Friss topikok

  • mente: @Squall: Csak egy jó tanács. Ha már szó szerint átveszel valamit egy könyvből (John és Mary Gribbi... (2015.04.08. 22:04) Inverz négyzetes szabály
  • Squall: Igen, elírás történt, és köszönöm, hogy felhívtad rá a figyelmem. Javítva. (2011.05.09. 16:47) A fény útja
  • hoffmann: Számomra furcsa, hogy a gravitációval kapcsolatban valakinek ezek jutnak először az eszébe. Elmond... (2011.04.13. 22:30) Gravitáció
  • willem: Szia Squall! Nagyon érdekesek az írásaid, most olvasgatom őket, szerencsére meg is értettem eddig ... (2010.09.08. 17:51) Az elektromágneses kölcsönhatások természete
  • Dercsár: Ez tényleg jól szemlélteti a kvantumfizikusok helyzetét - a példában ők a Twilóiak. Azonban úgy vo... (2010.05.13. 23:53) A láthatatlan futball-labda

Fizika

Filozófia

Inverz négyzetes szabály

Squall 2008.03.21. 12:11

Következő bejegyzésemben egy hatásos példát mutatok arra, hogyan lehet a fizikai törvényeket más helyzetben alkalmazni, mint amelyben eredetileg felfedezték őket. Egy olyan fizikai törvény, mint Newton gravitációs törvénye, univerzális igazság. Newton felfedezte, hogy az univerzum bármely két, tömeggel rendelkező objektuma erőt fejt ki egymásra. A két test között fellépő erő fordítottan arányos a távolságuk négyzetével: ez a híres „inverz négyzetes szabály”. Ahogy Newton rámutatott, törvénye segítségével meg lehet magyarázni, miért esik le az alma a fáról de azt is, miért kering a Hold a Föld körül. Mindkét jelenséget a Föld gravitációs hatása eredményezi. Habár a törvény egy abszolút, univerzális igazság, Newton maga sem tudta, mivel magarázza – nem volt modellje a gravitáció működésére. Valójában nem is próbálta megfejteni, miért is követi a gravitáció törvénye az inverz négyzetes szabályt. Einstein általános relativitás elmélete azonban olyan modellt állított a gravitáció működéséről, amelyből ez automatikusan következik. Ahelyett, hogy az általános relativitás elmélet megdöntötte volna Newton gravitációról alkotott elképzeléseit (ahogy sokan gondolják), Einstein megerősítette Newton elgondolásait, mert meg tudta magyarázni a gravitációs erőtörvényt.

 

A fent leírtakból következik, hogy bármely modellnek, ha meg akarja magyarázni a gravitáció jelenségét, meg kell jósolnia az inverz négyzetes erőtörvényt (ez azonban még nem jelenti, hogy egy ilyen elmélet végérvényesen igaz). Bármilyen új elmélettel és modellel állnak is elő a fizikusok, a bolygók Nap körüli kerinése nem változik meg és az alma sem fog visszahullni a fára.


Címkék: fizika

10 komment

Amadeo Avogadro gáztörvénye

Squall 2008.03.21. 12:01

Ugyanannyi térfogatú gáz ugyanakkora hőmérsékleten és nyomáson egyforma számú molekulát tartalmaz. Teljesen mindegy, milyen gáz van egy dobozban, azonos feltételek mellett (nyomás, hőmérséklet, térfogat) ugyanannyi részecskének kell a gázban repkednie. Ezt a modellt a következőképen képzelhetjük el: Egy doboz gázban nagyrészt üres tér van. Ebben a térben kemény, kicsi golyók cikáznak, egymással és a doboz falával ütközve. Ha a gáznak a dobozra kifejtett nyomását vizsgáljuk, nem fontos, miből vannak a golyók. Csak a sebességük számít, és az, hogy milyen gyakran ütköznek a doboz falának. A golyócskák sebességét a gáz hőmérséklete határozza meg (magasabb-gyorsabb), a másodpercenkénti ütközések száma pedig attól függ, mennyi részecske van a dobozban. Ezért ugyanazon hőmérsékleten, nyomáson és térfogaton a részecskék számának meg kell egyeznie (egyetlen gramm hidrogéngáz esetében ez a szám hatszor tíz a huszonharmadikon darab részecske).

Címkék: fizika

Szólj hozzá!

A tudományos módszer

Squall 2008.03.21. 11:58

Richard Feynmann a 20. század egyik legnagyobb fizikusa egy 1964-ben megtartott előadásán a következőképp foglalta össze a tudományos módszer lényegét (miközben hangsúlyozta, hogy a „törvény” kifejezés itt modellnek felel meg):

„Általában a következő módszerrel nézünk új törvény után. Először is feltételezéseket teszünk, majd kiszámítjuk ezek következményeit, hogy megnézzük, mivel járna, ha egy ilyen törvény valóban működne. Ezután a számítások eredményei összevetjük a természetben tapasztalt dolgokkal és közvetlen megfigyelésekkel, kísérletet vagy kísérleteket végezve. Ha a modell ellentmond a megfigyelési tapasztalatoknak – hibás. Ez az egyszerű megállapítás a tudományos módszer lényege. Nem számít, milyen szépek a hipotéziseink. Nem számít, milyen okos vagy, nem számít, ki alkotta meg a módszert, vagy milyen neved van a szakmában – ha ellentmond a megfigyelési tapasztalatoknak, akkor helytelen.

Címkék: fizika

Szólj hozzá!

A levegőben lebegő szappan (aerogél)

Squall 2008.03.13. 16:21

Milyen hatással lenne az emberekre egy lebegő szappandarab látványa? Alighanem sokan bűvészmutatványra gyanakodnának. Majdnem ösztönösen tudjuk, hogy a szilárd anyagok sűrűsége nagyobb, mint a gázoké. Azonban a kémikusok nem régen aerogélnek nevezett, a levegőnél is könnyebb szilárd anyagokat állítottak elő. Vajon miért ilyen könnyűek ezek a szilárd anyagok, hogyan készítik őket, és hogyan lehet őket használni a háztartásban?

Nemrég összefutottam egy angol nyelven hozzáférhető oldalon egy nagyon különleges tulajdonságokkal megáldott anyaggal, mégpedig az aerogéllel. Annyira felkeltette az érdeklődésemet, hogy jobbnak találtam, ha egy külön  bejegyzést szentelek a rövid leírásának.

Az aerogél nagyon alacsony sűrűségű szilárd anyag, amely gélből származik, a folyékony komponenst gáznemű anyaggal cserélve ki. Az eddig ismert legalacsonyabb sűrűségű szilárd anyagnak tartják, amely számos különleges fizikai tulajdonsággal bír. Amikor megérintik, az aerogél a könnyű, de szilárd hab érzetét kelti. Neve ellenére száraz és fizikai tulajdonságai teljesen elütnek a gélekétől. Könnyű nyomás nem hagy rajta nyomot, erős nyomás azonban maradandó mélyedést képezhet rajta. Nagyon erős nyomásra struktúrája radikálisan reagál és az aerogél üvegként törik darabokra. Ez utóbbi tulajdonsága ellenére az aerogél strukturálisan rendkívül erős és saját súlyának kétezerszeresét is képes megtartani.

Az aerogél változatos feladatokra alkalmazható. Elterjedten használják őrlemény formájában nagy méretű tetőablakok és átlátszó épületelemek hőszigeteléséhez. Nagy energiájú lézerek elnyeletéséhez is használható. A nanostruktúra miatt tényleges felülete óriási, így katalizátorok hordozójaként és elnyelető anyagként is alkalmazható. Használják kozmetikumok és festékek sűrítőanyagaként. 2000 körül állítottak elő hajlékony aerogélt, mikor szálakat is kevertek az anyagba. Így alkalmazási területei még szélesebbek.

Tudjuk tehát, hogy mi az az aerogél, és azt is, hogy mire használják, de azt még nem, hogyan is állítható elő. Essünk tehát ezen is túl. Az aerogéleket a zselatinos édességekhez hasonlóan készítik. Amikor zselatinos édességet készítenek, a zselatint (egy állati fehérjét) feloldják meleg vízben, majd az oldatot lehűtik. A hűtés hatására a keverék gélnek nevezett rugalmas szilárd anyaggá válik. A gélt a fehérjét (zselatint) kaptárszerűen elhelyezkedő, vékony falú molekulái alkotják, a köztük lévő teret pedig víz tölti ki. Ha el lehet párologtatni a vizet az édességből, akkor csak a kaptárszerű fehérjehálózat marad vissza nagyon könnyű szilárd anyag formájában. Azonban a víz zselatinból való elpárologtatásakor a víz és a szilárd hálózat közötti erős vonzóerők miatt a hálózat általában összezsugorodik.

