MITEN SYNTYY MASSAN KASVU

Osmo Hassi 16.8.2014 MITEN SYNTYY MASSAN KASVU Tämä artikkeli perustuu siihen, että fotonin energia, E fo, saadaan jonosta: E fo =hf =±nh =±m fo c2, missä h = 6,62606 957. 10 34 AsVs on Planckin vakio, f fotonin värähtelytaajuus, ±n fotonin pyörimistaajuus etenemisakselinsa ympäri, joko oikealle tai vasemmalle. Pyörivällä fotonilla on liikemassa m fo, jonka etenemissuunta riippuu fotonin pyörimissuunnasta. Pyörivällä fotonilla ei ole sähkövuota [Ψ ]=As eikä magnettivuota [Φ]=Vs. Pyöri-misliike kumoaa nämä molemmat vuot. Viite[1], s.111. Valon nopeus tyhjiössä mittausten mukaan on c =299792458 m/s. Mainitut numeroarvot on saatu Wikipediasta. LED- lamppujen toiminta perustuu elektronin tekemään jännitehyppyyn. Valoa syntyy jo noin 3 voltin jännitehypyllä. Ledit eivät kuitenkaan kestä suuria jännitehyppyjä, mutta elektronit kestävät, sillä ne ovat hyvin lujia ja hyvin pieniä massahiukkasia. Tässä artikkelissa selviää miten lähtevän fotonin teho riippuu elektronin jännitehypystä U, kuinka pieni on pimeän massan pienin hiukkanen, kuinka neutronista voi tulla elektronin äiti, ja kuinka voi syntyä atomipommien raaka-ainetta, miksi Universumin massa voi nyt olla havaintojen mukaisesti kasvuvaiheessa, ja miten voi syntyä massaa ja massan kasvua. Artikkelia selventävä koe valokaari ja q:n suunta c fotonil vasemmalle jäykkä metalli 380V 50Hz Liikkuva kosketin Z U virtaa rajoittava impedanssi I valokaari ja q:n suunta c L fotoni oikealle sähköeriste jäykkien metalliosien välissä jäykkä metalli Virtaa I ympäröivän magneettikentän ja magneettivuon suunta maadoitus Liikkuva kosketin on yrittänyt katkaista sähkövirran I, ja saanut syntymään kaksi valokaarta, jotka säteilevät fotoneja oikealle ja vasemmalle. Kun positiivisten alkeisvarausten, q, virta, I, liikkui jänitehypyn U suuntan, se otti 380 V verkosta virran, I = 400 A, jonka ympärille syntyi magneettikenttä ja magneettivuo. Jännitehyppy U sai alkeisvarauksen, q, värähtelemään taajuudella, f q, minkä avulla se voi luovuttaa energiaa kahdelle vastakkaiseen suuntaan lähtevälle fotonille, kun ne värähtelivät samalla taajuudella f q. Kuva l. Kaksoiskatkaisussa syntyi voimakas magneettinen puhallus Kaksoiskatkaisussa virta I kulki johtimissa ja valokaarissa hetkisen kahteen vastakkaiseen suuntaan, mikä aiheutti voimakkaasti hylkivän magneettisen voiman avulla kaksi toisiaan hylkivää valokaarta ja kaksi toisiaan hylkivää fotonisuihkua. Olin mukana, kun tämän kuvan mukaisia kokeita tehtiin KONE Osakeyhtiössä Helsingissä syksyllä 1949 jopa 400 A vaihtovirralla. Fotonilla on kaksi osaa, sähkövuo Ψ ja magneettivuo Φ. Fotonin sähkövuonψ ja magneettivuon Φ tulo,ψφ =h = 6,626196. 10-34 AsVs, on luonnovakio. Se on saanut nimen, Planckin vakio. Aluksi tämä vakio esiteltiin muodossa h =6,626196. 10-34 kgm2/s. Silloin ei huomattu, että sille löydetään myös muodot: skgm2/s2 = snm = sws=asvs=ws2, mutta kgm2/s2 = Nm = Ws. Suureella Nm voidaan mitata mekaanista vääntömomenttia, työtä ja energiaa. Suureella Ws voidaan mitata sähköistä työtä ja energiaa, ja sillä voidaan 1

