ZPE-plasmamodellen

Från Rilpedia

Nuvarande version från 7 april 2016 kl. 15.42

Rilpedia artikel

ZPE-plasmamodellen är en kosmologisk teori som utvecklats av den australiensiske astronomen Barry Setterfield. Han uppmärksammades i december 1979 på att ljusets hastighet har visat sig avta vid de mätningar som gjorts sedan slutet på 1600-talet. Det har också visat sig att vid mätningar från 1930-talet och senare att även Plancks konstant h och atomens vilomassa m inte varit konstant. Med början 1976 publicerade William Tifft (astronom vid Steward Observatory, Tucson, Arizona) rapporter som indikerar att rödskiften från galaxer inte ändrades kontinuerligt utan i steg. Detta utmynnade i ZPE-Plasmamodellen som är en utveckling av den teori som benämns cDK (c-decay). Den förklarar ovanstående observationer och kringgår också ett antal problem som Big Bang-teorin lider av.

Modellen är sammansatt av två delar. I korthet går den ena delen ut på att värdet på ZPE (nollpunktsenergin) har har ökat från ett mycket lågt värde vid universums uppkomst för ca 8000 år sedan. Man kan se det som att vakuum har blivit 'tätare'. Detta har medfört att många processer blivit 'trögare'. Det mest kända är att ljushastigheten c avtagit kraftigt. Den andra delen, plasmateorin, handlar om att universum består till över 99% av plasma. Det som håller ihop galaxerna är i huvudsak elektromagnetiska krafter eftersom dessa är ca 39 storleksordningar större än gravitationskrafterna.

Sammanfattning av ZPE-plasmamodellen

Modellen inbegriper och förklarar

• Mätningar som visar att ljushastigheten minskat.^[1]
• Mätningar som visar att Plancks konstant^[2] och atomens vilomassa^[3] ökat
• Hur ljus från avlägsna galaxer hunnit hit på under 10000 år
• Att universum kan vara under 10000 år men ändå dateras till över 13 miljarder år
• Varför radioaktiva dateringar skenbart visar höga åldrar
• En observerad kvantisering av rödförskjutningen
• Att mörk materia och mörk energi inte behövs
• Att jorden bildades före solen
• Varför de inre planeterna innehåller tyngre grundämnen och de yttre lättare

Historia

Utvecklingen började i slutet av 70-talet. Det uppmärksammades att observationer visat att ljushastigheten avtagit under de senaste seklen. I en första rapport 1987 redovisades mätdata och vissa spekulationer om vad som kunde ligga bakom detta. I slutet av 90-talet skedde en betydlig utveckling av stokastisk elektrodynamik (SED) och plasmafysik. Detta medgav att modellen kunde utvecklas och detta redovisades i en första rapport år 2007. ^[4]

Naturkonstanterna

Inom fysiken talar man om ett tjugotal naturkonstanter, konstanter som är oföränderliga och lika i hela universum.

Vissa av dem är dock inte oföränderliga då styrkan av ZPE (U) ingår som faktor i dem:^[5]

Plancks konstant

Plancks konstant, h, i kvantfysik brukar anses vara ett mått på osäkerheten i position eller moment i en sub-atomära partiklar. I Plancks papper 1911, visade han att h var ett mått på styrkan av ZPE . Eftersom kvantosäkerheten är resultatet av jittret av subatomära partiklar orsakad av vågorna i nollpunktenergin (ZPE), så framgår det att de två begreppen är relaterade. En alternativ definition av Plancks konstant kom från Einsteins arbete 1905, där han tog Plancks ursprungliga konceptet 1901 och tillämpade den för ljus. Detta gav upphov till definitionen att Plancks konstant var kopplingen mellan energi, E, av en foton eller våg av ljus och dess frekvens, f, (eller antalet vågor som passerar per sekund). Formeln var att fotonenergi E = hf. Eftersom frekvensen för ljus, f, är också lika med ljusets hastighet, c, dividerat med dess våglängd, W, kan också energiekvationen skrivas som E = hc / W. Som ett resultat av dessa olika definitioner det finns minst 5 sätt att mäta Plancks konstant. En av dem är genom att använda denna formel för en ljusvågs energi. En elektrisk krets kopplas upp med en lysdiod med känd frekvens eller våglängd som en del av kretsen. Spänningen hos kretsen ökas sedan från noll till den punkt när lysdioden först tänds. Vid denna punkt är spänningen V, ett mått på den energi, E, som tillförs till lysdioden som E = eV där e är elektronens laddning. Ekvationen blir då eV = hf eller alternativt eV = hc / W. Eftersom den elektriska laddningen e är känd, spänningen V uppmätt, och frekvensen f är känd, kan Plancks konstant h bestämmas. Detta kan göras med lysdioder med olika färger eller frekvenser med samma resultat.