Az SEAgel fantázianevű aerogél úgy készül, hogy agaragart (élelmiszerek kezelésére használt, egyes tengeri algákból kinyert zselatinszerű anyag) víz és szerves oldószer elegyében oldják, majd lehűtik az oldatot. Hűtés után az anyag zselatinszerű lesz. Ugyancsak a zselatinhoz hasonló az, hogy ha ebből az anyagból próbálnák meg elpárologtatni a vizet, akkor az agar összezsugorodna. Azonban a gél fagyasztásos szárításnál nem zsugorodik. A fagyasztásos szárításnál a kémikusok először megfagyasztják a gélt, így rögzítik alakját, majd a fagyasztott gélt egy olyan készülékbe teszik, amely egy fagyasztó és vákuumedény keresztezése. A víz elpárolgása után az agar finom kaptárszerű szerkezetének lyukaiban levegő marad. A létrehozott anyagot pontosabb lenne habnak nevezni, azonban az aerogél név terjedt el leginkább.

A fentiek ismeretében hogyan is lehetséges a bejegyzés elején vázolt „bűvészmutatvány” kivitelezése? A SEAgel sűrűsége 1,5 g/L körül van, a szén-dioxid gázé pedig 1,9 g/L. Ez a sűrűségkülönbség lehetővé teszi az érdekes bemutató kísérlet elvégzését, amelyhez csak egy szappanméretű SEAgel, egy üvegkád és szén-dioxid gáz kell. Először is az üvegkádat félig meg kell tölteni szén-dioxiddal. A szén-dioxid nehezebb a levegőnél, ezért a levegőt kiszorítva az üvegkád alját tölti ki. Ezután a szappanméretű SEAgel darabot az üvegkádba dobva azt láthatjuk, hogy az nem esik le az aljára, hanem a szén-dioxid-réteg tetején úszik.

Címkék: fizika

Szólj hozzá!

Tudományos determinizmus

Squall 2008.03.12. 18:37

Laplace föltételezése szerint léteznie kell olyan törvények együttesének, amelyek előre megadják a Világegyetem további fejlődésének menetét, ha állapota valamely időpontban ismert. Laplace-nek a tudományos determinizmusba vetett reményei azonban nem válhattak valóra, legalábbis az ő elgondolásai szerint nem. A kvantummechanika határozatlansági elve értelmében bizonyos mennyiségek párjai, például egy részecske sebessége és helyzete, egyszerre, teljes pontossággal nem jósolhatók meg. A kvantummechanika az ilyen helyzeteket a kvantumelméletek osztályának segítségével kezeli, amelyekben a részecskéknek nincs jól definiált pozíciójuk és sebességük, hanem egy hullám jelképezi őket. E kvantumelméletek determinisztikusak, amennyiben megadják a hullám időbeli fejlődésének törvényszerűségeit. Ha tehát ismerjük a hullámot valamely időpontban, kiszámíthatjuk, milyen lesz valamely más időpontban. A megjósolhatatlan, véletlenszerű elem csak akkor jelenik meg, amikor a hullámot részecskesebességekként és részecskepozícióként szeretnénk értelmezni. Az is lehetséges, hogy ez a mi hibánk: hátha nincsenek is részecskehelyzetek- és sebességek, csak hullámok. Mi pedig igyekszünk ráerőltetni a hullámokat a sebességekkel és pozíciókkal kapcsolatos előítéleteinkre. Ebből persze hibás illeszkedés származik, s ez az oka a látszólagos megjósolhatatlanságnak.

Címkék: fizika

11 komment

Az egyesített elmélet következményei

Squall 2008.03.12. 18:01

A GUT forradalmasítaná a hétköznapi ember elképelését a Világegyetemet kormányzó törvényekről. Newton idejében egy iskolázott személy számára elképzelhető volt, hogy legalább körvonalaiban áttekintést szerezzen az emberi tudás egészéről. A tudomány fejlődésének sebessége ezt azóta lehetetlenné tette. Az új megfigyelések értelmezése érdekében állandóan változnak az elméletek, így soha sincsenek annyira feldolgozott, egyszerűsített formában, hogy a laikus is megérthesse őket. Az embernek specialistává kell válnia, s még ekkor is csak a tudományos elméletek kis részének alapos elsajátításában reménykedhet. Nem is beszélve arról, hogy a fejlődés hallatlanul gyors tempója következtében kisebb-nagyobb mértékben máris elavult mindaz, amit az iskolában vagy az egyetemen oktatnak. Alig néhányan képesek lépét tartani a tudomány fürgén előretörő frontvonalával, s ők is minden pillanatukat erre áldozzák, s csupán szűk tartományban mélyednek el. A többieknek vajmi kevés fogalmuk lehet az elért haladásról, és az általa okozott izgalomról. Ha hihetünk Eddingtonnak, akkor heten évvel ezelőtt mindössze ketten értették az általános relativitás elméletet. Manapság több tízezer végzős egyetemista érti, és milliókra rúg azoknak a száma, akiknek legalább fogalmuk van a dologról. A teljes egyesített elmélet felfedezése esetén viszont csupán idő kérdése lenne, mikor dolgozzák fel és egyszerűsítik az elméletet ugyanilyen módon, hogy az iskolákban legalább körvonalaiban tanítható legyen. Akkor pedig mindannyian képet alkothatnak a Világegyetemet kormányzó, létükért felelős törvényekről.

Címkék: fizika

5 komment

Gondolatkísérlet

Squall 2008.03.12. 17:34

Az előbbi bejegyzésben említett Planck- energia kapcsán eszembe jutott Max Planck többi munkássága, ezért –gondoltam- nem árthat, ha az eddigiektől eltérően egy kicsit a fogalmak mögé nézünk, és más szemszögből tekintünk a jeles kutató nevét viselő fizikai mértékegységekre.

A Planck- hossz jelentését egy gondolatkísérlettel szemléltethetjük. Tegyük fel, hogy a feladat egy objektum helyzetének mérése a róla visszaverődő fény segítségével. Nagy pontosságú méréshez nagy energiájú, rövid hullámhosszú fény szükséges. Ha az energiája elég nagy ahhoz, hogy pontosabban mérjen, mint a Planck-hossz, akkor elvben egy fekete lyukat képeznének, amikor ütköznek az objektummal. A fekete lyuk lenyelné a fotont, és lehetetlenné tenné a mérést. Egyszerű, dimenzióanalízist alkalmazó számítás azt mutatja, hogy ez a probléma megjelenik, ha az objektum méretét a Planck-hossznál pontosabban akarjuk mérni.

Jegyezzük meg, hogy ez a gondolatkísérlet mind az általános relativitáselméletet, mind a kvantumelméletet használja (nevezetsen a határozatlansági elvet). Együtt ezek az elméletek azt állítják, hogy lehetetlen a hosszúságot a Planck-hossznál pontosabban mérni. Azaz eszerint bármely kvantumgravitáció elméletben, ami a két nevezett kinduló elméletet kombinálja, a tér és idő hagyományos fogalma megszűnik értelmesnek lenni a Planck-hossznál rövidebb távolságon és a Planck-időnél rövidebb időintervallumban. Ezért az energia kvantálása a fizika jelenlegi állása szerint arra vezet, hogy a tér és az idő is kvantált (diszkrét, vagy „szemcsés”, ha úgy tetszik) és nem folytonos.

Címkék: fizika

2 komment

A beskatulyázhatóság határa

Squall 2008.03.12. 15:47

Ahogy most is, számtalanszor elgondolkodtam rajta, miből is áll a kezemben szorongatott sörösüveg vagy gumicukor külső rétegei által elrejtett, önnön valósága. Mert ugye nem képzelhetjük, hogy a sör sörmolekulákból, míg a gumicukor gumicukor-molekulákbó épül fel, bár néhányan -talán önhibájukon kívül- mégis rávágnák a fenti tézist az elébük tárt kérdésre válaszolván. Soron következő bejegyzésemben ezt a kérdést járom körbe, persze jóval apróbb méretekre levetítve, egész pontosan a relativitás-elmélet és a kvantumfizika egyesítési elméleteit vetvén ezúttal górcső alá.

Az egyesített elmélet irányába mutató kutatások egyik változata szerint egyre kifinomultabb elméletek végtelen sorozatával állunk szemben. Minden eddigi tapasztalatunk ezt a feltevést igazolja. Számtalanszor növeltük méréseink érzékenységét, vagy végeztünk új típusú megfigyeléseket, s eredményeink olyan jelenségekre világítottak rá, amelyeket a létező elméletek nem láttak előre. Értelmezésükhöz tehát haladottabb elméletet kellett kidolgoznunk.