mitata myös vääntömomenttia. Planckin vakio on jo kauan johdattanut ihmisiä harhaan, mutta yhtälöt: Nms = Ws2, ja h = 6,626196. 10-34 AsVs voivat ohjata kaikki oikealle tielle, jos he hyväksyvät, että AsVs = Js on myös joulesekunti. Hienorakennevakion käänteisarvo löytyy fotonin huipputehon avulla Kun elektroni värähtelee taajuudella f tai pyörii taajuudella ±n, se voi indusoida lähelleen avaruuteen samalla taajuudella värähtelevän fotonin, jonka huipputeho saadaan yhtälöstä p max =hf 2, mutta fotonin täytyy värähdellä sinimuotoisesti taajuudella f tai pyöriä taajuudella n =± f, jotta seuraava teho-yhtälö olisi voimassa: f 2q 2 Z q = f 2Ψ 2 Z f, missä Z q =h/q2 25812,8 Ω on elektronin aaltoimpedanssi. Suure Z f 376,730 Ω on fotonin aaltoimpedanssi tyhjiössä. Sinimuotoisesti värähtelevän fotonin vaatima keskimääräinen teho on aina puolet fotonin huipputehosta. Elektronin fotonille antama huipputeho saadaan yhtälöstä p emax =f 2q2 Z q. Fotonin saama huipputeho on p fmax =f 2Ψ 2 Z f, ja Ψ 2/q 2 = Z q /Z f = 68,5180. Kuvassa 1 elektroni lähettää sinimuotoisesti värähtelevän valokaaren avulla fotonin vuorotellen oikealle ja vasemmalle, mistä johtu, että elektronin kuormitus tuplaantuu ja suhteen Ψ 2/q 2 arvo sadaan jonosta. Ψ 2/q 2 = Z q /(0,5Z f ) = 2. Z q /Z f ) = 2. 68,5180 =137,0360. Tämä suhdeluku on ilmeisesti sama kuin Wikipedista löytyvä hienorakennevakion käänteisarvo: 1/a =137,035999679(94). Saatu tulos johtuu tehojen vertailusta. Näin löytyi selitys sille, miksi impedanssien suhde Z q /Z f = 68,5180 voi olla tasan puolet hienorakennevakion käänteisarvosta. Toisiopuolen eli fotonipuolen teho voi kasvaa kaksinkertaiseksi myös silloin, kun kaksi hyppäävää elektronia muodostavat tandemin 2. Z q, ja tekevät tandemhypyn avulla kaksi fotonia. Universumin perussolun nimeksi sopinee Mininova Monet massahiukkaset muodostuvat soluista. Universumin perussolu on kaksi osainen hiukkanen, jonka massan neliö saadaan yhtälöjonosta: m 2 mino = ch /G =2,976 840 526. 10 15 kg kg, missä G =6,673 m3 kg-1 s-2. 10-11, mikä on SI järjestelmän mukainen gravitaatiovakion nykyarvo. Valon nopeus tyhjiössä on Wikipedian mukaan c =299792458 m/s ja Planckin vakio on myös Wikipedian mukaan h = 6,62606 957. 10 34 AsVs. Mainitut kolme luonnovakiota muodostavat Universumin perussolun. Tämä perussolu paljastaa sen että, valon nopeus tyhjiössä, c, Planckin vakio, h, ja gravitaatovakio, G, ovat massan välityksellä tiukasti sidoksissa toisiinsa ja hallitsevat yhdessä koko Universumin massan toimintaa. Gravitaatiovakio tunnetaan vain neljän numeron tarkkuudella, mutta se ei vähennä seuraavien tulosten merkitystä. Mininovan massa Mininovan massa saadaan yhtälöstä m mino =(ch/g)0,5 =5,456 043 004. 10-08 kg. Kun tämä massa kerrotaan valon nopeuden, c = 299792458 m/s neliöllä, sadaan mininovan energian arvoksi E mino =4 903 646 905 Ws. Energiaa E mino kuljettava fotoni värähtelee taajuudella f mino = E mino /h =7,400 536 402. 10+42 Hz. Painovoiman rajateho saadaan yhtälöstä p lim =c 5/G =3,628 961 743. 10+52 W, 2