Elektronens vilomassa

Massa, när det gäller vad vi kan se i världen, är relaterad till densiteten eller mängden materia i en given volym. När vi har att göra med atomer och subatomära partiklar, behöver vi helt klart en annan definition. Så "massa" på den nivån avser storleken av avvikelsen som någon subatomär partikel gör när den går igenom ett elektriskt eller magnetiskt fält. Ju större massan är, desto mindre avvikelsen. Detta mäts med hjälp av en masspektrometer. I kemiska reaktioner, är massan uppmätt genom den mängd energi som avges dividerad med ljushastigheten, i enlighet med E= mc2.

Ljushastigheten

Före år 1000 AD trodde man allmänt att ljuset hade oändlig hastighet.

Mätningar av ljushastigheten

Passager av månen Io bakom Jupiter

Ole Rømers experiment med observationer av Jupiters måne Io visade 1675 att ljushastigheten var ändlig och mätbar. På hans tid hade man inte något exakt värde på jordens avstånd till solen. När man 1973 analyserade hans mätvärden med det nu kända avståndet till solen kom man fram till att c då var ca 317700 km/s. ^[6]

Aberration

James Bradley använde en annan metod, aberration. Han mätte vinkelskillnaden till stjärnor i närheten av polstjärnan som funktion av årstiden. Det kan jämföras med att cykla i regn. Ju fortare man cyklar dess mer slår regnet in framifrån. På detta sätt fick man fram ett för hållande mellan c och jordens hastighet i sin bana runt solen. 1729 års mätningar gav c värdet 301415 +- 110 km/s. ^[7]

Tandhjul

Tandhjul och speglar användes av Fizeu. Man sände ljus genom ett tandhjul som reflekterades i en spegel 8633 meter bort. Det återvändande ljuset passerade tandhjulet och betraktades via en kikare. Genom att variera tandhjulets hastighet fick man min- och maxintensitet och kunde därav beräkna c till 313300 km/s år 1849. ^[8]

Roterande spegel

En roterande spegel användes av Foucault. Det gav en kompakt utrustning med 20 meters mätsträcka . Spegeln roterade med 500 varv/s. Man uppmätte c till 298000 +- 500 km/s

Roterande prisma

Roterande prisma användes av Newcomb. Han uppmätte c till 299627 km/s år 1880. Michelson använde en liknande metod och uppmätte c till 299802 +- 30 km/s i vakuum år 1924. ^[9]

Klockor, dateringar

Man använder sig av två typer av klockor.^[10] Den dynamiska klockan går i den takt som ges av hur jorden roterar kring solen. Denna klockas hastighet har inte ändrats. Den atomistiska klockan går i en hastighet som är proportionell mot ljushastigheten (c). Har då denna varit högre så har denna klocka gått snabbare. Man kan förena universums dynamiska ålder sedan 5810 BC att svara mot den atomistiska åldern 13 miljarder år. Dateringar som använder radioaktivt sönderfall använder den atomistiska klockan eftersom hastigheten för radioaktivt sönderfall är proportionell mot c.

Rödförskjutning

Rödförskjutning är ett fysikaliskt fenomen som innebär att elektromagnetisk strålning (oftast tänker man på synligt ljus) har en färg som är mer åt det röda hållet när den detekteras än den hade när den lämnade det föremål som den kommer från. Mer allmänt uttryckt är rödförskjutning en ökning av våglängden för elektromagnetisk strålning. Det kan också vara att strålningens frekvens minskar. I vissa fall förekommer också det motsatta fenomenet, blåförskjutning.

