Ядерный синтез приводит к преобразованию небольшого количества массы в энергию. Однако ни одно (или несколько) физических явлений, по-видимому, не преобразуют энергию в массу.
Поскольку у нас так много звезд с крупномасштабным синтезом, происходящим в ядре. Уменьшается ли чистая масса Вселенной?
Я нашел соответствующую заметку о черных дырах, в которой говорится:
Согласно Хокингу: материя преобразуется в энергию, а часть энергии преобразуется в равные количества материи и антиматерии, материя выходит из черной дыры, а антиматерия попадает внутрь черной дыры и, в свою очередь, уменьшает ее массу. В конце концов, через миллионы или даже миллиарды лет черная дыра испарится. полностью. Это означает, что каждая материя, попадающая в черную дыру, несет ответственность за ее разрушение.
Разбираемся на примере изолированной звезды. В течение своего существования ядерный синтез в конечном итоге приводит к излучению фотосферы, несущему энергию в космос. В результате масса звезды должна уменьшиться, так как полная масса-энергия сохраняется.
Однако еще одно свойство, которое сохраняется, - это барионное число (общее количество протонов и нейтронов). Как это число сохраняется, но масса уменьшается? Ответ заключается в том, что барионы объединяются в виде более массивных ядер с отрицательной энергией связи.
Если мы теперь посмотрим на движущийся вместе с ней объем во Вселенной (то есть ящик, который расширяется пропорционально Вселенной в целом), то все больше и больше водорода и гелия сливаются в более тяжелые элементы, что уменьшает количество массы во Вселенной. форму атомов и ядер. Однако это частично компенсируется излучаемой энергией (деленной на ) в виде фотонов и нейтрино, который находится в ящике.
Я говорю частично, потому что звездные остатки, такие как нейтронные звезды и белые карлики, имеют отрицательную гравитационную энергию связи, которая уменьшает их гравитационную массу.
Все это меркнет на фоне других космологических явлений, происходящих в ящике. Плотность энергии излучения уменьшается с масштабным коэффициентом до степени четыре, поэтому энергия сопутствующего излучения уменьшается с масштабным коэффициентом. Однако плотность энергии излучения намного меньше плотности вещества (в любую эпоху, когда могут образовываться звезды), которая, в свою очередь, меньше плотности энергии вакуума (она же темная энергия). Плотность энергии вакуума оказывается постоянной. Это означает, что энергия вакуума в сопутствующем объеме увеличивается пропорционально кубу масштабного фактора.
Таким образом, то, что обычно называют «массой», уменьшится (немного), но общая масса/энергия, по-видимому, увеличится примерно как куб масштабного коэффициента.
Уменьшается ли общая масса Вселенной?
Нет. Я, конечно, не могу этого доказать, но могу сказать, что мы не знаем ни одного примера, в котором бы энергия не сохранялась. Закон сохранения энергии применим ко всем известным нам ситуациям. Энергия не может быть ни создана, ни уничтожена. Примените этот принцип к Вселенной, поскольку масса тела является мерой его энергосодержания , и ответ на вопрос будет отрицательным.
Ядерный синтез приводит к преобразованию небольшого количества массы в энергию. Однако ни одно (или несколько) физических явлений, по-видимому, не преобразуют энергию в массу.
Радиация преобразует небольшое количество массы в энергию. Вот почему Эйнштейн сказал : «Если тело испускает энергию L в виде излучения, его масса уменьшается на L/c²» . Это тело может быть горящим бревном. Закона сохранения массы нет. Однако обратите внимание, что если вы содержите энергию, вы должны учитывать ее массовую эквивалентность. См. https://arxiv.org/abs/1508.06478 ван дер Марка и (не нобелевского) 'т Хоофта. Если вы поймаете фотон в зеркальном ящике, это увеличит массу этой системы. Масса горящего бревна немного уменьшается, но излучение горящего бревна вносит свой вклад в массу Вселенной, которая не меняется.
Поскольку у нас так много звезд с крупномасштабным синтезом, происходящим в ядре. Уменьшается ли чистая масса Вселенной?
Нет, масса звезд уменьшается. Если у вас было горящее бревно в зеркале на весах, то показания на весах не уменьшаются.
Я нашел соответствующую заметку о черных дырах, в которой говорится: Согласно Хокингу: материя преобразуется в энергию, а часть энергии преобразуется в равные количества материи и антиматерии, материя выходит из черной дыры, но антиматерия уходит. внутри черной дыры и, в свою очередь, уменьшает ее массу.
Боюсь, это ерунда. Антивещество не имеет отрицательной массы. Мы не знаем частиц с отрицательной массой или отрицательной энергией.
В конце концов, через миллионы или даже миллиарды лет черная дыра испарится. полностью. Это означает, что каждая материя, попадающая в черную дыру, несет ответственность за ее разрушение.
Боюсь, излучение Хокинга остается гипотетическим. И даже если черная дыра испарилась, закон сохранения энергии все равно действует. Эта энергия все еще находится во Вселенной с ее эквивалентной массой, поэтому масса Вселенной не меняется.
Обратите внимание, что некоторые люди скажут вам, что темная энергия создается постоянно, а это означает, что масса Вселенной увеличивается. Однако это тоже гипотетически.
Qмеханик
УКХ
грабить