Mitä on energia?

Rakkaus on lämpöä, pehmeyttä, laajentumista. Viha on kylmyyttä, kovuutta, supistumista.

Nuo vaikuttaa myös ihmisessä. Kun ihmisen tietoisuus laajenee, samalla sydän pehmenee, ja rinnan jäitä se liuottaa.

Lämpö ei voi olla liian kova, koska siinä taas esim. muna (linnun) kovettuu.

Koittakaa yhdistää nämä asiat.

Ei ihan niinkään: Energia on mahdollisuus tehdä työtä..

Itse asiassa se on gravitaation mahdollistama potentiaalienergia, joka muuttuu liike-energiaksi.
Hiukkasten tasolla liike-energia on aivan sama 1/2 x m v^2 kuin isommillakin massoilla, ainakin relativistisilla nopeuksilla.

Ihminen voi romahtaa henkisesti, niin ettei pysy kasassa. Mitä se oikeasti tarkoittaa?

Vaikuttaako gravitaatio ja liike-energia myös ihmiseen, jolloin ihminen ei pysty enää pitämään itseään jossain tietyssä muotissa, kun pudotus/romahdus on liian suuri? Sielu särkyy, turvattomuus iskee. Kytkös johonkin entiseen turvaan katkeaa. Ihminen joutuu kokoamaan itsensä uudelleen sirpaleista.

Lasi on puhallettu tiettyyn muottiin, ja sen paikka on jonkun tason päällä. Tyhjän päällä se on ihan omillaan ja jos vastassa on kova lattia se särkyy. Jos se putoaisi pehmeään patjaan, niin se pompahtaisi siitä ylös, mutta säilyisi ehjänä. Eli lasi ei aina mene säpäleiksi, jos sitä kannatellaan. Sama ihmisen kohdalla. Tietysti jos lasi pudotetaan lentokoneesta, niin tarvitaan aika monta patjaa estämään sen särkymistä:D.

Enqvist totesi jossain populaarissa tiedekirjassaan, että energia on fundamentti.

Johtuisiko tuo vain siitä, että elektroni on keksitty ensin.

Niin tai näin, mutta oleellista on, että sähkövaraus on kvantittunut.

"Alkuräjähdysteorian mukaan maailmankaikkeus syntyi tyhjästä tai lähes tyhjästä äärettömän tiheästä ja kuumasta tilasta (~ 10 ^ 32 K), singulariteetista, kvanttifluktuaationa eli tyhjiöenergiana 13,82 miljardia vuotta sitten. "

Kyseessä ei ole alkuräjähdysteorian alkeet tai se teoria yleensä. Tässä on kyseessä vain Tryonin universumi, joka oli kahden sivun pituinen ehdotelma. Lähde, jota katselet, tietää aiheesta suunnilleen yhtäpaljon kuin hän. Alkuperäinen ehdotus rajautuu vain FLRW-universumeille, joissa on pallomainen kaarevuus.

https://en.wikipedia.org/wiki/Shape_of_the_universe
Tryon sanoi kymmeniä vuosia sitten, että universumi on jo todistettu pallomaiseksi, mutta ainakin tällä hetkellä wikissä lukee, että se on liitteän ratkaisun ympärillä pienen 0.4 %:n virheen rajoissa.

Tryonin juttujen ensimmäinen heikkous on siinä, ettei silloin tiedetty, mikä on GR:ään sopiva gravitaatiokentän energia (eikä tiedetä nytkään vaikka tiedetään paremmin kuin on tuossa sanottu). GR ei periaatteessa kuvaile gravitaatiota, joka on kenttä, ja jolla pitäisi olla energiaa, mutta tätä eroa ei välttämättä huomaisi, jos energia-GR:lle olisi joskus löytynyt yksiselitteinen määritelmä, joka toimii.

https://en.wikipedia.org/wiki/Stress%E2%80%93energy%E2%80%93momentum_pseudotensor