viite [1] s.2]. Sitä vastaava värätelytaajuus on f lim =f mino =7,400 536 402. 10+42 Hz. Painovoiman rajateho sai nimensä viitteessä [1], Fotonin malli. Hubblen vakion avulla löytyy Universumin massa ja tarkistuu laskelmia Jos Universumin massa värähtelee symmetrisesti, Hubblen vakion arvo löytyy yhtälöstä H. f mino =(1Hz)2, missä 1Hz on koko Universumin keskivertotaajuus. Universumin koko massan pienin taajuus on Hubblen vakio H, jonka numeroarvo saadaan yhtälöstä H = (1Hz)2/7,40035. 10+42 Hz 1,35129. 10-43 Hz. Universumin massa saadaan yhtälöstä M u = c 3/(HG ) 3. 10+78 kg, mutta sen massa voi pienentyä tai kasvaa, jota kuvaa yhtälö dm u /dt = ± M u H = ± c 3/G = ± 4,038. 10+35 kg/s. Viite[1 s.2]. Havaintojen mukaan Universumin massa on nyt kasvuvaiheessa, joten havauntojen perusteella painovoiman rajateho voidaan laskea myös jonosta p lim =c 2M u H = +c5/g =+ 3,628 961 743. 10+52W. Elektroni ja protoni ovat erittäin lujia hiukkasia Elektronin lepomassan hajoamiseen johtavan taajuuden raja-arvon, f emax, määrittämiseksi löytyy seuraavat yhtälöjonot: (dm/dt) lim = m e0 f emax = ±c 3/G ja f emax =n emax = ±c 3/(G m e0 ) ±4,432309. 10+65Hz. Protonin massan hajoamiseen johtavan taajuuden raja-arvo saadaan yhtälöstä n pmax = ±c 3/(G m p0 ) ± 2,413968. 10+62Hz. Edeltävien laskelmien perusteella elektronin ja protonin hajoamistaajuudet ovat hyvin suuria, mikä osoittaa sitä, että ne ovat niin pieniä hiukkasia, että niitä on erittäin vaikea pilkkoa pienemmiksi. Mikronova Perusolun osien tulo, 2,97680. 10-15 kg. kg, voi olla keskivertomassan eli mininovan massan neliö tai ihan yhtä hyvin Universumin suurimman massan ja sen pienimmän massan tulo. Universumin koko massa on aikaisemman perusteella M u = 2,98799. 10+78kg. Universumin pienimmän hiukkasen massan, eli yhden mikronovan massan todennäköiseksi arvoksi saadaan siis: m mrno =2,97680. 10-15kg. kg/2,98799. 10+78kg 9,96255. 10-94kg. Mikronovat ovat todennäköisesti myös pimeän massan pienimpiä osia. Yhden mikronovan energia on E mrnova = 9,96255. 10-94kg. c2 8,95389. 10-77 Ws. Tätä vastaava värähtelytaajuus on: f mrnova = 8,95389. 10-77 Ws/h 1,35129. 10-43 Hz, mikä on sama kuin edellä löydetty Hubblen vakion H numeroarvo. Mitä tapahtuu kun elektronin lepomassa kasvaa kaksinkertaiseeksi Wikipedian mukaan elektronin lepomassa m e0 on 9,10938215. 10-31kg. Tämän massan ominaisenergia saadaan yhtälöstä E e0 =m e0 c2=8,187104382. 10-14 Ws, ja sitä vastaava värähtelytaajuus on fme0 = E e0 /h 1,23559. 10+20 Hz, mikä on myös sen ominaistaajuutta vastaavan pyörimistaajuuden, nme0, numeroarvo. Jännitehypyssä elektronin massa kasvaa aina. Jos massan kasvu häiritsee, atomi pyrkinee torjumaan häiriön fotoneja säteilemällä. Oletetaan, että elektronin massa on kasvanut kaksinkertaiseksi eli arvoon 1,82191. 10-30 kg. 3

Tässä tapauksessa lähtevän fotonin energia on sama kuin elektronin massan ominaisenergia, mikä on E e0 = m e0 c2 8,187104382. 10-14 Ws. Vastaavasti fme0 = nme0 1,235590. 10+20Hz ja aallonpituus noin 0,00242631 nm. Se on hyvin vaarallista gammasäteilyä. Elektroni voi siis tuottaa säteilyä, jonka huipputeho on noin 10,12 MW. Jännitehypyn huippuarvo on noin u emax 510 999 V ja virran huippuarvo noin i emax 19,80 A. Tämän tehon keskiarvo on noin 5,06 MW. Jännittehypyn tehollisarvo on noin U 361 331 V ja virran tehollisarvo noin I e 14 A. Elektronin massan tuplaustaajuus on 1,23 559. 10+20 Hz on paljon pienempi kuin aikaisemmin löydetty elektronin hajottamiseen tarvittava taajuus 4,432 309. 