Αφθαρσία της ύλης: Διαφορά μεταξύ των αναθεωρήσεων

Περιεχόμενο που διαγράφηκε Περιεχόμενο που προστέθηκε
μ Επιμέλεια
μ Επιμέλεια
Γραμμή 31:
σχηματίζοντας μορφές μέσα στις οποίες η κίνησή τους είναι παλμική.
 
 
<!-- ξεφευγοντας λίγο από το θέμα, αν βρω καιρό θα επιστρέψω να συγηρίσω-->
Η φυσική φιλοσοφία των ατομικών φιλοσόφων ενδιαφέρεται πάρα πολύ να εξηγήσει λογικά την παρατήρηση και τις αισθήσεις (σε αντίθεση με τους Ελεάτες).
Διασημότερος εκφραστής της ήταν ο [[Δημόκριτος]] (γενικά σε αυτόν και στον [[Λεύκιππος|Λεύκιππο]] αποδίδεται συνήθως η ιδέα).
Την ιδέα προτίμησαν οι [[Επίκουρος|Επικούρειοι]] καθώς ήταν η θεωρία που προσπαθούσε περισσότερο να εξηγήσει υλιστικά την λειτουργία του κόσμου.
Η ιδέα όμως κυνηγήθηκε για τον ίδιο λόγο από πολλούς (για παράδειγμα, από τον Πλάτωνα λόγω της [[ιδεαλισμός|ιδεαλιστικής]] φιλοσοφίας του και, αργότερα, από τον [Χριστιανισμός|Χριστιανισμό]] λόγω του ηθικού σχετικισμού που συνεπαγόταν και τηςτην άρνησηςάρνηση της αθανασίας της ψυχής[[ψυχή]]ς). Το τεράστιο έργο ειδικά του Δημόκριτου δεν σώζεται καικαθόλου.
το τεράστιο έργο ειδικά του Δημόκριτου δεν σώζεται καθόλου.
Ιδιαιτέρως στην Δύση (τον μεσαίωνα) δεν είχε καμία τύχη καθώς θεωρείτο αντίθετη στην αυθεντία του [[Αριστοτέλης|Αριστοτέλη]].
Σήμερα διατυπώνεται συχνά η άποψη ότι ο Δημόκριτος υποστήριζε την ατομική θεωρία χωρίς να διαθέτει καθόλου τις πειραματικές ενδείξεις που ξανάφερανεπενέφεραν την ατομική θεωρία στο προσκήνιο αλλά με δεδομένο ότι ήταν πολυγραφότατος και ότι οι ατομικοί φιλόσοφοι ενδιαφέρονταν πολύ για την περιγραφή της πραγματικότητας των αισθήσεων, η θέση αυτή θα έπρεπε να αμφισβητείται. <!-- αυτό το σημείο μπορεί να θεωρηθεί (δικό μου) POV αλλά δεν το λέω στον αέρα -->
 
Το δέκατο όγδοο αιώνα ο [[Αντουάν Λωράν Λαβουαζιέ]] όρισε εκ νέου τα στοιχεία ως τα συστατικά που είναι αδύνατο να χωριστούν σε άλλα με οποιαδήποτε γνωστή [[Χημεία|χημική διαδικασία]]. Τα συστατικά αυτά είναι άφθαρτα (δεν καταστρέφονται και δεν δημιουργούνται από το τίποτα)
<!-- επιστρέφοντας στο θέμα -->
Το δέκατο όγδοο αιώνα ο [[Αντουάν Λωράν Λαβουαζιέ]] όρισε εκ νέου τα στοιχεία ως τα συστατικά που είναι αδύνατο να χωριστούν σε άλλα με οποιαδήποτε γνωστή χημική διαδικασία. Τα συστατικά αυτά είναι άφθαρτα (δεν καταστρέφονται και δεν δημιουργούνται από το τίποτα)
και η ποσότητά τους μπορεί να μετρηθεί από την [[μάζα]] τους
η οποία [[Αρχή διατήρησης της μάζας|διατηρείται]].
Γραμμή 55 ⟶ 53 :
Ίσως δεν είναι και τόσο προφανές αλλά αυτή η υπόθεση έρχεται σε ισχυρή αντίθεση με την αφθαρσία της ύλης και αυτό γιατί η ύλη με την δυνατότητα να διαιρείται επ' άπειρον δεν θα μπορούσε να σχηματίζει σταθερές δομές αλλά θα διαλυόταν από μόνη της.
Η εναλλακτική υπόθεση είναι ότι η ύλη αποτελείται από άτομα, δηλαδή διακριτά στοιχεία ύλης που για κάποιον λόγο έχουν το χαρακτηριστικό που λέει το όνομά τους.
Η κλασσική μηχανική έχει ουσιαστική αδυναμία να προσφέρει κατανόηση της ατομικής φύσης της ύλης. Σε κάποιο βαθμό μπορούμε να έχουμε κάποιες επιτυχείεςεπιτυχίες χρησιμοποιώντας την κλασσική στατιστική μηχανική αλλά γρήγορα θα βρεθούμε μπροστά σε φαινόμενα που
θα αδυνατούμε να εξηγήσουμε ή χειρότερα θα αδυνατούμε να περιγράψουμε.
 