Jotkut ovat kuitenkin mielestään löytäneet hyviäkin universumin kokonaisenergian määritelmiä, eivätkä ne aina rajoitu universumiin, joka alkaa topologisesti pienen kokoisena möykkynä. Tässä tulisi huomata, että universumin energian määrän laskeminen ei kerro mitään sen alusta, eikä sitä onko olemassa kvanttiteoria, jossa universumi on yhtenä mahdollisuutena. Esim., jos laskee äärettömän FLRW-universumin olevan energialtaan nolla, niin kvanttifluktuaatio joutuisi tekemään kaikki universumin pisteet kerralla, vaikka kaikki teoriat, mihin tätä on verrattu, muodostaisivat fluktuaation mielellään yhden pisteen ympärille ja sillä olisi aivan eri fluktuoitu arvo kuin muualla. Jos muodostaisi kaikkien pisteiden fluktuaatiot samaan aikaan mutta eri arvoisina, ei saisi aikaan FLRW-avaruutta ja sen, mitä tässä oltiin muodostamassa, ei vielä oltu osoitettu olevan energialtaan nollaa. (Silti saisi aikaan esim. inflaatiouniversumin). Lisäksi äskeisessä voi olla olemassa aineeton Minkowskin avaruus, koska sen energia on määritelmissä yleensä nolla. Tästä seuraa sellainen ongelma, että jos energiaa joskus määriteltäisiin lokaalisti, silloin lokaalisti kaikenlaisten GR-avaruuksien gravitaatioenergia näyttää lokaalisti nollalta. Niissä ei voi luoda lokaalia aine-energiaa ja antaa samaa energiaa negatiivisena yhteen näin lokaaliin paikkaan avaruutta.

Käsitys kvanttifluktuaatiosta on aivan merkityksetön, jos fluktuaatiossa ei ole energiaa. Nollan energian ottamisesta ei seuraa, että tarvitsisi palauttaa joskus energiaa (toisaalta tätä ei voi kokeilla minkään muun teorian osalta, koska nollaenergiaa ei voi niissä nähdä, ja tietysti koska seuraava kohta kvanttienergiasta). Koko fluktuaatioidean olisi voinut muodostaa korkeammallekin energialle. Lisäksi oikeissa fluktuotumisissa on yleensä kysymys tapauksesta, missä se on kvantisoitu objekti, joka ei voi olla energialtaan nolla.. Tässä ajatellaan mahdollisesti siten, että gravitaation energia on yksi kvantti ja ns. aineen osuus on toinen. Muutoinhan pelkän gravitaation alimpana vakuumina voisi pitää litteyttä ja sen fluktuaationa jotain missä kaareudutaan. Tätä teoriaa ei kuitenkaan ole pakko kvantisoida, vaan energia voi siirtyä systeemistä toiseen myös klassisesti. Jos siis gravitaatio ja aine olivat olemassa _niin kuin ovat_ ja niiden energia on nolla niin sitä energiaa tarvitsee vain siirtää toisesta toiseen. Ja tämän voi tehdä myös epätasaisesti vaahdossa, joka on ääretön.

Universumin syntyminen fluktuaatiosta ei ole kvanttigravitaatioteorioiden tulos, eikä energian laskeminen GR:avulla vaikuta niihin välttämättä myöskään. Kvanttigravitaatioilla on omia kosmologioitaan, ja niissä tällainen kaiken syntyminen kerralla yhdestä fluktuaatiosta olisi yhtälailla vielä ylimääräinen askel johonkin aivan toiseen teoriaan.

Jos energia on nolla jossakin kvanttitilassa ja universumi on nolla energiaa, sen jonkin muuttuminen universumiksi tapahtuu jatkuvasti (a) tai harvoin (b) eikä kyseessä ole fluktuaatio vaan joko kondensaatio (a) tai erittäin pysyvä tunneloituminen (b). Vielä pysyvämmän universumin saisi aikaiseksi jos, energia olisi alussa esim. 1, ja universumin ulkopuolella olisi jotain jonka energia olisi tästä lähtien 1 tai 2 tms. kun universumilla se on nolla, ja universumi on täällä nyt siten kuin se olisi potentiaalin pohjalla. Kvantti-tilaa, joka on sekä universumi että ei-universumi yhtäaikaa, ei voisi väärinymmärtää universumiksi (tämä tässä olisi kuitenkin kaikkein yleisintä, jos kaiken energia on nolla). Ilman asioita kuten aika, tästä kaikesta tulee kuitenkin samantekevää, koska jotain muuta käyttäen universumin voi kirjoittaa mihin tahansa paikkaan mitä tahansa lausetta, ja sama universumi se on sielläkin.