Nem lenne hát túl meglepő, ha a nagy egyesített elméletek (GUT) jelenlegi nemzedéke tévesen jelentené ki, hogy az elektrongyenge egyesítési energia (100 GeV) és a nagy egyesítési energia (ezer millió millió GeV) közötti tartományban semmi, érdemben új jelenségre sem kell számítani. Minden további nélkül elképzelhető, hogy az anyag szerkezetének néhány olyan új rétegére fogunk bukkani, amelyek alapvetőbbek a ma „eleminek” tekintett elektronoknál és kvarkoknál.

A gravitáció azonban, úgy tűnik, határt szab az „egymásba skatulyázott skatulyák” sorozatának. Ha egy részecske elérné a Planck- energiának nevezett szintet (tizenkilenc nulla az 1 után), akkor tömege olyan koncentrált lenne, hogy a világegyetem többi részétől elszakadva picike fekete lyukat alkotna. Várható tehát, hogy az egyre kifinomultabb elméletek sorozata a növekvő energiák felé haladva elér valamiféle határt, s így az is várható, hogy létezik a Világegyetem végső elmélete. A Planck- energiát persze nagyon nagy távolság választja el a kb 100 GeV-tól, ami a jelenleg laboratóriumban előállítható maximális érték. A belátható jövőben nem lesz olyan részecskegyorsítónk, ami áthidalhatná ezt a szakadékot. A Világegyetem legkorábbi időszaka során azonban ezeknek az energiáknak is szerephez kell jutniuk.

„Úgy hiszem, komoly esélyünk van rá, hogy a korai Világegyetem tanulmányozása és a matematikai ellentmondás mentesség következményei még néhányunk életében elvezetnek bennünket a teljes egyesített elmélethez.” Stephen Hawking

Címkék: fizika

Szólj hozzá!

Kötelező irodalom

Squall 2008.02.15. 12:54

Átfutottam a könyvespolcomon sorakozó keménykötésűek listáját, és úgy gondoltam, teszek egy rövid ajánlót, amit azoknak érdemes elolvasniuk, akik eddig is figyelemmel követék a bejegyzéseimet, és akik némi fogékonyságot mutatnak a fizika-csillagászat irányában.

A bejegyzések tematikáját is az alább felsorolt könyvekhez igazítottam, nem egyszer belőlük emelve át fontosabb részeket, ezért ezen esetekben a respect a könyv szerzőjét, és az adott kutatásban részt vevő tudósokat illeti. A jövőben tervezek egy honlapajánlót is, hasonló megfontolásból. Remélem, lesznek néhányan, akik blogom hatására kezdenek el majd mélyebben érdeklődni a téma iránt, és veszik a fáratságot, hogy beszerezzék a bemutatott könyvek némelyikét.

- Stephen Hawkings: Az idő rövid története; Mergkerülhetetlen alapmű, érdemes itt kezdeni a tájékozódást.

- John Gribbin: A természettudományokról mindenkinek; Az evolúciótól a csillagok haláláig terjedő skálán a szerző igyekszik minden fontosabb elemet bemutatni, ami a természettudományok fogalmába beletartozik.

- Richard Feynman: A dolgok értelme; 100 oldalnyi elmélkedés a világ dolgairól - egy fizikus agyával.

- Leonard Mlodinow: Eukleidész ablaka; A Star Trek egykori írójának könyve a térbeli geometriáról.

- Stephen Hawking és Roger Penrose: A tér és az idő természete; Egymással ellentétes vélemények korunk két -talán- legjelentősebb fizikusának szemszögéből egy előadássorozat formájában.

- John Gribbin: Schrödinger macskája; A kvantummechanika alapjai. Nem könnyű olvasmány, de Az idő rövid történetéhez hasonlóan szintén alapmű.

- John Gribbin: Schrödinger kiscicái és a valóság keresése; Az előző könyv folytatása, aki azzal megbírkózott, ezt se hagyja ki.

- Roger Penrose és Stephen Hawking: A nagy, a kicsi és az emberi elme; Eltérő vélemények szembeállítása, hasonóan A tér és az idő természetéhez.

- Brian Greene: Az elegáns univerzum; A legjelentősebb, húrelmélettel foglalkozó könyv, emellett a személyes kevencem is egyben. Vaskos, nehéz olvasmány, így csak fenttartásokkal merem ajánlani.

- John Gribbin: Az idő születése; Szintén favorit, érdekes és lebilincselő olvasmány a kozmikus távolságmérés történelméről.

- Richard Feynman: A fizikai törvények jellege; Alapvető fizikai sajátságok leírása Feynman  lehengerlő stílusában.

- Michio Kaku: Hipertér; A könyv központi témájának állítja be az időutazást. Vaskos, nehezen érthető könyv.
 
- John Gribbin: Kozmikus körforgás; Találó cím, a világegyetem(ek) születése és halála közötti időszakot felölelő történelemköny.

Ők lennének tehát a minket körülvevő világról alkotott ismereteim fő tartópillérei. Nem állítom, hogy minden, bennük szereplő elméletet és modellt sikerült maradéktalanul magamévá tennem, némely könyv többszöri átolvasása és a fontosabb -a bejegyzésekben említett- részek memorizálása azonban talán mindannyiunknak segít jobban megérteni a mindennapi életüneket szabályozó főbb folyamatokat a gondolatok megfogalmazásától a Világegyetem pusztulásáig. Könyvről-könyvre haladva igyekszem átvenni a bennük megfogalmazott jelentősebb következtetéseket, így szolgálva ismétlés gyanánt önmagam számára, és ezáltal tágítva olvasóim ismeretanyagát a világban elfoglalt helyünkről, és a bolygóról, ahol élünk.


 

Címkék: fizika

5 komment · 1 trackback

Valós vagy képzetes?

Squall 2008.02.15. 12:03

A korábbi bejegyzések alapján arra is következtethetnénk, hogy az állítólagos képzetes idő az igazi, amit pedig valósnak hívunk, az csupán képzeletünk kitalációja. A valós időben a Világegyetemnek szingularitásoknál van kezdete és vége, ezek a pontok a téridő határát képezik, és ott a tudomány törvényei érvényüket vesztik. A képzetes időben ezzel szemben nincsenek szingularitások. Elképzelhető tehát, hogy a képzetesnek nevezett idő az alapvetőbb, míg a valóságnak nevezettet csupán azért találtuk ki, hogy könnyebben leírhassuk, milyennek is gondoljuk a Világegyetemet. A korábban említett megközelítés szerint viszont a tudományos elmélet csupán matematikai modell, amit megfigyeléseink leírására használunk, s mint ilyen, csak elménkben létezik. Értelmetlen tehát feltenni a kérdést:  melyik idő a „valós” vagy a „képzetes”? Kizárólag arról van szó, hogy melyikkel eredményesebb a leírásuk.

Címkék: fizika

1 komment

A naplementébe hajózni

Squall 2008.02.15. 12:02

A gravitáció klasszikus, a valós téridőn alapuló elméletében a Világegyetem csak kétféleképen viselkedhet: vagy végtelen régóta létezik, vagy pedig valamely véges idővel ezelőtt szingularitásban kezdődött. A gravitáció kvantumelmélete szerint viszont egy harmadik lehetőség is felmerül. Mivel euklideszi téridőket használunk, amelyekben az időirányt egy kalap alá vehetjük a térbeli irányokkal, elképzelhető, hogy a téridő kiterjedése véges, és még nincs határt vagy peremet képező szingularitása. Olyan lenne az ilyen téridő, mint a Föld felszíne, csak éppen még két dimenzióval nyakon öntve. A Föld felületének kiterjedése véges, határa vagy pereme azonban nincsen: nem esünk le a peremről, nem ütközünk szingularitásba, ha belehajózunk a naplementébe.

Hamar kiderül azonban, hogy a határnélküliség feltételéhez ragaszkodva a Világegyetem elhanyagolható valószínűséggel követi a lehetséges események többségét. Létezik azonban az események egy csoportja, amely sokkal valószínűbb a többinél. Ezeket az eseményeket úgy is tekinthetjük, mintha a Föld felszínét alkotnák, ahol az Északi-sarktól mért távolságuk a képzetes időt képviseli, a sarkponttól állandó távolságra rajzolható körök mérete pedig a Világegyetem térbeli kiterjedésének felel meg. A Világegyetem az északi sarknál egyetlen pontból indul. Dél felé haladva a körök átmérője nőttön-nő, mint ahogy a Világegyetem is mind jobban tágul a képzetes időben. Maximális méretét az egyenlítőnél éri el, innen kezdve a képzetes idő növekedésével zsugorodik, míg a Déli-sarkon ismét egyetlen pont lesz a mérete. Habár a két sarkon a Világegyetem kiterjedése nulla, ezek a pontok nem alkotnak szingularitást, mint ahogy a Föld Északi- és Déli-sarkán sincs szakadás.

