.

Όταν καθόμαστε στο αυτοκίνητο και πατάμε το αέριο, αρχίζουμε να κινούμαστε άνισα (επιταχυνόμενα) και με αυτή την κίνηση του βαρυτικού πεδίου του σώματός μας παραμορφώνουμε τη δομή του φυσικού κενού που μας περιβάλλει, δίνοντάς του λίγη ενέργεια. Και το κενό αντιδρά σε αυτό δημιουργώντας αδρανειακές δυνάμεις που μας τραβούν πίσω για να μας αφήσουν σε ηρεμία και έτσι να εξαλείψουν την παραμόρφωση που εισάγεται από αυτό. Για να ξεπεραστούν οι δυνάμεις αδράνειας, απαιτείται πολλή ενέργεια, η οποία μεταφράζεται σε υψηλή κατανάλωση καυσίμου για επιτάχυνση. Περαιτέρω ομοιόμορφη κίνηση δεν επηρεάζει με κανέναν τρόπο το φυσικό κενό και επομένως δεν δημιουργεί αδρανειακές δυνάμεις, επομένως, η κατανάλωση καυσίμου για ομοιόμορφη κίνηση είναι μικρότερη. Και όταν αρχίζουμε να επιβραδύνουμε, πάλι κινούμαστε ανομοιόμορφα (πιο αργά) και πάλι παραμορφώνουμε το φυσικό κενό με την ανομοιόμορφη κίνησή του, και αντιδρά πάλι σε αυτό δημιουργώντας αδρανειακές δυνάμεις που μας τραβούν προς τα εμπρός για να μας αφήσουν σε μια κατάσταση ομοιόμορφης ευθύγραμμης κίνησης όταν δεν υπάρχει παραμόρφωση υπό κενό. Τώρα όμως δεν μεταφέρουμε πια ενέργεια στο κενό, αλλά μας τη δίνει και αυτή η ενέργεια απελευθερώνεται με τη μορφή θερμότητας στα τακάκια των φρένων του αυτοκινήτου.

Μια τέτοια επιταχυνόμενη-ομοιόμορφη-επιβραδυνόμενη κίνηση του αυτοκινήτου δεν είναι τίποτα άλλο παρά ένας μόνο κύκλος ταλαντευτικής κίνησης χαμηλής συχνότητας και τεράστιου πλάτους. Στο στάδιο της επιτάχυνσης, η ενέργεια εισάγεται στο κενό, στο στάδιο της επιβράδυνσης, το κενό εγκαταλείπει ενέργεια. Και το πιο ενδιαφέρον είναι ότι το κενό μπορεί να εκπέμψει περισσότερη ενέργεια από αυτή που λάμβανε προηγουμένως από εμάς, γιατί ο ίδιος διαθέτει τεράστια απόθεμα ενέργειας. Σε αυτή την περίπτωση, δεν συμβαίνει παραβίαση του νόμου της διατήρησης της ενέργειας: πόση ενέργεια θα μας δώσει το κενό, ακριβώς την ίδια ποσότητα ενέργειας θα λάβουμε από αυτό. Αλλά λόγω του γεγονότος ότι το φυσικό κενό μας φαίνεται κενό, θα μας φανεί ότι η ενέργεια προκύπτει από το πουθενά. Και τέτοια γεγονότα μιας φαινομενικής παραβίασης του νόμου της διατήρησης της ενέργειας, όταν η ενέργεια εμφανίζεται κυριολεκτικά από το κενό, είναι από καιρό γνωστά στη φυσική (για παράδειγμα, σε οποιοδήποτε συντονισμό, απελευθερώνεται μια τέτοια τεράστια ενέργεια που ένα αντικείμενο συντονισμού μπορεί ακόμη και να καταρρεύσει).

Η περιφερειακή κίνηση είναι επίσης ένα είδος ανώμαλης κίνησης, ακόμη και με σταθερή ταχύτητα, γιατί σε αυτή την περίπτωση, η θέση του διανύσματος ταχύτητας στο χώρο αλλάζει. Κατά συνέπεια, μια τέτοια κίνηση παραμορφώνει το περιβάλλον φυσικό κενό, το οποίο αντιδρά σε αυτό δημιουργώντας δυνάμεις αντίστασης με τη μορφή φυγόκεντρων δυνάμεων: κατευθύνονται πάντα με τέτοιο τρόπο ώστε να ισιώνουν την τροχιά της κίνησης και να την κάνουν ευθύγραμμη όταν δεν υπάρχει κενό. παραμόρφωση. Και για να ξεπεράσετε τις φυγόκεντρες δυνάμεις (ή για να διατηρήσετε το κενό που προκαλείται από την περιστροφή), πρέπει να ξοδέψετε ενέργεια, η οποία πηγαίνει στο ίδιο το κενό.