Eli tarkoitatko, että kaikki on ainetta, hiukkasia ja niiden sisäiset tai ulkoiset vuorovaikutukset ovat energiaa tai sen muutosta/siirtoa?

Kari Enqvist:
-Energiaa on vain yhtä lajia, muta se ilmenee usealla eri tavalla
-Ei ole erikseen massaa ja energiaa. Massa ei ole aineen perustavaa laatua oleva ominaisuus

Anonyymi kirjoitti:

Eli tarkoitatko, että kaikki on ainetta, hiukkasia ja niiden sisäiset tai ulkoiset vuorovaikutukset ovat energiaa tai sen muutosta/siirtoa?

Kuten jo sanoin, energia on laskennallinen suure, tietyn lausekkeen nimi. Termi "energia" tekee mahdolliseksi puhua vähän lyhyemmin joistain asioista sen sijaan että joka kerta selitettäisiin, mitä tapatuu.

Esim. liike-energia 1/2 m v^2. Siinä on fysikaaliset, mitattavat , suureet m ja v ja liike-energia on tuon lausekkeen nimi.

Kun atomipommi räjähtää, ei siinä synny mitään "energiaa", vaan hiukkasia ja säteilyä..
Näiden energiat voidaan sitten laskea.

Nyt saadaan jo 1732 MW. Jos sekin olisi pois, olisi sähkö paljon kalliimpaa.

Anonyymi kirjoitti:

Nyt saadaan jo 1732 MW. Jos sekin olisi pois, olisi sähkö paljon kalliimpaa.

Tuulivoimatuotannon minimi tänä vuonna oli tähän mennessä vain noin 4 MWh/h.
Maksimi oli yli 4200 MWh/h.
Tänään tätä kirjoittaessani näkyy tuotantoa olevan yli 3200 MWh/h, mutta hinta on silti todella korkealla.
Syy on tietenkin ettei sähkön pörssihinta riipu mitenkään reaalimaailmasta, vaan spekulaatioista ja keinottelusta. Kun sähkön tuottaja kehtaa pyytää tuotteestaan tarpeeksi härskin hinnan, nousee kaiken sähkön tuotannon hinta samaan korkeimman hyväksytyn tarjouksen tasoon. Tuotantokustannuksilla minkään tuotantomuodon osalta ei ole minkäänlaista vaikutusta toteutuneeseen hintatasoon. Siksi hinta on nyt todella korkealla.

Fotonin energia on E = h f = h/T, kun T on värähdysaika. Riitävän energeettisestä fotonista voi syntyä elektroni ja positroni, joilla on sama massa mutta vastakkainen sähkövaraus. Toisaalta massa on energiaa m = E/c^2.

Toinen esimerkki liittyy gravitaation potentiaalienergiaan. Sen nollatason voi laittaa ihan minne haluaa, ei sitä fysiikassa etukäteen ole määriteltynä. Valinnasta riippu paljonko kullakin kappaleella on jollain hetkellä potentiaalienergiaa, ja onko lukuarvo positiivinen, negatiivinen, vaiko nolla.
Energia ei siis ole pelkän todellisuuden kuvausta, vaan ihmisen siitä tekemä abstraktio, mikä sisältää sekä vapaita valintoja, että jo ennestään fysiikassa sovittuja valintoja.

