Elpæren brænder mod fysikkens love

2024 Forfatter: Seth Attwood | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-16 16:01

Principperne for drift af pærer forekommer os så klare og indlysende, at næsten ingen tænker på mekanikken i deres arbejde. Ikke desto mindre skjuler dette fænomen et kæmpe mysterium, som endnu ikke er fuldt løst.

Først et forord om, hvordan denne artikel blev til.

For omkring fem år siden registrerede jeg mig på et eller andet elevforum og publicerede en artikel der om, hvilke fejl vores akademiske videnskab begår ved fortolkning af mange grundlæggende bestemmelser, hvordan disse fejl korrigeres af alternativ videnskab, og hvordan akademisk videnskab kæmper mod alternativet, og sætter en etiket på til det "pseudovidenskab" og anklage ham for alle dødssynder. Min artikel hang i det offentlige domæne i cirka 10 minutter, hvorefter den blev smidt i sumpen. Jeg blev straks sendt i et forbud på ubestemt tid og forbudt at møde op med dem. Et par dage senere besluttede jeg at registrere mig på andre studerendes websteder for at prøve igen med offentliggørelsen af denne artikel. Men det viste sig, at jeg allerede var på den sorte liste på alle disse sider, og min registrering blev nægtet. Så vidt jeg forstår, foregår der en udveksling af oplysninger om uønskede personer mellem studenterfora, og at blive sortlistet på ét websted betyder en automatisk flugt fra alle andre.

Så besluttede jeg at gå til magasinet Kvant, som har specialiseret sig i populærvidenskabelige artikler til skolebørn og universitetsstuderende. Men da dette blad i praksis stadig er mere orienteret mod skolepublikummet, måtte artiklen forenkles kraftigt. Jeg smed alt om pseudovidenskab ud derfra og efterlod kun en beskrivelse af et fysisk fænomen og gav det en ny fortolkning. Det vil sige, at artiklen er vendt fra en teknisk journalistisk til en rent teknisk. Men jeg ventede ikke på noget svar fra redaktionen på min henvendelse. Og før kom svaret fra magasinernes redaktioner altid til mig, selvom redaktionen afviste min artikel. Heraf konkluderede jeg, at jeg på redaktionen også er på den sorte liste. Så min artikel så aldrig dagens lys.

Fem år er gået. Jeg besluttede at kontakte Kvant-redaktionen igen. Men fem år senere var der intet svar på min anmodning. Det betyder, at jeg stadig er på deres sorte liste. Derfor besluttede jeg ikke at slås med vindmøller mere, og publicere en artikel her på siden. Selvfølgelig er det ærgerligt, at det overvældende flertal af skolebørn ikke vil se det. Men her kan jeg ikke gøre noget. Så her er selve artiklen…

Hvorfor er lyset tændt?

Sandsynligvis er der ingen sådan bosættelse på vores planet, hvor der ikke vil være nogen elektriske pærer. Store og små, fluorescerende og halogen, til lommelygter og kraftige militære projektører - de er blevet så solidt etableret i vores liv, at de er blevet lige så velkendte som den luft, vi indånder. Principperne for drift af pærer forekommer os så klare og indlysende, at næsten ingen tænker på mekanikken i deres arbejde. Ikke desto mindre skjuler dette fænomen et kæmpe mysterium, som endnu ikke er fuldt løst. Lad os prøve at løse det selv.

Lad os have et bassin med to rør, hvorigennem det ene strømmer vand ind i bassinet, gennem det andet løber det ud af det. Lad os antage, at der kommer 10 kilo vand i bassinet hvert sekund, og i selve bassinet bliver 2 af disse ti kilo på magisk vis omdannet til elektromagnetisk stråling og smidt ud. Spørgsmål: hvor meget vand vil forlade poolen gennem et andet rør? Sandsynligvis vil selv en førsteklasser svare, at det vil tage 8 kilo vand i sekundet.

Lad os ændre eksemplet lidt. Lad der være elektriske ledninger i stedet for rør, og en elektrisk pære i stedet for en pool. Overvej situationen igen. En ledning ind i en pære indeholder f.eks. 1 million elektroner i sekundet. Hvis vi antager, at en del af denne million omdannes til lysstråling og udsendes fra lampen til det omgivende rum, så vil færre elektroner forlade lampen gennem den anden ledning. Hvad vil målingerne vise? De vil vise, at den elektriske strøm i kredsløbet ikke ændrer sig. Strøm er en strøm af elektroner. Og hvis den elektriske strøm er den samme i begge ledninger, betyder det, at antallet af elektroner, der forlader lampen, er lig med antallet af elektroner, der kommer ind i lampen. Og lysstråling er en slags stof, der ikke kan komme fra et perfekt tomrum, men kun kan komme fra en anden slags. Og hvis der i dette tilfælde ikke kan opstå lysstråling fra elektroner, hvor kommer stof så fra i form af lysstråling?