Röd- och blåförskjutning definieras av den relativa skillnaden i observerad och avgiven våglängd eller frekvens hos ett objekt. Inom astronomin brukar man referera denna förändring till en dimensionslös kvantitet kallad z. Om λ står för våglängden och f representerar frekvensen ( λf = c där c är ljushastigheten), så är z definierad av ekvationerna:

Mätning av rödförskjutningen z

Baserad på våglängd	Baserad på frekvens

Ökning av våglängd hos elektromagnetisk strålning kallas rödförskjutning även om strålningen inte hör till det synliga spektret. Det kan till exempel också handla om röntgenstrålning, gammastrålning eller ultraviolett strålning. Termen blir lite motsägelsefull när den används om strålning som har större våglängd än rött ljus, till exempel infrarött ljus eller mikrovågor. För denna typ av strålning innebär rödförskjutning att våglängden kommer att skilja sig mer från våglängden för rött ljus.

Orsaker till rödförskjutningen

Rödförskjutning kan förekomma när en ljuskälla rör sig bort från observatören (detektorn). Detta är matematiskt samma effekt som dopplereffekten för ljud. Astrofysiker använder den rödförskjutning som uppstår på grund av himlakropparnas relativa rörelser för att mäta rörelsens hastighet, med användning av spektroskopi. Denna rödförskjutning är endast märkbar i extremt höga hastigheter, och det är framför allt inom astronomi och rymdfart som fenomenet får konsekvenser för människan. Dopplereffekten för elektromagnetisk strålning har också kommit till användning på jorden, till exempel i dopplerradar.

Spektrum av ljus som kommer från avlägsna galaxer visar sig förskjutet mot rött, ju mer dess avlägsnare källan är. Detta beror dels på den faktiska hastigheten som källan har relativt mottagaren (dopplereffekten) men huvuddelen beror på att ZPE har ökat under ljusets resa. När ZPE ökar blir elektronbanornas radie mindre och avgivet ljus skiftas mot blått. Den våglängd ljusstrålen hade vid bildandet förblir konstant under resans gång medan dess frekvens förändras proportionellt mot ljushastigheten. Detta är förklaringen till observationen att rödförskjutningen i ljuset från avlägsna galaxer, kvasarer och intergalaktiska gasmoln ökar med avståndet från observatören (jorden).

Det totala värdet på rödförskjutningen vid observationer av avlägsna objekt består av tre delar:

• Dopplereffekt vid objektet beroende på dess rörelse från oss. När man beräknar objektets hastighet måste man ta med att vi ser objektet i slow motion beroende på att ZPE har ökat.
• Rödförskjutning av att värdet på ZPE har ökat under ljusets resa. Där ändras ljusets frekvens medan dess våglängd förblivit konstant.
• Dopplereffekt beroende på vår rörelse i vår galax

Hur många kvanthopp och dessas storlek?

Kvanthoppets storlek ges av formeln dz = (N*N/((N-1)*(N-1)) – 1, där N = det antalet kvanthopp från begynnelsen som ett objekt har varit med om när ljuset från det sänts ut till oss. Tifft konstaterade att den minsta rödskiftändringen han kunde särskilja var 8/3 = 2,667 km/s . Detta representerar det närmaste kvanthoppet mellan oss och en närliggande galax. Detta ger en ändring av z = 2,776/299792. Vi har (1 + z) = 1 + (2,667/299792) = 1,000008896 = N*N/((N-1)*(N-1)). Löser vi denna ekvation finner vi att N = 22416.

Av att z = 22416*22416/(N*N) - 1 och dz = N*N/((N-1)*(N-1)) framgår att kvanthoppens storlek varit större då N varit mindre, dvs för större z.

Eftersom uppbyggnaden av ZPE sedan en tid är mer eller mindre avslutad kan vi inte förvänta oss ytterligare kvanthopp. Det sista kvanthoppet ligger utanför vår lokala galaxgrupp och börjar bli märkbart vid M81-gruppen med ett avstånd på ca 11,74 miljoner ly. Innanför detta avstånd kan man uppmäta både röd- och blåförskjutning beroende på om objekten fjärmar eller närmar sig oss. Det är då uteslutande förskjutning som beror på dopplereffekten. Utanför detta avstånd överväger rödförskjutningen sammansatt av kvanthoppen med en viss spridning pga dopplereffekten.