Τώρα μπορούμε να επιστρέψουμε στο φαινόμενο της λάμψης της λάμπας. Για τη λειτουργία του, πρέπει να υπάρχει ηλεκτρική γεννήτρια στο κύκλωμα (ακόμα κι αν υπάρχει μπαταρία, πάλι κάποτε φορτίστηκε από τη γεννήτρια). Η περιστροφή του ρότορα της ηλεκτρικής γεννήτριας παραμορφώνει τη δομή του γειτονικού φυσικού κενού, προκύπτουν φυγόκεντρες δυνάμεις στον ρότορα και η ενέργεια για να ξεπεραστούν αυτές οι δυνάμεις αφήνει τον πρωτεύοντα στρόβιλο ή άλλη πηγή περιστροφής στο φυσικό κενό. Όσον αφορά την κίνηση των ηλεκτρονίων σε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα, αυτή η κίνηση συμβαίνει υπό τη δράση φυγόκεντρων δυνάμεων που δημιουργούνται από ένα κενό σε έναν περιστρεφόμενο ρότορα. Όταν τα ηλεκτρόνια εισέρχονται στο νήμα ενός λαμπτήρα, βομβαρδίζουν έντονα τα ιόντα του κρυσταλλικού πλέγματος και αρχίζουν να δονούνται απότομα. Κατά τη διάρκεια τέτοιων δονήσεων, η δομή του φυσικού κενού παραμορφώνεται ξανά και το κενό αντιδρά σε αυτό εκπέμποντας κβάντα φωτός. Εφόσον το ίδιο το κενό είναι ένα είδος ύλης, η προηγουμένως σημειωθείσα αντίφαση της εμφάνισης της ύλης από το πουθενά εξαλείφεται: μια μορφή ύλης (ακτινοβολία φωτός) προκύπτει από μια άλλη του είδους της (φυσικό κενό). Τα ίδια τα ηλεκτρόνια σε μια τέτοια διαδικασία δεν εξαφανίζονται και δεν μεταμορφώνονται σε κάτι άλλο. Επομένως, πόσα ηλεκτρόνια εισέρχονται στον λαμπτήρα μέσω του ενός σύρματος, ακριβώς η ίδια ποσότητα θα βγει από το άλλο. Φυσικά, η ενέργεια των κβαντών λαμβάνεται επίσης από το φυσικό κενό, και όχι από τα ηλεκτρόνια που εισέρχονται στο νήμα. Η ενέργεια του ηλεκτρικού ρεύματος στο ίδιο το κύκλωμα δεν αλλάζει και παραμένει σταθερή.

Έτσι, για τη φωταύγεια του λαμπτήρα, δεν χρειάζονται τα ίδια ηλεκτρόνια, αλλά απότομες δονήσεις των ιόντων του κρυσταλλικού πλέγματος του μετάλλου. Τα ηλεκτρόνια είναι απλώς ένα εργαλείο που κάνει τα ιόντα να δονούνται. Αλλά το εργαλείο μπορεί να αντικατασταθεί. Και στο πείραμα με ένα καλώδιο, αυτό ακριβώς συμβαίνει. Στο διάσημο πείραμα του Νίκολα Τέσλα για τη μετάδοση ενέργειας μέσω ενός σύρματος, ένα τέτοιο όργανο ήταν το εσωτερικό εναλλασσόμενο ηλεκτρικό πεδίο του σύρματος, το οποίο άλλαζε συνεχώς τη δύναμή του και έτσι έκανε τα ιόντα να δονούνται. Επομένως, η έκφραση "μεταφορά ενέργειας μέσω ενός καλωδίου" σε αυτή την περίπτωση δεν είναι επιτυχής, ακόμη και λανθασμένη. Δεν μεταδόθηκε ενέργεια μέσω του καλωδίου, η ενέργεια απελευθερώθηκε στον ίδιο τον λαμπτήρα από το περιβάλλον φυσικό κενό. Για το λόγο αυτό, το ίδιο το καλώδιο δεν θερμάνθηκε: είναι αδύνατο να θερμανθεί ένα αντικείμενο εάν δεν παρέχεται ενέργεια σε αυτό.

Ως αποτέλεσμα, διαφαίνεται μια μάλλον δελεαστική προοπτική απότομης μείωσης του κόστους κατασκευής γραμμών ηλεκτρικής ενέργειας. Πρώτον, μπορείτε να τα βγάλετε πέρα με ένα καλώδιο αντί για δύο, γεγονός που μειώνει αμέσως το κόστος κεφαλαίου. Δεύτερον, αντί για σχετικά ακριβό χαλκό, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε οποιοδήποτε από τα φθηνότερα μέταλλα, ακόμα και σκουριασμένο σίδερο. Τρίτον, μπορείτε να μειώσετε το ίδιο το σύρμα στο πάχος μιας ανθρώπινης τρίχας και να αφήσετε την αντοχή του σύρματος αμετάβλητη ή ακόμα και να το αυξήσετε κλείνοντάς το σε μια θήκη από ανθεκτικό και φτηνό πλαστικό (παρεμπιπτόντως, αυτό θα προστατεύσει επίσης το σύρμα από την ατμοσφαιρική βροχόπτωση). Τέταρτον, λόγω της μείωσης του συνολικού βάρους του σύρματος, είναι δυνατό να αυξηθεί η απόσταση μεταξύ των στηρίξεων και έτσι να μειωθεί ο αριθμός των στηρίξεων για ολόκληρη τη γραμμή. Είναι ρεαλιστικό να γίνει αυτό; Φυσικά και είναι αληθινό. Θα υπήρχε πολιτική βούληση της ηγεσίας της χώρας μας και οι επιστήμονες δεν θα σας απογοητεύσουν.