Dette fænomen med gløden fra en elektrisk pære kommer også i konflikt med en meget vigtig lov for elementær partikelfysik - loven om bevarelse af den såkaldte leptonladning. Ifølge denne lov kan en elektron kun forsvinde ved udsendelse af et gammakvante i reaktionen af annihilation med dens antipartikel, en positron. Men i en pære kan der ikke være positroner som bærere af antistof. Og så får vi bogstaveligt talt en katastrofal situation: alle elektroner, der kommer ind i pæren gennem en ledning, forlader pæren gennem en anden ledning uden nogen udslettelsesreaktioner, men samtidig opstår der nyt stof i selve pæren i form af lysstråling.

Og her er en anden interessant effekt forbundet med ledninger og lamper. For mange år siden udførte den berømte fysiker Nikola Tesla et mystisk eksperiment på overførsel af energi gennem en ledning, som blev gentaget i vores tid af den russiske fysiker Avramenko. Essensen af eksperimentet var som følger. Vi tager den mest almindelige transformer og forbinder den med den primære vikling til en elektrisk generator eller netværk. Den ene ende af den sekundære viklingsledning dingler simpelthen i luften, vi trækker den anden ende til det næste rum, og der forbinder vi den til en bro med fire dioder med en elektrisk pære i midten. Vi tilfører spænding til transformeren, og lyset tændte. Men trods alt strækker der sig kun en ledning til den, og der skal to ledninger til, for at det elektriske kredsløb kan fungere. På samme tid, ifølge forskere, der undersøger dette fænomen, bliver ledningen, der går til pæren, slet ikke opvarmet. Det bliver ikke så varmt, at noget metal med en meget høj modstand kan bruges i stedet for kobber eller aluminium, og det vil stadig forblive koldt. Desuden er det muligt at reducere tykkelsen af tråden til tykkelsen af et menneskehår, og stadig vil installationen fungere uden problemer og uden at generere varme i tråden. Indtil nu har ingen været i stand til at forklare dette fænomen med energitransmission gennem én ledning uden tab. Og nu vil jeg prøve at give min forklaring på dette fænomen.

Der er sådan et koncept i fysik - fysisk vakuum. Det må ikke forveksles med et teknisk vakuum. Teknisk vakuum er synonymt med tomhed. Når vi fjerner alle luftmolekyler fra karret, skaber vi et teknisk vakuum. Fysisk vakuum er helt anderledes, det er en slags analog af altgennemtrængende stof eller miljø. Alle videnskabsmænd, der arbejder på dette område, tvivler ikke på eksistensen af et fysisk vakuum, fordi dens virkelighed bekræftes af mange velkendte fakta og fænomener. De skændes om tilstedeværelsen af energi i det. Nogen taler om en ekstrem lille mængde energi, andre er tilbøjelige til at tænke på en ekstrem stor mængde energi. Det er umuligt at give en nøjagtig definition af fysisk vakuum. Men du kan give en omtrentlig definition gennem dens karakteristika. For eksempel dette: det fysiske vakuum er et særligt altgennemtrængende medium, der danner universets rum, genererer stof og tid, deltager i mange processer, har enorm energi, men er ikke synligt for os på grund af manglen på det nødvendige sanseorganer og derfor forekommer os tomhed. Det skal især understreges: det fysiske vakuum er ikke tomhed, det ser kun ud til at være tomhed. Og hvis du tager denne position, så kan mange gåder let løses. For eksempel gåden om inerti.

Hvad der er inerti er stadig ikke klart. Desuden er fænomenet inerti endda i modstrid med mekanikkens tredje lov: handling er lig med reaktion. Af denne grund forsøger inertikræfter nogle gange endda at blive erklæret illusoriske og fiktive. Men hvis vi falder under påvirkning af inertikræfter i en kraftigt opbremset bus og får et bump på panden, hvor illusorisk og fiktivt vil denne bump så være? I virkeligheden opstår inerti som en reaktion af det fysiske vakuum på vores bevægelse.

Når vi sidder i bilen og trykker på gassen, begynder vi at bevæge os ujævnt (accelereret), og ved denne bevægelse af vores krops tyngdefelt deformerer vi strukturen af det fysiske vakuum, der omgiver os, og giver det noget energi. Og vakuumet reagerer på dette ved at skabe inertikræfter, der trækker os tilbage for at lade os hvile og derved eliminere deformationen, der indføres fra det. For at overvinde inertikræfterne kræves der meget energi, hvilket giver sig udslag i et højt brændstofforbrug til acceleration. Yderligere ensartet bevægelse påvirker ikke det fysiske vakuum på nogen måde, og det skaber derfor ikke inertikræfter, derfor er brændstofforbruget for ensartet bevægelse mindre. Og når vi begynder at bremse, bevæger vi os igen ujævnt (langsommere) og deformerer igen det fysiske vakuum med dets ujævne bevægelse, og det reagerer igen på dette ved at skabe inertikræfter, der trækker os fremad for at efterlade os i en tilstand af ensartet retlinet bevægelse når der ikke er nogen vakuumdeformation. Men nu overfører vi ikke længere energi til vakuumet, men det giver os den, og denne energi frigives i form af varme i bilens bremseklodser.