10+65 Hz. Tuplaustaajuus ei ilmeisesti vahingoita elektronin eikä atomin rakennetta. Elektroni ja atomi voivat siis ilmeisesti toipua hyvin tuplaustaajuuden aiheuttamasta häiriöstä lähettämällä hankalan fotonin ulos atomista. Tuplaustaajuudella toimiva elektroni voinee olla monessa mukana. Miten elektroni voi syntyä Professori Hjalmar Brotherus selitti teekkareille syksyllä 1946, että elektroni voi poistua atomin ytimestä, jos yksi neutroni muuttuu protoniksi samalla hetkellä, kun ytimestä poistuu yksi elektroni. Mielestäni tämä on yhä luonteva selitys. Wikipedian mukaan elektronin massa on m e= 9,109 382 150. 10-31 kg, protonin massa m p=1,672 621 777. 10-27 kg ja neutronin massa m n = 1,674 927 351. 10-27 kg. Suhteesta (m n-m p)/m e 2,53 näkyy, että neutroni voi aivan hyvin toimia elektronin äitinä. Miten voi syntyä massan kasvua Jos avaruudessa vapaasti putoavat neutronit kasvavat liian suuriksi, ne voivat ruveta tuottamaan protoneja sekä elektroneja. Samalla syntyy vetyatomin molempia rakenneosia ja niistä vaarattomasti vetyä, mutta vetyatominkin ytimeen voi protonin seuraksi tulla neutroni, joka rupeaa kasvattamaan sisällään uutta elektronia, jonka poistuminen vetyatomin ytimestä tuottaa vetyä raskaamman heliumin. Atomien ytimissä elektronia kasvattava äitineutroni voi siis tuottaa massaa aivan luonnolisella tavalla. Elektronien tuottaminen atomin ytimen sisällä voi olla vaarallista Tilanne muuttuu hyvin vaaralliseksi, jos raskaan atomin ytimen sisällä olevat neutronit pääsevät heikentämään atomin ytimen lujuutta, kasvattamalla ytimessä olevien protonien lukumäärää elektroneja tuottamalla, sillä protonien lukumäärän kasvaessa atomin ytimen sisäinen paine voi kasvaa niin suureksi, että koko ytimen on pakko räjähtää pienempiin osiin, ja silloin atomista tulee atomipommin raaka-ainetta. Tämän Hjalmar Brotherus näytti oivaltaneen pian, kun ensimmäinen atomipommi oli räjähtänyt 1945. Erotus on m n-m p = 2,305574. 10-30 kg, ja sen energia on E diff = 2,305574. 10-30 kg. c2 2,072146572. 10-13 Ws. Tätä energiaa vastaava värähtelytaajuus on f diff = E diff /h 3,127263532. 10+20 Hz, millä taajuudella voi syntyä noin 64,8 MW huipputeho ja noin 32,4 MW keskiteho. Yhden elektronin huipputehon keskiarvo oli edellä esitetyn perusteella vain noin 5,06 MW. 4

Loppusanat Kun fotoni pyörii etenemisakselinsa ympäri, sen koko energia sadaan jonosta E fo =hf =±nh =±m fo c2. Fotonin spin S =h/(2$) sieppaa pyörimistaajuuden,n, avulla puolet fotonin koko energiasta, mikä on E fspin =h $n/(2$) = hn/2 = hf/2. Toinen puoli fotonin koko energiasta on, m fo c2/2, ja tämä jätetään fotonin liike-energian vastuulle. Hitaasti kasvatetut elektronit ovat niin lujaa tekoa, että painovoima ei pysty niitä särkemään, sillä elektronin särkemismiseen tarvittava pyörimistajuus olisi edeltävän mukaan noin ±4,432309. 10+65 Hz, johon tarvittava teho olisi yli 1,30. 10+98 W. Universumin perussolu ch/g sitoo massan avulla toisiinsa yksiselitteisesti kolme tärkeintä luonnonvakiota siten, että niiden avulla pystytään osoittamaan, mitä on massa. Massasta voi syntyä vetyatomeja, ja tämän lisäksi myös muita atomeja niin, että lopulta voi syntyä atomipommien raaka-ainetta. Atomipommien teko jo osataan, mutta ihmisten välisiä riitoja ei pommien avulla voida ratkaista. Sotiin johtavia riitoja ei voisi edes syntyä, jos vallassa olevien ihmisten järki voittaisi vihan ja vallanhimon. Viitteet: [1] Hassi, O: Fotonin malli, Tampereen teknillisen yliopiston julkaisu, Tampere 2003, ISBN 952-15-1004-8 [2] www.kolumbus.fi/osmo.hassi/site/publications. html 5