Címkék: fizika

Szólj hozzá!

A képzetes idő

Squall 2008.02.14. 19:05

A képzetes idő fogalmának eléggé sci-fi íze van, holott nagyon is jól definiált matematikai fogalmat takar. Vegyünk egy valós számot és szorozzuk meg önmagával. Az eredmény pozitív szám lesz. Így például 2x2=4, és ugyanígy (-2)x(-2)=4. Léteznek azonban olyan, különleges számok is, amelyek önmagukat megszorozva negatív számot adnak, ezeket nevezzük képzetes számoknak (és az ezek segítségével kifejezett, az idő leírására szolgáló mennyiséget képzetes időnek).

Címkék: fizika

Szólj hozzá!

A Világegyetem összes energiája

Squall 2008.02.14. 18:51

Az általunk megfigyelt tartományban a Világegyetem mintegy 100000…(80 nulla az 1 után) részecskét tartalmaz. Node honnan kerültek elő ezek a részecskék? A kvantumelmélet válasza szerint a részecskéket energiából lehet előállítani részecske-antirészecske  párok alakjában. Ez azonban újabb kérdést vet fel: honnan jött ez a rengeteg energia? A válasz az, hogy a Világegyetem összes energiája pontosan nulla. A Világegyetem anyaga pozitív energiából áll. Az anyag azonban a gravitáció révén mindenütt vonzza önmagát. Két egymás melletti anyagdarab kevesebb energiát tartalmaz, mint ugyanez a két anyagdarab, egymástól jókora távolságra, hiszen eltávolításukhoz be kellett fektetnünk a kettejüket összehúzó gravitációs erő leküzdésére szolgáló energiát. Bizonyos értelemben tehát a gravitációs mezőnek negatív energiája van. A térbelileg hozzávetőlegesen homogén Világegyetem esetén kimutatható, hogy a negatív gravitációs energia pontosan kiegyenlíti az anyag által képviselt pozitív energiát. A Világegyetem összes energiája tehát nulla.


Címkék: fizika

Szólj hozzá!

Termodinamika

Squall 2008.02.11. 14:11

A termodinamika fő gondolatai összefoglalhatók három fő szabályban. Ezek az összefüggések a természettudományok teljes területén nagy fontossággal bírnak.

A termodinamika első törvényét sokan az energia megmaradás törvényeként ismerik. Kimondja, hogy egy zárt fizikai rendszer összes energiája időben állandó marad. Ha egy nagy sebességű, sok mozgási energiát szállító részecske nekiütközik egy lassú, kevés mozgási energiájú részecskének, akkor valószínűleg a gyors részecske energiát veszít, a lassú pedig energiát nyer, és felgyorsul. A két részecske által vitt összes energia azonban az ütközés előtt és után is azonos mennyiségű lesz.

A termodinamika második törvénye kétségkívül az egész természettudomány legfontosabb elvét mondja ki: a dolgok elkopnak és pusztulnak. Egy szemléletes példával élve a törvény azt fejezi ki, hogy a hő saját magától soha nem fog a hidegebb helyről a melegebb helyre áramlani. Ha egy jégkockát belepottyantunk egy csésze forró teába, akkor a jég megolvad és a tea lehűl. Fordítva soha nem tapasztaljuk, olyan nem történik, hogy a tea lehűl, és egy jégkocka formálódik a csésze közepén, bár ez a folyamat nem sértené az energia megmaradásának (fent említett) törvényét.

A második törvénynek van még egy fontos vonatkozása, aminek az entrópia nevű  mennyiséghez (rendezetlenség) van sok köze, erről azonban már írtam egy korábbi bejegyzésben is, úgyhogy ezúttal eltekintenék a téma részletesebb ismertetésétől nagyjából arról van szó, hogy ha egy rendszer rendezetlenségét akarjuk csökkenteni, tehát ’rendet rakunk’, akkor az ehhez szükséges energiát egy másik rendszerből vesszük el, ahol így nő a rendezetlenség, a világegyetem entrópiája tehát vagy állandó marad, vagy pedig nő, de soha nem csökken). 

A hőről és hőmérsékletről alkotott hétköznapi szemléletünkkel a termodinamika harmadik törvénye is egyezik. Az entrópia és a hő között van egy matematikai összefüggés, amely azt mutatja, hogy ha egy test lehűl, akkor egyre nehezebb lesz belőle energiát nyerni. 1840-ben William Thomson megállapította, hogy az abszolút nulla hőmérséklet -273 Celsius-fok körül van (0 Kelvin). A termodinamika harmadik törvénye szerint soha nem lehet egy testet 0 kelvinre hűteni, bár ha elég intenzíven hűtjük, tetszőlegesen megközelíthetjük az abszolút nulla hőmérsékletet. Ha egy objektum hőmérséklete elérné az abszolút nullát, a lehető legalacsonyabb energiaállapotba kerülne, és nem lehetne rávenni, hogy munkát végezzen.

Címkék: fizika

Szólj hozzá!

Az emberiség szolgálatában

Squall 2008.02.08. 21:27

"Csak magának az embernek és sorsának mélyebb megértése állhat mindenfajta tudományos erőfeszítés középpontjában...hiszen agyunk szüleményei áldást s nem átkot kell hozzanak az emberiségre."

Albert Einstein, 1931

Szólj hozzá!

IMAX élmények

Squall 2008.02.07. 22:00

A tegnapi és a mai napon volt szerencsém szemrevételezni Magyarország első IMAX rendszerű mozijának teljes műsorát, ami egész pontosan 2 filmből állt. A rendszer technikai leírásától és működésének ismertetésétől ezúttal eltekintenék, aki érdekel, az utánanézhet többek között a Wikipedia magyar oldalán is.

Tehát az első dolog, ami a mozi területére érve szembetűnt, az a hatalmas belső tér és a rengeteg kiszolgálóegység jelenléte. Összesen 3 darab 'popkornos' stand lőtt mentem el, ami több mint elég, figyelembe véve az árakat, amelyek ugyan semmivel sem drágábbak más mozikhoz képest, ám ettől függetlenül sokallom őket. A helyjegy ára 1350 forint, ami nem is sok ahhoz képest, hogy a jelenleg legfejletteb filmvetítési technikát van szerencsénk megtapasztalni. Ehhez persze hozzájön, hogy a filmek hossza mindössze háromnegyed óra, de ez elég is volt, elvégre szemünket így is roppant terhelés éri a nem mindennapi élmény miatt.

Amely émény lenyűgöző (itt jegyzem meg, hogy belépéskor egy 3d-s szemüveget kapunk, amit a vetítés végéig viselnünk kell, lévén agyunk csak ennek segítségével képes összerakni a vetítőgépek által sugárzott, több rétegből álló képet). Tegnap a T-Rex cíművel kezdtem, ami egy paleontológus apa és lánya bárgyú történetét meséli el. Ha ez 'sima' filmen jelent volna meg, a kutyát sem érdekelné, én sem az előtörténet miatt fizettem be rá. Hanem azért, ami az első pillanatoknál megfogott, és azóta sem engedett el: a hihetetlen audiovizualitása miatt. Már az se volt semmi, amikor a bevezető képsorokban az IMAX embléma pörgött jobbra-balra néhány effekt kíséretében, de ami ez után következett...azt mindenkinek látnia kell. A feltárást végző kutató kalapácsának nyomán apró kődarabok pattantak le a szikla felületéről egyenesen a nézők közé...azaz dehogy közé, de a teremben szinte mindenki elhúzta a fejét a virtuális darabok elől, annyira becsapták az agyunkat a készítők. Számtalan ilyen és ehhez hasonló jelenetben volt még részem, a legjobb vitán felül az volt, amikor a T-Rex megindut felém, és egy centire az orrom előtt csattant a fogsora...

