אוספים

האם ניתן להפר את חוק שמירת האנרגיה?

האם ניתן להפר את חוק שמירת האנרגיה?

כל מי שהיה מדע כמקצוע בבית הספר התיכון ודאי שמע על המונח "חוק שימור האנרגיה". בעיקרון, זה אומר לך שלא ניתן ליצור או להרוס אנרגיה; ניתן להעביר אותו רק מצורה אחת לאחרת.

ההגדרה משתלבת כל כך בחיי היומיום שלנו כאשר אתה מתבונן בדברים דרך אותה עדשה. הבה נבחן את מכונית הבנזין שלך, למשל.

האנרגיה הכימית של הבנזין מומרת לאנרגיה תרמית עם הבעירה, שהופכת לאחר מכן לאנרגיה מכנית.

קח את המקרה של הסלע שנופל מגובה, אנרגיה פוטנציאלית לאנרגיה קינטית.

קשורים: 6 המסתורין הגדולים ביותר שלא פתורים באוניברסיטה

ואותה הגדרה חלה גם על המסה, מכיוון שהמסה לא יכולה ליצור ולא להרוס אותה, ניתן להמיר אותה רק מצורה אחת לאחרת. חוק זה ידוע כחוק שימור המיסה.

איינשטיין טבע את שני החוקים הללו והעניק לנו את החוק המפורסם לשימור אנרגיה המונית, שם הורכבה המשוואה האיקונית - E = mc2 (שוויון המוני אנרגיה).

אך האם אנו יכולים לומר בוודאות כי חוק שמירת האנרגיה הוא מוחלט? מה אם ניתן ליצור אנרגיה?

עם טיעונים מסוימים בעלייה, בואו נסקור את הטיעונים הפופולאריים ביותר נגד חוק שמירת האנרגיה.

אם לא ניתן ליצור אנרגיה, אז מה דלק את התפשטות היקום? היקום מתרחב בקצב מהיר מאוד, וחוקרים הציבו ערך משוער של 68 קילומטרים לשנייה למגה פרש.

בתרגום, היקום מתרחב מהר יותר ממהירות האור.

וההיבט המכופף של המוח לגבי הרחבה זו הוא שהוא מאיץ. אז בכל שנייה, היקום מתרחב מהר יותר מהשנייה שלפני!

החוקרים מכנים את האנרגיה שמאחורי הרחבה זו "אנרגיה אפלה". אך מהיכן האנרגיה האפלה הזו? האם זה כבר היה שם?

כמה חוקרים טענו כי יקום מתרחב מזין את אנרגיית הכבידה הפוטנציאלית שבתוכו. ככל שהיקום מתרחב, גלקסיות הולכות ומתרחקות.

זה מפחית את אנרגיית הכבידה ביניהם. אנרגיית הכבידה הזו משמשת את היקום להתפשטות.

כמו כן, ככל שהיקום מתרחב, הוא נהיה קר יותר ויותר. הכוכבים החדשים אינם חמים כמו קודמיהם ואנחנו רואים את המגמה הזו בכל החלל.

אז כן, כשאנחנו מסתכלים על היקום כעל מערכת סגורה, הוא כן מציית לחוק שמירת האנרגיה.

לאינשטיין ולפיזיקה קוונטית היה קשר מחוספס מאוד שכן רבים מעקרונות הפיזיקה שאנו יודעים לעבוד בעולם האמיתי אינם מתנהגים באותה צורה בעולם הקוונטים.

כשהאלקטרונים מתרגשים, הם מסוגלים לקפוץ לרמות גבוהות יותר. נילס בוהר, האנס קרמרס וג'ון סלייטר הציעו כי אלקטרונים אלה מפרים את חוק שימור האנרגיה לרגע.

הם הצהירו כי בכל קפיצה, האנרגיה נוצרת או נהרסת על ידי האלקטרונים במהלך כל התהליך. עם זאת, שוב נפסק שזה לא המקרה, שכן האנרגיה הכוללת של האלקטרון לפני העירור או אחריה נותרה זהה.

בעיקרו של דבר, חוק שימור האנרגיה לא הופר בשום צורה בתהליך.

הנושא השלישי אינו דומה לשניים עליהם דנו לעיל. במקרים קודמים ניתן היה לחשוב כי שימור האנרגיה אינו ניתן ליישום, אך הוכח שהוא שגוי.

עם זאת, כאשר אנו דנים בקבוע הקוסמולוגי, הדברים נמצאים בחושך!

דנו כיצד היקום נמצא בהתרחבות מואצת וכיצד חושבים שאנרגיה אפלה היא הדלק להתפשטות.

עם זאת, האם אנו יודעים מהי אנרגיה אפלה וכיצד היא קמה?

ובכן, המדענים ניסו למצוא את גודל האנרגיה האפלה הזו בשתי דרכים. השיטה הראשונה הייתה על ידי חישובה באמצעות משוואות, והשיטה השנייה כללה מדידה ישירה.

וכששני הערכים הובאו להערכה, זה זעזע את כולם. הערך שניתן לחשב באמצעות משוואות פיזיקה היה 120 סדרי גודל גדולים יותר מהערך שנמדד.

זה לא הבדל זניח ותואר כ"התחזית התיאורטית הגרועה ביותר בתולדות הפיזיקה. "הערך הנמדד נקרא הקבוע הקוסמולוגי.

עם זאת, הערך הממשי של הקבוע הקוסמולוגי מתווכח בגלל ההבדלים הדקים במספרים בפועל עקב שיטת המדידה בה נעשה שימוש.

לכן, הפער המסיבי הזה גרם למדענים לחשוב על הגורם להבדל זה. והתוצאה שהם שואבים היא שבאיזשהו מקום, לפני מיליוני או מיליארדי שנים, הופר חוק שמירת האנרגיה.

זו הערה מאוד מסוכנת להעיר בגלל תקינותו של חוק שמירת האנרגיה.

החוקרים מאמינים כי במהלך נקודה בהיסטוריה האנרגיה נוצרה או הושמדה מבלי לציית לשימור האנרגיה. זו עשויה להיות הסיבה לכך שנצפתה שינוי כזה בערך בשתי שיטות החישוב.

עם זאת, איננו יכולים להוכיח את התיאוריה מכיוון שהנתונים הדרושים להצהרה כזו אינם ידועים במידה רבה.

עד כה, כל טענה אחת נגד חוק שמירת האנרגיה נעשתה כשגויה במחקר. החידה האחרונה שגורמת לכאבי ראש לחוקרים היא האנרגיה האפלה.

קשורים: אין יותר טרנזיסטורים: סוף החוק של מור

ולא נוכל להפריך או להוכיח כי חוק השימור נפגע. פשוט אין לנו מספיק נתונים כדי לאמת טענה כזו.

אז נכון לעכשיו, חוק שימור האנרגיה עדיין אינו מופרך, וכשכל תביעה מאבדת מערכה ככל שנעמיק יותר, חוק שמירת האנרגיה מנצח בטוח אינספור טענות נגדו.


צפו בסרטון: Renewable energy - אנרגיות מתחדשות (דֵצֶמבֶּר 2021).