En sådan accelereret-ensartet-decelereret bevægelse af bilen er intet mere end en enkelt cyklus af oscillerende bevægelse af lav frekvens og enorm amplitude. På accelerationsstadiet indføres energi i vakuumet, ved decelerationsstadiet afgiver vakuumet energi. Og det mest spændende er, at vakuumet kan afgive mere energi, end det tidligere har modtaget fra os, pga han besidder selv en enorm energiforsyning. I dette tilfælde sker der ingen overtrædelse af loven om bevarelse af energi: hvor meget energi vil vakuumet give os, nøjagtig den samme mængde energi, vi vil modtage fra det. Men på grund af det faktum, at det fysiske vakuum for os forekommer at være tomhed, vil det for os synes, at energi opstår fra ingenting. Og sådanne kendsgerninger om en tilsyneladende overtrædelse af loven om energibevarelse, når energi bogstaveligt dukker op fra tomhed, har længe været kendt i fysik (for eksempel ved enhver resonans frigives en så enorm energi, at et resonansobjekt endda kan kollapse).

Periferisk bevægelse er også en form for ujævn bevægelse, selv ved konstant hastighed, fordi i dette tilfælde ændres hastighedsvektorens position i rummet. Som følge heraf deformerer en sådan bevægelse det omgivende fysiske vakuum, som reagerer på dette ved at skabe modstandskræfter i form af centrifugalkræfter: de er altid rettet på en sådan måde, at de udretter bevægelsesbanen og gør den retlinet, når der ikke er vakuum deformation. Og for at overvinde centrifugalkræfter (eller for at opretholde vakuumet forårsaget af rotation), skal du bruge energi, som går ind i selve vakuumet.

Nu kan vi vende tilbage til fænomenet med lyspærens glød. For dens drift skal en elektrisk generator være til stede i kredsløbet (selvom der er et batteri, blev det stadig opladet fra generatoren). Rotationen af den elektriske generators rotor deformerer strukturen af det tilstødende fysiske vakuum, centrifugalkræfter opstår i rotoren, og energien til at overvinde disse kræfter forlader den primære turbine eller anden rotationskilde ind i det fysiske vakuum. Hvad angår bevægelsen af elektroner i et elektrisk kredsløb, sker denne bevægelse under påvirkning af centrifugalkræfter skabt af et vakuum i en roterende rotor. Når elektroner kommer ind i glødetråden i en pære, bombarderer de intenst ionerne i krystalgitteret, og de begynder at vibrere skarpt. I løbet af sådanne vibrationer deformeres strukturen af det fysiske vakuum igen, og vakuumet reagerer på dette ved at udsende lyskvanter. Da vakuumet i sig selv er en slags stof, fjernes den tidligere bemærkede modsigelse af stofs udseende fra ingenting: en form for stof (lysstråling) opstår fra en anden af sin art (fysisk vakuum). Elektronerne selv i en sådan proces forsvinder ikke og omdannes ikke til noget andet. Derfor, hvor mange elektroner der kommer ind i pæren gennem den ene ledning, vil nøjagtigt den samme mængde komme ud gennem den anden. Naturligvis tages kvanternes energi også fra det fysiske vakuum og ikke fra elektronerne, der kommer ind i glødetråden. Energien af den elektriske strøm i selve kredsløbet ændres ikke og forbliver konstant.

Til lampens luminescens er der således ikke behov for elektroner i sig selv, men skarpe vibrationer af ionerne i metallets krystalgitter. Elektronerne er blot et værktøj, der får ionerne til at vibrere. Men værktøjet kan udskiftes. Og i forsøget med én ledning er det præcis, hvad der sker. I Nikola Teslas berømte eksperiment om overførsel af energi gennem én ledning var et sådant instrument ledningens indre elektriske vekslende felt, som konstant ændrede sin styrke og derved fik ionerne til at vibrere. Derfor er udtrykket "overførsel af energi gennem en ledning" i dette tilfælde ikke vellykket, endda fejlagtigt. Ingen energi blev transmitteret gennem ledningen, energien blev frigivet i selve pæren fra det omgivende fysiske vakuum. Af denne grund blev selve ledningen ikke opvarmet: det er umuligt at opvarme en genstand, hvis der ikke tilføres energi til den.

Som følge heraf er der en ret fristende udsigt til et kraftigt fald i omkostningerne ved at bygge elledninger. For det første kan du klare dig med én ledning i stedet for to, hvilket umiddelbart reducerer kapitalomkostningerne. For det andet, i stedet for relativt dyrt kobber, kan du bruge et hvilket som helst af de billigste metal, endda rustent jern. For det tredje kan du reducere selve tråden til tykkelsen af et menneskehår og lade trådens styrke være uændret eller endda øge den ved at omslutte den i en kappe af holdbar og billig plast (det vil i øvrigt også beskytte tråden fra atmosfærisk nedbør). For det fjerde er det på grund af reduktionen af trådens samlede vægt muligt at øge afstanden mellem understøtningerne og derved reducere antallet af understøtninger for hele linjen. Er det realistisk at gøre dette? Selvfølgelig er det ægte. Der ville være en politisk vilje hos ledelsen i vores land, og videnskabsmænd vil ikke svigte dig.