A produkció persze nem véres, lévén a fiatalabb közönséget célozta be, de ahogy láttam, mindenki elégedetten állt fel a székből a végefőcím lefutása után. Hasonló jókat tudok mondani a Nagy mélység titka című filmről. A téma persze merőben más, a megjelenítés azonban nem kevésbé lenyűgöző. Csodálatos, élettel teli tengeri világ elevenedik meg a szemünk előtt, nem győzzük a hatalmas vászon minden egyes pontját szemügyre venni a lenyűgöző részletesség miatt. Itt nincsenek hatásvadász jelenetek, csak a tenger élővilága és mi, nézők, akik úgy érezzük, hogy magunk is a barna moszaterdő burjánzó rengetegében úszkálunk minden gondunkat elfeledve, csak és kizárólag a természet alkotta szépségekre koncentrálva.

Mindenkinek csak ajánlani tudom, hogy legalább egyszer nézzen meg egy IMAX filmet, lévén ez a jövő, a mozizás következő dimenziója, amely tömeges elterjedésének egyenlőre gátat szab a vetítéshez szükséges berendezés és a filmek forgatásának horribilis ára, azonban egyre inkább jellemző lesz, hogy a multiplexek számára készülő filmeket IMAX kamerákkal is felveszik, hogy így népszerűsítség ezt a remek, új technikát.

(Néhány héttel ezelőtt a National Geographic Channel-en láttam egy IMAX-ról szóló dokumentumfilmet, ám az ott bemutatott filmszínházak sokkal nagyobbak voltak annál, ami hazánkban van, ezért először kicsit csalódtam, amikor megláttam a 'csupán 2x mozivászon' nagyságú trapézt a falon. Ez a csalódottság azonban rögtön elmúlt a filmnézéssel töltött első másodpercek után.)

Címkék: film

Szólj hozzá!

'Csoki ropogós...

Squall 2008.01.29. 03:31

...csoki olvadós, csoki celofános, csoki mogyorós'. Nem folytatom tovább a Belga "nagysikerű" slágerét, de arra ez a sor is elég lesz, hogy bevezesse jelen bejegyzésem tartalmi mondanivalóját. Ássunk tehát mélybbre a csokoládé keletkezésének történelmében.

A csokoládé meglepő módon világunk történelmének is gyökeres része, bár valószínűleg sohasem derül ki pontosan, hogy kik és mikor jöttek rá, hogy a  Theobroma cacao-fa apró terméseiből, -amelyeket a növény hüvelye rejt- ízletes ital készíthető. Az első biztos feljegyzések i.sz. 600-ig vezethetők vissza a Közép-Amerikában található Yucatan dzsungelbe, ahol a maják ebben az időben már foglalkoztak a növény termesztésével. A cacao-fa termését nagy becsben tartották, a dél- és közép-amerikai kultúrák szertartásainak elengedhetetlen kelléke, valamint fizetőeszköz is volt. Egészen az európai hódításig az adókat kakaóban fizették. Értékét jól mutatja, hogy egy rabszolga ára mindössze 100 kakaóbab volt.

A XIII. századra az aztékok egész Közép-Amerikára kiterjesztették birodalmukat, és a meghódított területeken begyűjtötték az őslakóktól az adományokat - kakaóban. A XVI. században Montezuma azták uralkodó kedvenc italává vált a kakóbabból készült habos ital, amelyet chocolatl-nek hívtak - jelentése isten eledele. A legenda szerint Quetzalcoatl (a levegő ura) adta az embereknek. A szemeket pörkölés és őrlés után, folyadékkal vegyítve itták. Montezuma napi 50 adagot készíttetett csak önmaga részére és további 2000-et a királyi udvarnak, ami tekintve az elkészítés bonyolultságát, igencsak nagy feladatot rótt a szakácsokra. Az ital, amelyet többek között vanília, fahéj és chili hozzáadásával ízesítettek sűrű, keserű és csípős volt, éppen ezért a birodalomba érkező spanyol hódító, Hernán Cortés, kifejezetten kellemetlennek minősítette, de látva, mekkora értéket képvisel, mégis elrendelte a növény termesztését. A spanyolok főként cukor hozzáadásával tették kellemesebbé a chocolatl ízét, amelyet végülis olyannyira megkedveltek, hogy a mai Mexikó területén a nemesek kakaót hozattak rabszolgáikkal frissítő gyanánt még a misék idejére is. Chiapas püspöke emiatt kiátkozta őket, de hamarosan halálát lelte, egy tálka mérgezett kakaó által... Az első kakaóbab 1528-ban került Spanyolországba, amely mintegy 200 éven keresztül megőrizte magának a kincset, s csak uralma hanyatlásával jutott el más európai országokba is.

A spanyol kereskedelmi monopólium végének első jele volt, hogy Ausztriai Anna -nevével ellentétben- nem Ausztriába, hanem XIII. Lajos feleségeként a francia királyi udvarba hozta a kakaót, ami igen hamar közkedveltté vált a főurak és a jómódú polgárok köreiben. Olyannyira foglalkoztatta az embereket, hogy 1687-ben a Francia Akadémia kiadta a legoptimálisabb csokoládé receptjét, ami egészen a mai napig elismerten a legjobb csokoládérecept, ami a következő összetevőkből áll: 1 font pörkölt kakaóbab, 1 font cukor, 1 drachma fahéj, 2 drachma vanília.

A XVII. században Németországban, Belgiumban és Svájban is megjelent a chocolatl és igen hamar népszerűvé vált. Érdekes, hogy ezen országok csokoládéipara ma világhírű, ellenben az édességet sokáig uraló spanyolokéval. A XIX. században oly nagy mértékűvé nőtte ki magát a csokoládé fogyasztása szerte a világon, hogy az amerikai gyarmatok már nem tudták kielégíteni az igényeket. Új termőterületekre vitték a növényt, így került az afrikai Aranypartra, ami napjainkra Ghánát a világ első számú kakaóexportőrévé tette. Termelése jövedelmezőbbnek bizonyult az aranyénál, amire történelmünk során nem sok példa akad.

Így tehát eljutottunk a chocolatl-tól a boltokban kapható táblás milkáig, és szemtanúi lehettünk egy élvezeti cikk világhódító útjának, mely során egy luxustermékből a mindennapjaink során fogyasztott étel lett.

1 komment

A csillagok keletkezése

Squall 2008.01.29. 02:34

Az idő múlásával a galaxisok hidrogénje és héliuma kisebb felhőkbe tömörül, ezek a saját gravitációjuk hatására zsugorodnak tovább. Az összehúzódás során az atomok mind gyakrabban ütköznek egymással, a gáz felmelegszik: egy idő után eléri a magfúziós reakciók megindulásához szükséges hőmérsékletet. A fúziós reakciók során a hidrogén héliummá alakul, a folyamatban fejlődő hő hatására nő a nyomás, és ez megakadályozza a felhők további zsugorodását. A felhők sokáig stabilak maradnak ebben az állapotban: csillagokká alakulnak, mint a mi Napunk, hidrogénjüket héliummá égetik, és a keletkező energiát fény és hő formájában szétsugározzák. A nagyobb tömegű csillagok szükségképpen forróbbak, mivel erősebb gravitációs vonzást kell kiegyenlíteniük. Emiatt magfúziós folyamataik olyan gyors ütemben mennek végbe, hogy alig 100 millió év alatt felélik hidrogénkészletüket. Ekkor kismértékben összehúzódnak, és ahogy még jobban felmelegszenek, hozzákezdenek a hélium még nehezebb elemekké, például szénné és oxigéné alakításához. Ez azonban már nem szabadít fel sokkal több energiát, előáll tehát az a krízis, amivel a csillag szembekerül életének alkonyán.

Nem teljesen tiszta, hogy ezután mi történik, de valószínűnek látszik, hogy a csillag központi része nagyon nagy sűrűségűvé zsugorodik,  majd pedig neutroncsillaggá vagy fekete lyukká alakul. A külső részek néha hatalmas robbanás kíséretében leválnak; szupernóva jön létre, fénye az illető galaxis minden más csillagáét elhomályosítja. A csillag életének vége felé keletkezett nehezebb elemek egy része visszajut a galaxist alkotó gázfelhőbe, és a csillagok következő generációjának nyersanyagkészletét gyarapítja.

Címkék: fizika

Szólj hozzá!

A galaxisok keletkezése

Squall 2008.01.29. 02:16

Alig néhány órával az ősrobbanás után meg is szűnik a hélium és a többi elem termelése. Az ezután következő mintegy egymillió éven át a Világegyetem csak tágul anélkül, hogy valami különösebb történne. Előbb-utóbb a hőmérséklet eléri a néhány ezer fokot, és az elektronok és atommagok energiája már nem küzdheti le az elektromágneses vonzást; megkezdődik az atomok képződése. A Világegyetem, egészében véve, tovább tágul és hűl, az átlagosnál valamivel nagyobb sűrűségű tartományokban azonban a gravitációnövekmény hatására lelassul a tágulás.