Γραμμή 61 ⟶ 59 :
 
Η τεχνική δυνατότητα για την πειραματική διερεύνηση της δομής του ατόμου δημιουργήθηκε με την ανακάλυψη της ραδιενέργειας ([[1894]]) και ειδικότερα της ακτινοβολίας -''α''.
Πρόκειται για το γνωστό πείραμα του [[Ράδερφορντ]] που οδήγησε στο συμπέρασμα ότι σχεδόν το σύνολο της ατομικής μάζας[[μάζα]]ς βρίσκεται σε έναν θετικά φορτισμένο πυρήνα ενώ τα [[ηλεκτρόνιο|ηλεκτρόνια]] που αποτελούν το αρνητικό [[φορτίο]] τριγυρνούν στον υπόλοιπο όγκο του ατόμου.
Για την κλασσική μηχανική αυτό το "πλανητικό" μοντέλο είναι απαράδεκτο ως ασταθές.
Τα [[ηλεκτρόνιο|ηλεκτρόνια]] θα έπρεπε κινούμενα να ακτινοβολούν και να χάνουν διαρκώς ενέργεια, αλλά αυτό δεν είναι το μεγαλύτερο πρόβλημα.
 
Το ότι είμαστε αναγκασμένοι ουσιαστικά να εγκαταλείψουμε την κλασσική μηχανική αν επιθυμούμε να μελετήσουμε καλύτερα την ύλη το έδειξε πρώτος ο Μπορ:
:Με τον όρο ''σταθερότητα'' εννοώεννοείται ότι, οι ίδιες ουσίες έχουν πάντα τις ίδιες ιδιότητες, σχηματίζονται οι ίδιοι [[κρύσταλλος|κρύσταλλοι]], οι ίδιες χημικές ενώσεις κ.ο.κ. Με άλλα λόγια, ακόμα και ύστερα από πληθώρα μεταβολών λόγω εξωτερικών επιδράσεων, ένα άτομο [[σίδηρος|σιδήρου]], με τις ίδιες ακριβώς, όπως και πριν, ιδιότητες. Αυτό δεν μπορεί να εξηγηθεί με τις αρχές της κλασσικής μηχανικής, σίγουρα δεν μπορεί, αν το άτομο ήταν παρόμοιο με [[πλανητικό σύστημα]]. Η φύση έχει σαφώς την τάση να παράγει ορισμένες ''μορφές'' - χρησιμοποιώ την λέξη ''μορφές'' στην πιο γενική της έννοια - και να αναδημιουργεί αυτές τις ''μορφές'' ακόμα και όταν παραμορφώνονται ή καταστρέφονται.
 
Ας σταματήσουμε λίγο εδώ και ας κάνουμε μια σύγκριση.
Γραμμή 77 ⟶ 75 :
Αν φανταστούμε έστω και μια ανάλογη κρούση ανάμεσα σε δυο πλανητικά συστήματα, τότε δεν θα έμενε κυριολεκτικά τίποτα στην θέση του.
 
Ο πρώτος που προσπάθησε κάπως σοβαρά να δώσει μια θεωρία που να περιγράφει αυτό το εκπληκτικό φαινόμενο, και ταυτοχρόνως να εξηγήσει και άλλα φαινόμενα, ήταν ο ΜπόρΜπορ:
:Αφετηρία μου δεν ήταν καθόλου η ιδέα ότι, το άτομο είναι ένα πλανητικό σύστημα σε μικρή κλίμακα και σαν τέτοιο ότι διέπεται από τους νόμους της αστρονομίας. Ποτέ δεν πήρα στα σοβαρά αυτήν την αναλογία κατά γράμμα. Αφετηρία μου ήταν μάλλον η σταθερότητα τής ύλης. Ένα καθαρό θαύμα αν το δείδει κανείς από την σκοπιά τής κλασσικήςκλασικής φυσικής.
 