Tosiaan, kun liikkuvan objektin A lepokoordinaatistossa vaikuttaa, että jonkin lähestyvän objektin liike-energia on pieni, sillä on nimenomaan vaikutusta siihen, että energian muutos, joka voidaan nähdä A:n koordinaatistossa on myös pieni eikä sama kuin mitä ulkopuolelta nähdään (B-koordinaatisto). Jos energiaa yritetään siirtää törmäämällä tarkoitetaan vain liike-energian siirtämistä nyt ja oletetaan että saadaan sitä siirrettyä mielivaltaisen paljon.

Seuraavaksi sanoisin pikemminkin että koordinaatistoja on törmäystä (ja energian luonnetta) kuvatessa kolme. Kun A:han törmätään, tämä tarkoittaa, että sillä on seuraavaksi eri nopeus ja siten sen lepokoordinaatisto (A2) on eri kuin ennen törmäystä. Se että A ja B näkevät eri liike-energian tulevalla kappaleella on täysin sama asia kuin se, että koordinaatistossa B siirtyminen nopeudesta v_A nopeuteen v_A2 ((kuten B ne näkee) on enemmän nopeutta ja energiaa vaativa kuin koordinaatistossa A siirtyminen nollasta v_A2:een (kuten A:ssa pysyvä näkisi sen nopeuden)

Anonyymi kirjoitti:

Toinen esimerkki liittyy gravitaation potentiaalienergiaan. Sen nollatason voi laittaa ihan minne haluaa, ei sitä fysiikassa etukäteen ole määriteltynä. Valinnasta riippu paljonko kullakin kappaleella on jollain hetkellä potentiaalienergiaa, ja onko lukuarvo positiivinen, negatiivinen, vaiko nolla.
Energia ei siis ole pelkän todellisuuden kuvausta, vaan ihmisen siitä tekemä abstraktio, mikä sisältää sekä vapaita valintoja, että jo ennestään fysiikassa sovittuja valintoja.

Lue lisää

Energian kuvaus ei ole energian tason kuvausta, mutta todellisuuden kuvausta voi olla siinä mistä kuvaus on tehty. Kuvaus on todennäköisesti energian siirtämisen kuvausta eri systeemien välillä. Energian yleinen määritelmä voisi olla, että se on lukujen ja numeroiden muuttumisen nopeutta, sekä mahdollisuutta, että miten suuri numeron muutoksen nopeus voidaan saavuttaa, jos numeron on mahdollista muuttua kohta. Tärkeintä on että, eri numeroiden välillä siirtyy tämä ominaisuus, ja että sen ominaisuuden numeroarvo on yhtä suuri. Jokin valinta kuten E=0.5mv^2 asettaa paljon ehtoja, miten paljon kaikissa muissa numeroissa (kuin x: v=dx/dt) pitää olla energian määrä, mutta mielummin se kuvailtaisiin niin, että paikan x muutos tietyllä nopeudella v voidaan saavuttaa, jos toisessa systeemissä olevan värähtelijän numeron värähtelynopeus on f. Paikka x ja f voivat olla molemmat mitattavia asioita, eikä niiden välillä olevaa 'minkä voi saavuttaa' -ominaisuutta voi valita henkilön toimesta. Toisaalta ei välttämättä ole mallia, jossa energiaa ei tarvitsisi määritellä juuri kuten 0.5mv^2, vaan tämä voi olla ainoa tapa saavuttaa jokin yhteys muihin järjestelmiin ja saada niille muodostettua jokin suure ja energian lauseke sen funktiona (missä voi olla että tavoiteltu suure on mukavasti määritelty sen suoran mittaamisen kannalta tai ei).

Fysiikan laki, joka koskee sitä, miten x muuttuu kun ollaan vapaina eikä siirretä energiaa, ja samoin laki miten f elää, on merkittävä eikä toisin sanoen ole valittavissa sekään. Näissä oleva energia esiintyy lähes aina funktiona, joka ei ole vakio-termiin asti määriteltävissä. Se että tällainen energia (joka kun sitä ei siirretä on vakio) ylipäänsä löytyy melkein joka laista, kuvaa paljon sitä millaisia lait ovat luonnossa yleensä.