Sőt, idővel meg is fordul, és egyes tartományokban újra megindul az összehúzódás. Az összehúzódó tartomány a rajta kívül eső anyagtömegek gravitációjának hatására lassan pörögni kezd. Minél kisebbre zsugorodik, annál gyorsabban pörög. Amikor aztán elég kicsire zsugorodott a tartomány, olyan gyors lesz a pörgése, hogy ellensúlyozni tudja a gravitációs vonzást. Így jönnek létre a korong alakú, forró galaxisok. Más tartományok, amelyek nem kezdenek el forogni, ovális objektumokat alkotnak, ezeket elliptikus galaxisoknak hívjuk. Az ilyen galaxisokban a gravitációs összeomlást az ellensúlyozza, hogy az egyes tartományok a galaxisok központja körül forognak, miközben maga a galaxis mozdulatlan.

Címkék: fizika

Szólj hozzá!

Az anyag keletkezése

Squall 2008.01.29. 02:03

Az ősrobbanás után mintegy 100 másodperccel a hőmérséklet egymillió fokra esik, ami a legmelegebb csillagok belsejének felel meg. A protonok és neutronok energiája itt már nem elegendő az erős nukleáris kölcsönhatás vonzásának leküzdéséhez, ezért megkezdődik a deutérium (nehéz hidrogén) atommagjainak képződése, amelyek egy protonból és egy neutronból állnak. Ezt követően a deutérium magok további protonokkal és neutronokkal kapcsolónak, és héliummagokat hoznak létre, melyek két protonból és két neutronból épülnek fel. Kisebb mennyiségben létrejöhet két nehezebb elem, a lítium és a berillium magja is. Ki lehet számítani, hogy a „forró ősrobbanás”- modellben a protonok és neutronok negyede alakul át héliummaggá, emellett némi nehézhidrogén és egyéb elem keletkezik. A megmaradó neutronok protonná bomlanak, ezek a közönséges hidrogén atommagjai. Így eljutottunk az első, a periódusos rendszerben szereplő elem, a hidrogén atommagjának keletkezéséig.

Címkék: fizika

Szólj hozzá!

A fekete lyukak entrópiája

Squall 2008.01.29. 01:52

Bármilyen bonyolult a nem forgó csillag alakja és belső szerkezete, a gravitációs összeomlás végén tökéletesen gömbölyű fekete lyuk lesz belőle, aminek méretét csak a tömege határozza meg. Ezzel szemben a forgó fekete lyukak az egyenlítőjük mentén kiduzzadnak, akár a Föld vagy a Nap, annál nagyobb mértékben, minél gyorsabb a forgásuk. A gravitációs összeomlást követően tehát a fekete lyuknak olyan állapotot kell felvennie, amelyben foroghat, de nem pulzálhat. Alakja és mérete kizárólag a tömegétől és fordulatszámától függ, viszont független annak a testnek a méretétől, amelyből korábban létrejött. Eme tétel gyakorlati fontossága óriási, mivel hallatlanul leszűkíti a fekete lyukak potenciális típusait.

A fekete lyukak területének mindannyiszor növekednie kell, valahányszor anyag vagy sugárzás hullik bele. Ha pedig két fekete lyuk összeütközik, és egyetlen lyukat hoznak létre,  akkor az eredő lyuk eseményhorizontjának a területe a két eredeti lyuk területének összegénél nagyobb vagy azzal egyenlő lesz. A fekete lyukak területének ez a nem csökkenő sajátossága az entrópia nevű fizikai mennyiségre emlékeztet (a rendszer rendezettségének mértéke).

A mindennapi életben is tapasztaljuk, hogy a rendetlenség csak fokozódik, ha magukra hagyjuk a dolgokat. A rendteremtéshez azonban energiára van szükség, ami csökkenti a rendelkezésre álló rendezett energia mennyiségét. A most vázolt elképzelés pontos kifejezését a termodinamika második főtétele tartalmazza. Ez megállapítja, hogy a zárt rendszer entrópiája mindig nő, és ha két rendszert egyesítünk, akkor a kombinált rendszer entrópiája nagyobb lesz az eredeti, két rendszer entrópiájának összegénél. Eme főtétel némi sajátos helyzetet élvez a tudomány többi törvényéhez képest, ugyanis nem érvényesül mindig, csak az esetek igen nagy részében.

Címkék: fizika

Szólj hozzá!

Gravitációs hullámok

Squall 2008.01.29. 01:33

Az általános relativitás elmélet szerint nehéz testek mozgásuk közben gravitációs hullámokat bocsátanak ki, amelyek a tér görbületeinek fodrozódásaiként, a fény sebességével haladnak. A gravitációs hullám sok szempontból hasonlít a fényhullámhoz, amit az elektromágneses tér fodrozódásának tekinthetünk. Kimutatásuk azonban sokkal nehezebb. Úgy lehet megfigyelni őket, hogy a szabadon mozgó testek közötti távolságot nagyon csekély mértékben megváltoztatják. Az ilyen hullám –a fényhez hasonlóan- magával viszi az őt kibocsátó test energiáját. Az ember ezért arra számítana, hogy súlyos testek rendszerei előbb-utóbb állandósult állapotot érnek el, mivel mozgással kapcsolatos energiájukat hamarosan elhordják a gravitációs hullámok (olyan ez, mint amikor vízbe parafa dugót pottyantunk: a dugó kezdetben fel-le bukdácsol, de a víz hullámai elszállítják mozgási energiáját, úgyhogy végül állandósult állapotot vesz fel). A Föld túl lassan változtatja pályáját, ezért rajta nem tudjuk megfigyelni. Sikerült viszont észlelni a jelenséget a PSR 1913+16 esetében (a PSR pulzárt jelent, a neutroncsillag egy különleges típusát, amely szabályos rádióimpulzusokat sugároz). Ez a rendszer két neutroncsillagból áll, amelyek egymás körül keringenek, s gravitációs hullámaikkal szétsugárzott energiaveszteségük miatt spirális pályán  haladnak egymás felé. Mintegy hárommillió év fog még eltelni, amíg összeütközik a két csillag, és közvetlenül az ütközés előtt olyan gyorsan fognak körözni egymás körül, hogy az így kisugárzott gravitációs hullámokat a Földön is ki tudnánk mutatni.

Címkék: fizika

Szólj hozzá!

Daedalus terv

Squall 2008.01.25. 16:35

Ismét elkapott a Csillagkapu-láz, ezért utánanéztem egy régóta foglalkoztató kérdésnek, mégpedig a Daedalus nevű űrhajó elnevezésének hátteréről.

A Daedalus egy tanulmány, melyet a Brit Bolygóközi Társaság 1973 és 1978 között végzett egy személyzet nélküli csillagközi űrhajóról. Alan Bond vezetésével több tudós és mérnök dolgozott a projekten, amelyben a meghajtáshoz fúziós rakétát alkalmaztak volna. A tervezéskor több feltételt is figyelembe vettek: az űrhajó mostani vagy közel-jövőbeli technológiát kell használjon és célját egy emberéletnél rövidebb idő alatt kell elérje.

A kiválasztott cél a Barnard csillag volt 5,9 fényév távolságra, amelyről akkoriban úgy tudták, legalább egy bolygóval rendelkezik. A tervezés során figyelembe kellett venni még, hogy az űrhajó más közeli csillagot is meglátogathat.

A Daedalus két fokozatból áll és Föld körüli pályán építik meg. Kezdeti tömege 54 000 tonna, amiből 50 000 tonna hajtóanyag, 500 tonna tudományos teher. Az első fokozat két évig működik 0,071 fénysebességre gyorsítva fel az űrhajót. Az első fokozat leválasztása után beindul a második fokozat, ami 1,8 évig hajtja az űrhajót és 0,12 fénysebességig gyorsítja. Ez a sebesség már nem csak a kémiai rakéták sebességét haladja meg, hanem az Orion-terv nukleáris meghajtását is. A Daedalus fúziós rakétáit miniatűr deutérium / hélium-3 bombák működtetik, amelyeket elektron nyalábok gyújtanak be egy reakciós kamrában. A másodpercenkénti 250 apró bomba robbanásából keletkező plazmát mágneses fúvócsövek irányítják.