==Κβαντική μηχανική==
Γραμμή 103 ⟶ 101 :
Έχουμε την αρχή διατήρησης τής ενέργειας και τής ορμής. Σύμφωνα με την ειδική σχετικότητα η μάζα του μητρικού σωματίου πρέπει να είναι μεγαλύτερη από το άθροισμα των μαζών των θυγατρικών. Αυτό δεν φαίνεται να μας βοηθάει και πολύ καθώς φαίνεται η ύλη να μπορεί να διαλυθεί σε σωματίδια μηδενικής μάζας. Έχουμε όμως ακόμα και την αρχή διατήρησης του ηλεκτρικού φορτίου.
 
Τι εμποδίζει όμως το [[πρωτόνιο]] να διασπαστεί σε ένα [[ποζιτρόνιο]] (και σε [[φωτόνιο|φωτόνια]] ή και [[νετρίνο|νετρίνα]]); Με τέτοιου είδους διασπάσεις η ύλη ουσιαστικά θα αυτοκαταστρεφόταν. Μια δυνατή διάσπαση είναι του νετρονίου σε πρωτόνιο και ηλεκτρόνιο (και αντινετρίνο). Αυτή είναι δυνατή καθώς το νετρόνιο είναι βαρύτερο ενός πρωτονίου και ενός ηλεκτρονίου μαζί. Απαιτείται όμως αρκετός χρόνος. Το νετρόνιο έχει αρκετά σημαντικό χρόνο ημιζωής. Γενικά το κάθε σωματίδιο έχει τον δικό του χρόνο ημιζωής που έχει σχέση με την διαδικασία βάσει της οποίας διασπάται (σωματίδια για παράδειγμα με την λεγόμενη παράξενη γεύση ζούνζουν περισσότερο από αυτό που κανονικά θα αναμενόταν και αυτό αποδίδεται στην διατήρηση της παραξενιάς η οποία όμως δεν είναι απόλυτη). Σε όλες τις γνωστές αντιδράσεις και διασπάσεις ο λεγόμενος "βαρυονικός αριθμός" διατηρείται πάντα (το πρωτόνιο έχει 1, το νετρόνιο έχει επίσης 1, το αντιπρωτόνιο και το αντινετρόνιο από -1, ηλεκτρόνια, μυόνια, πιόνια, φωτόνια, νετρίνα έχουν από 0).
 
Το ελαφρύτερο στοιχειώδες σωμάτιο με βαρυονικό αριθμό είναι το πρωτόνιο και έτσι δεν διασπάται χωρίς να παραβιάσει αυτήν την αρχή διατήρησης. Μπορούμε είτε να υποθέσουμε ότι δεν διασπάται ποτέ, είτε να υποθέσουμε ότι έχει τεράστιο χρόνο ζωής (μεγαλύτερο για παράδειγμα από την ηλικία του σύμπαντος) ώστε μπορούμε να το λογαριάζουμε ως άφθαρτο.
 
Τα πρωτόνια και τα νετρόνια όμως μπορούν να αλληλεπιδρούν με την λεγόμενη [[ισχυρή πυρηνική δύναμη]] σχηματίζοντας σωμάτια που λόγω του ελλείματος μάζας[[μάζα]]ς είναι σταθερά και αδύνατον να διασπαστούν από μόνα τους. Αυτά είναι οι πυρήνες των ατόμων. ΣτηνΣτη φύση εντοπίζουμε είτε τους απολύτως σταθερούς πυρήνες είτε πυρήνες που δημιουργούνται εξαιτίας της κοσμικής ακτινοβολίας είτε πυρήνες που αν και ραδιενεργοί έχουν αρκετά μεγάλο χρόνο ζωής (όπως το ουράνιο) ώστε να έχουν επιζήσει στα δισεκατομμύρια χρόνια της ηλικίας της γής[[γη]]ς (είτε πυρήνες αποτέλεσμα της ραδιενέργειας[[ραδιενέργεια]]ς αυτών) και από τον εικοστό αιώνα έχουμε και πυρήνες αποτέλεσμα της ενασχόλησης του ανθρώπου. Οι ενέργειες της χημείας δεν είναι αρκετές για πυρηνικές μεταστοιχειώσεις και έτσι η αφθαρσία της ύλης όπως διατυπώθηκε από τον Λαβουαζιέ δεν κινδυνεύει.