Plasmauniversum

Universum består till över 99% av plasma. Det som håller ihop galaxerna är i huvudsak elektromagnetiska krafter eftersom dessa är ca 39 storleksordningar större än gravitationskrafterna. Man har inte lyckats 'gifta ihop' kvantfysiken med gravitationsmodellen som också är allmänt erkänd och där gravitationen anses vara den mest betydande kosmologiska aktören. Däremot har plasmafysiken, som använder klassisk fysiskt synsätt (Stokastisk Elektrodynamik eller SED) och arbetar med en verklig ZPE visat att det är elektromagnetism som är den främsta aktören i vårt universum och att gravitation är resultatet av elektromagnetiska processer. När detta kombineras med bevis på att Zero Point Energy har förändrats genom tiden, med förklaringar till rödskiftet, galaxarmarnas rotationshastigheter, kosmiska linseffekter, Merkurius tidsberoende avvikelse i omloppsbanan och många andra fenomen verkar det som om mycket kan förklaras.^[11]

ZPE och relativitetsteorin

Relativitetsteorin är konceptet att allt är bokstavligen relativt och att det inte finns någon absolut referensram i universum. Med upptäckten av CMBR skapades denna absoluta referensram, vilket tog bort den förutsättning på vilken relativitetsteorin bygger. Även om kvantfysiken blev mycket populär, blev upptäckten av en reell Zero Point Energy början på ett spår som senare ledde till nypremiären av klassisk fysik i kombination med ZPE. Denna kombination har visat sig vara ett mycket mer intuitivt förhållningssätt till kosmologiska egenskaper och händelser och kräver relativt enkel matematik jämfört med kvantfysiken.^[12]

Big Bang-problem

Galaxer roterar mycket fortare än den mängd synlig materia de innehåller tillåter. Galaxkluster rör sig inte som de borde om bara synlig materia funnes. För att lösa problemet bör universum totalt bestå av :

• 5 % vanlig materia
• 25 % mörk materia
• 70 % mörk energi

Är mörk materia och energi nutidens motsvarighet till medeltidens [epicykler]?

Mörk materia

Med den gängse modellen räcker inte gravitations till för att hålla galaxernas armar på plats. Man löser detta problem med att fylla universum med mörk materia som visserligen inte kan detekteras men som skulle kunna ge det gravitationstillskott som modellen kräver. Enligt ZPE-plasmamodellen är galaxerna uppbyggda av plasma och hålls ihop av elektromagnetiska krafter som är tillräckliga som de är.

SED – QED

Stokastisk elektrodynamik (SED, engelska Stochastic Electro-Dynamics). Denna baseras på den nu verifierade existensen av en reell nollpunktsenergi vars styrka kontrollerar vakuums egenskaper och som ger upphov till kvantfenomen.

Kvantelektrodynamik (QED efter engelska Quantum electrodynamics). Här är nollpunktsenergin (ZPE) mera en virtuell, inte reell, företeelse som tillskriver materien inneboende egenskaper som lyder kvantlagar.

Kritik

Det har förekommit kritik av modellen från olika håll:^[13]

• Sekulär kritik. Att universums uppkomst skulle inträffat för under 8000 år sedan är oförenligt med evolutionsläran.
• Kreationistkritik. Man har svårt att acceptera att dateringsmetoder som bygger på radioaktivt sönderfall kan vara korrekta. Med denna modell använder man två klockor och man kan i princip omvandla tider mellan de två klockorna
• Inaktuell kritik av äldre rapporter än från juli 2011
• Kritik som grundar sig på okunskap

Referenser

1. ↑ Measured Variation in the Speed of Light
2. ↑ [http://www.setterfield.org/behaviorzpe3.html#evidence33 Evidence for Possible Changes in Planck’s Constant]
3. ↑ [http://www.setterfield.org/behaviorzpe3.html#behavior312 The Behaviour of Atomic Masses and Frequencies ]
4. ↑ Development of the ZPE Plasma approach
5. ↑ ZPE and Atomic Constants’ Behavior
6. ↑ Early Measurements
7. ↑ The Bradley Type Experiments
8. ↑ Fizeau and the Toothed-Wheel Experiments
9. ↑ Foucault and the Rotating Mirror Experiments
10. ↑ Orbital and Atomic Clock Rates Compared
11. ↑ DATA AND CREATION: THE ZPE-PLASMA MODEL
12. ↑ Zero Point Energy and Relativity
13. ↑ Are Light Speed Critiques Valid?