A második fokozatnak egy 5 méteres optikai teleszkópja és két 20 méteres rádióteleszkópja van. 25 évvel az indítás után ezek megkezdik a Barnard csillag környezetének vizsgálatát, az adatokat pedig visszaküldik a Földre. A Daedalus nem lassul le a csillag közelében, ezért magával visz 18 autonóm szondát, amelyeket 7,2 – 1,8 évvel a rendszer elérése előtt indítanak el. A szondákat ionhajtóművek hajtják, fedélzetükön kamerák, spektrométerek és más érzékelő műszerek vannak. Nagy sebességgel elrepülnek a célégitest mellett és a megszerzett adatokat visszaküldik az anyaűrhajóhoz. A szondákat, teleszkópokat és más műszereket tartalmazó rakteret az anyaűrhajón egy 50 tonnás, 7 mm vastagságú berillium korong védi a csillagközi környezettől. Az űrhajón felügyelő robotok vannak, amelyek javítják a fellépő hibákat és sérüléseket.

Címkék: fizika

Szólj hozzá!

Hollywood

Squall 2008.01.07. 12:10

 

"Everybody comes to Hollywood"-hírdeti a Madonna-sláger, és valóban, sok igazság van ebben a mondatban. Mivel éppen az énekesnő American Life című albuma pörög a lejátszómban, gondoltam görbítek néhány sort az amerikai filmgyártás nagyléptékű folyamatáról. A hollywoodi mozifilmek alkotó elmékben fogannak, fennmaradásuk vagy elmúlásuk pedig a közönség szeszélyétől függ. Csak a gyártás során érvényesülnek merev szabályok, akkor, amikor a film a technikusok kezébe kerül. A filmcsinálás fő fázisai: ötlet, előkészítés, gyártás és utómunkálatok. 

A film alapgondolata vagy ötlete lehet valamely regény, de lehet egy, a filmcímnél alig többet mondó elképzelés is, amelyet nemritkán egy sztár neve fémjelez. A rendező-író Steven Spielberg szavaival: „ Ha valaki maximum 25 szóban elő tudja adni az ötletét, abból igen jó film lesz”. Némely ötlet bámulatos gyorsasággal valósul meg. Amikor 1976-ban Dino le Laurentiis elhatározta, hogy átdolgozza a King Kong 1933-as változatát, a találkozó amelyen Lorenzo Semple forgatókönyvírót megbízta a feladattal, nem vett igénybe többet tíz percnél. Ezzel szemben William Goldman író nyolc évig kutatta a Butch Cassidy és a Sundance kölykök (1969) témáját, mielőtt írni kezdte volna egyáltalán a forgatókönyvet.

A film forgatásának előkészítése akár évekig is eltarthat. Ezalatt jön létre az „üzlet” s keresik meg a színészeket és a rendezőket. Az ezt követő hónapok során át- meg átírják a forgatókönyvet, kiválasztják a megfelelő helyet a forgatásra, meghatározzák a elhasználható anyagi keretet, megtervezik a díszleteket, próbálnak és beütemezik a szállításokat és a forgatás időpontját. Az első és leglényegesebb dolog az „üzlet”. Évtizedekkel ezelőtt az ötlettől kezdve a gyártáson és a színészgárdán át a költségvetésig minden olyan nagy filmstúdiók kezében volt, mint a Paramount, a Metro Goldwyn Mayer vagy a Twetieth Century Fox. Ma a stúdiók hatásköre a pénzügy és a forgalmazás, minden más elemet az „üzletnek” kell összefognia.

Mint befektetés, a film hazárdjáték. Azok, akik a filmipar pénzügyei felett őrködnek és abba beleszólásuk van (például az ügynökök és a menedzserek), hatalmas befolyással rendelkeznek. Az ügynökökből nemegyszer önálló producer lesz, s ők mozgatják a szálakat egyik-másik hollywoodi üzlet mögött. A producer a „csomagját” – amelyben benne van az ötlet (vagy néha a forgatókönyv), egy-két színész- és rendezőjavaslat- eladja valamelyik nagy stúdiónak, amiért megközelítően százezer dollárt kap a film a film elkészítésére. Az üzlet sikeres megkötésével a producer legalább saját költségeit fedezni tudja. Legtekintélyesebb részét a forgatókönyv megírására, illetve megvásárlására fordítja. Ez az a fázis, amikor a filmtervek jelentős hányadát félreteszik, vagy a stúdió elutasítja őket, s a filmvállalkozó mehet új piacot keresni. A producer honoráriuma nagy részét csak akkor kapja meg, mikor a felvételek elkezdődnek.

A film váza az alapforgatókönyv, amely mint írásmű, nem túl terjedelmes –általában 135 oldalnyi szöveg. Csak a párbeszédeket tartalmazza, valamint egyszerű utalásokat a személyek és a helyszín kiválasztására. A forgatókönyv elképzelt képei csak akkor kelnek életre, amikor a rendező a részleteket és a beállításokat kidolgozza. Kiválasztja a kameraállást, utasításokat ad a színészeknek, és művészi formába önti a filmet. Eközben, sőt még a forgatás alatt is sokat változtatnak a forgatókönyvön. Régebben a filmsztárokkal teljesen a stúdiók rendelkeztek, a szerződéseikkel bármit kierőszakolhattak, ami eszükbe jutott, beleértve a szerződés meghosszabbítását is. David Niven írta: „Néhányunk 12-14, idegeskedésekkel teli évet áldozott rövid színészi pályafutásából arra, hogy egy hét évre szóló szerződést végigcsináljon.” Ma a sztároknak, akik a siker „zálogai”, óriási hatalmuk van. Mindig van vagy 15 filmcsillag, akit egyszerre akar mindenki. Robert Redford, aki első filmjéért, az 1961-es War Huntért 500 dollárt kapott, az 1977-es  A híd túl messze van című filmben nyújtott alakításáért már napi százezret zsebelt be. Az egyezkedések hónapokig tarthatnak, s az ajánlatok és követelések milliók körül forognak. Sok sztár kínosan ügyel arra, hogy a róla kialakult képet őrizze, s csak akkor áll rá az üzletre, ha a szerep illik hozzá. Robert Redford, Steve McQueen, Paul Newman, James Caan és Warren Beatty egyaránt visszautasította a 4 millió dollárral járó főszerepet az 1978-as Supermanben.

A sztárgyárból nemcsak színészek kerülnek ki, hanem rendezők is. Amikor George Lucas 1973-ban megcsinálta az Amerikai Graffitit, stúdiója, az Universal „gyalázatos”-nak minősítette az alkotást, s csak hosszas huzavona után engedélyezte a forgalmazását. Lucas ekkor mindössze húszezer dollárt keresett három év alatt, s adósságai is voltak. Ám a Graffiti kasszasikernek bizonyult, Lucas pedig szerződésre lépett a Twentieth Century Foxszal, s 1977-ben megcsinálta a Csillagok háborúját. Milliomos lett. A film elkészítés közvetlen költségeit (díszletek, technikusok) a forgatókönyv alapján kalkulálják ki, míg a producer, a rendező, a színészek és a forgatókönyvíró honoráriuma megállapodás kérdése. Mindkét tétel dollármilliókra rúg. A valaha gyártott egyik legdrágább film, a Kleopátra (1963) 1962-ben 44 millió dollárba került, s a befektetett pénz sosem térült meg. Az 1980-as években az amerikai filmek átlagosan 10 millió dollárba kerültek, ebből 7-8 millió volt a gyártási költség.

Még a viszonylag sima ügynek tekinthető filmek tető alá hozása is évekbe telhet. A Frederick Forsyth 1974-es sikerkönyvéből filmre vitt A háború kutyái előkészítése hat éven át folyt. Mielőtt John Irvint megbízták volna a rendezéssel, két forgatókönyvíró és két producer munkálkodott a megfilmesítésen,  a helyszín kiválasztásához egy harmadik forgatókönyv-változatot vettek alapul. A producer- Larry de Waay már megállapodott James Mancham seychelle-i elnökkel, hogy a szigeteken fog forgatni, ám egy héttel a munkák megkezdése előtt Manchamet puccsal megfosztották hatalmától. De Waay végül a közép-amerikai Belizán kötött ki. Filmjét 1980-ban mutatták be.

Egy nagy mozifilm elkészítéséhez egész seregnyi szakember szükséges. A legfontosabbak a hangmérnök, az operatőr, a világítás technikus, a díszlet- és látványtervező, a sminkes, a fodrász, a kellékes, a reklámszakember és a dramaturg. A különböző filmeknél más-más szakterület játszik nagyobb szerepet.  A 2001 Űrodisszeia (1968) forgatásánál Stanley Kubrick három díszlettervezőből és egy művészeti vezetőből álló látványtervező csoportja gondoskodott a megfelelő díszletekről. A Harmadik típusú találkozásoknál (1977) 60 ívfényt függesztettek fel füzérben  a föld felett 24 méteres magasságban. Franklin Schaffnerm Sphinx című filmjéhez (1981) több tucat élő denevért kellett beszerezni. A rendezői munkát hasonlították már hosszan elhúzódó háborúhoz: agyzsibbasztóan unalmas órák végtelen egymásutánja, melyet csak néha szakít meg pár idegsokkoló pillanat. Egyetlen harcmezei képsor egy háborús filmben milliókba kerülhet. A költségkeretből aligha futja arra, hogy újra felvegyék, s a rendezőt feltehetően szerződés kötelezi a többletköltség megtérítésére. A rendező számára örök stressz forrása az irányítása alatt álló sok-sok ember (színészek, technikusok, statiszták, stb.), ugyanis a film sikere rajtuk áll vagy bukik. Különösen igaz ez az operatőrre. Francis Ford Coppola Apokalipszis most című, 1972-es alkotása nem jöhetett volna létre Vittorio Storaro nélkül, aki egyszerre akár tíz kamerával is tudott dolgozni.

A díszlet- és látványtervezőknek sokszor komoly feladatot jelentő munkákat kell megoldaniuk; ilyen volt például Franklin Schaffnep Sphinx című filmjében, amikor egy egyiptomi sírt kellett felépíteniük, benne 800-900 ősi ékszerrel. Az 1975-ös Cápa című filmhez 7,6 m hosszú, önműködő gépcápát kellett gyártani. A külső felvételek helyszínét kiválasztó szakemberek szerepe ugyancsak igen lényeges. A Vietnámban játszódó Apokalipszis most című filmet a Fülöp-szigeteken forgatták, s az előre nem látható nehézségek az eredeti 13 millió dolláros költségvetést 31 milliósra növelték. A helyszínkeresők jelentős megtakarításokat érhetnek el, ha Észak-Afrikában vagy Kelet-Európában találnak alkalmas terepet a forgatáshoz. Forgatás után az óriási mennyiségű filmanyagot nagy gonddal hívják elő. Ha a több száz tekercsből akár egy is tönkremegy, megpecsételődhet a film sorsa. 1978-ban augusztusában álarcosok törtek be egy bostoni stúdióba, és elvitték a Brinks Job című film 15 muszterét, és 600,000 dollárt követeltek értük. A pénzt nem kapták meg, a filmet a hiányzó tekercsek nélkül vágták össze. A veszteség 9 millió dollár volt.

A filmtrükkök alkalmazása különösen nagy kihívást jelen a rendezőnek, bármely országban forgatják is a filmet. 1966-ban az One Million Years BC című filmben az angol effektusrendező, Les Bowie hat nap alatt teremtette meg a világot, 1200 fontért (a lávához például zabkását használt). Napjainkban a hatáskeltéshez a legkorszerűbb technikát veszik igénybe. 1988-ban, a Birodalom visszavág forgatásánál egy kisbolygókat bemutató képsort 40 felvételből állítottak össze, némelyiküket 28 különböző optikai hatással, s 100 filmkockát használtak fel hozzá. A kaszkadőrmutatványok mindig fontosak voltak a filmkészítők számára. A kaszkadőrség veszélyes, de igen jól fizetett szakma. A Highpoint forgatásánál (1984) Dar Robinsonnak százezer dollárt fizettek, amiért leugrott az 533 méter magas torontói CN Tower felhőkarcolóról. Egy fékezőkötél tartotta meg a levegőben. Az 1979-es Steelben A. J. Bakunas 107 m magas épületről ugrott le egy hatalmas légpárnára, ám becsapódásakor a párna felhasadt, s a kaszkadőr szörnyethalt. A hatáskeltés különösen vitatott területe az állatok szerepeltetése. A Ben Hur 1925-ben készült első feldolgozásában 100 lovat mészároltak le. Az ilyen és hasonló túlkapások nyomán az ellenőrzéseket megszigorították.

A vágás, amelynek során a felvett filmanyagot forgalmazásra kész állapotba hozzák, ugyancsak sorsdöntő az alkotás szempontjából. A jeleneteket sokféle módon veszik fel, hogy ki lehessen választani közülük a legmegfelelőbbet. Stanley Kubrick 320 kilométernyi filmet forgatott el A ragyogás (1980) felvételei során, de ennek körülbelül csak 1 százalékát használta fel. Az átlagos forgatási arány 1 a 10-20-hoz. Egy fontos hangulati hatást keltő eszközről még nem beszéltünk, s ez a zene. Balázs Béla filmesztéta szerint a zene bizonyos mértékig a vetített film hiányzó, harmadik dimenziójának pótlására, helyettesítésére szolgál. A zene a film pszichológiai hatását egészíti ki, s csak akkor lehet összeállítani vagy külön e célra megkomponálni, amikor a vágás már gyakorlatilag befejeződött. Az iő szorítása miatt a zeneszerző általában asszisztensekkel dolgozik, akik a felvázolt zenei motívumokat hangszerelik. John Williamsnek a Csillagok háborújához írt 90 perces partitúrája mintegy 900 oldal terjedelmű volt. A zenekari hangszerelésnél 4 asszisztens volt segítségére.

A vágás után egy másik hatalmas gépezet lép működésbe: a propaganda. A nyolcadik utas a halál (1979) című film általános propagandaköltségei 1 millió dollárra rúgtak, amelyből a Fox 15 milliót költött reklámozásra, 3 milliót pedig a plakátokra és egyéb nyomtatványokra, amelyeket több mint 2000 mozi között osztottak szét terjesztés céljára. A stúdiók hírhedten lassan fizetik ki a sztároknak, a forgatókönyvíróknak, a producereknek és a rendezőknek a haszon rájuk eső részét. A nyolcadik utas a halál, mely 10,8 millió dollárjába került a Twentieth Century Foxnak, már az első évben (1979) 50 millió dolláros profitot hozott, de a stúdió még akkor sem ismerte el a hasznot. A sikert senki sem meri megjósolni. A megbénult, ágyhoz kötött férfi történetét taglaló Mégis, kinek az élete?(1981) mint darab, átütő siker volt, a vásznon viszont megbukott. Az elveszett frigyláda fosztogatói című  alkotást (1982) minden neves stúdió visszadobta, kivéve a Paramountot, s lám, egyike lett a legsikeresebb filmeknek. A Columbia, megvizsgálva az 1982-es E. T., a földönkívüli filmötletét, azt gondolta, hogy ez a téma bizonyára senkit sem érdekel, s visszadobta a forgatókönyvet.

Kezdetnek ennyi elég lesz a téma átfogóbb ismeretéhez, később azonban még lehet, hogy részleteiben is foglalkozni fogok a filmkészítés különböző fázisaival.

Szólj hozzá!

Rozsdamentes acél

Squall 2008.01.06. 16:17

A rozsdamentes acélt Harry Brearley bri kohómérnök véletlenül fedezte fel 1913-ban. Brearley ágyúcsőgyártásra alkalmas acélötvözetekkel kísérletezett. Néhány hónappal később feltűnt neki, hogy míg a nem megfelelőnek ítélt anyagminták többsége megrozsdásodott, a 14% krómot tartalmazó ötvözet ép maradt. Ez a felfedezés vezetett el a rozsdamentes acél kifejlesztéséhez.

A közönséges acél azért rozsdásodik, mert a levegő oxigénjével érintkezve morzsálódó, vöröses színű vas-oxiddá alakul át. Más fémek –például az alumínium, a nikkel és a króm- hasonlóképpen viselkednek, ám az ezeknek a felületén képződő fém-oxidok áthatolhatatlan réteget alkotnak,  s így az oxigén nem jut el a mélyebben fekvő rétegekig. Brearley acélötvözetében a króm ilyen réteget alkotott, s ez megóvta a fémet a további oxidációtól.

Napjainkban már sokféle rozsdamentes acélt gyártanak. Az egyik elgismertebb ötvözet 18% krómot és 8% nikkelt tartalmaz –ezért 18:8 néven is ismert-, ezekből készülnek például a rozsdamentes mosogatók. A rozsdamentes kések 13% krómmal ötvözött acélból készülnek. Még korrózióállóbb ötvözet állítható elő egy kevés molibdén hozzáadásával. Ez utóbbi ötvözetet épületek burkolásához használják.

A képen a saint louis-i "nyugat kapuja" nevezetű, rozsdamentes acélból készült ív áll. Lenyűgöző építmény. Mögötte figyel a Rams-stadion.

Szólj hozzá!

süti beállítások módosítása