09.09.2017 Views

Maailmataju

Maailmataju seitsmes väljaanne, parandatud ja täiustatud trükk.

Maailmataju seitsmes väljaanne, parandatud ja täiustatud trükk.

SHOW MORE
SHOW LESS

Create successful ePaper yourself

Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.

footonid aegruumi lõkspinna sisse ära mahuvad, kui aegruumi lõkspinna paksus ehk läbimõõt on<br />

miljardeid miljardeid kordi väiksemad osakese footoni enda läbimõõdust? See on väga tõsine<br />

probleem, mis tuleneb eelkõige klassikalisest mõtlemisviisist. Osake peab ju aegruumi lõkspinna<br />

sisse kuidagi ära mahtuma selleks, et sattuda väljapoole aega ja ruumi. Piltlikult võib seda<br />

probleemi väljendada ka nii, et footoni ja aegruumi lõkspinna läbimõõtude suhe on praktiliselt sama<br />

mis näiteks Maa kera ja tavalise paberilehe läbimõõtude suhe.<br />

Kvantmehaanikas ei olegi tegelikult kirjeldatud footoni kui osakese mõõtmeid, vaid selle asemel<br />

kirjeldab osakeste liikumist ajas ja ruumis lainefunktsioon. Kvantmehaanika üks põhivõrrandeid<br />

λ=h/p ehk λ=h/mv näitab ära samaaegselt footoni nii leiulaine pikkuse kui ka valguslaine ehk<br />

elektromagnetlaine pikkuse. See tähendab füüsikaliselt seda, et footoni leiulaineks ongi tegelikult<br />

valguslaine ehk elektromagnetlaine. De Broglie´ valem λ=h/mv=h/p seob osakeste laineomadusi (λ)<br />

ja korpuskulaaromadusi (m, v, p).<br />

Footoni ja valguslaine omavaheline seos on analoogiline kvantmehaanikas tuntud lainefunktsiooni<br />

ja tema poolt kirjeldatava osakese seosega. Näiteks tõenäosuse, millega footon satub<br />

mingisse ruumipunkti, määrab ära valguslaine amplituudi ruut sarnaselt nii nagu valguse<br />

intensiivsust mõõdab valguslaine elektrivektori ruudu keskväärtus. Täpselt samamoodi annab ka<br />

lainefunktsiooni mooduli ruut füüsikaliselt tõenäosuse ruumalaühiku kohta ehk tõenäosustiheduse<br />

mistahes osakese asumiseks vastavas ruumiosas. Statsionaarsete olekute korral on lainefunktsiooni<br />

kuju määratud nii, et osakese tõenäosustihedus ei sõltu enam ajast. Lainefunktsioon ja selle mooduli<br />

ruut on matemaatiliselt komplekssed suurused. See tähendab seda, et tõenäosus võib väljenduda<br />

ainult reaalarvuna. Kõik eelnev tähendab sisuliselt seda, et kvantmehaanika ei võimalda määrata<br />

osakese täpset asukohta ruumis ega tema liikumistrajektoori, vaid on võimalik ainult ennustada,<br />

millise tõenäosusega leiame osakese mingis ruumipunktis. Seega on kvantmehaanikal statistiline<br />

iseloom.<br />

Näiteks elektroni asukoha määramatus on vesiniku aatomis peaaegu võrdne aatomi raadiusega.<br />

Seetõttu ei saa elektroni vaadata kui kindlat trajektoori mööda liikuva osakesena, vaid pigem<br />

vesiniku tuuma ümber oleva elektronpilvena.<br />

Aegruumi lõkspind, mis on lahtine, on ääretult õhuke, kuid seevastu selle pindala S on väga suur<br />

– makroskoopiliselt suur. Footoni ja aegruumi lõkspinna pindalade suhe on praktiliselt sama kui<br />

võrrelda õuna suurust planeedi Maa mõõtmetega. Hoolimata sellest, et lõkspind on ääretult õhuke,<br />

on selle pindala märkimisväärselt suur. Aeg ja ruum on aegruumi lõkspinnal kõverdunud<br />

lõpmatuseni täpselt nii nagu musta augu Schwarzschildi pinnal ( ehk musta augu tsentris ) on<br />

üldrelatiivsusteooria järgi aeg ja ruum kõverdunud lõpmatuseni. Isegi valgus ei pääse sealt enam<br />

välja. See tähendab seda, et aja ja ruumi füüsikaline eksisteerimine lakkab olemast, antud juhul seda<br />

siis ääretult väikeses ruumimastaabis ( kvanttasandil ) võrreldes astronoomias uuritavate mustade<br />

aukude mõõtmetega.<br />

Aegruumi lõkspinda, mille peal on aeg ja ruum kõverdunud lõpmatuseni, võib füüsikaliselt<br />

tõlgendada kui musta augu Schwarzschildi pinnana, mille peal on aeg ja ruum samuti kõverdunud<br />

lõpmatuseni.<br />

Klassikalisest teooriast lähtudes tekib küsimus, et kuidas saab elektrivälja virtuaalne osake<br />

footon ära mahtuda väljas tekkiva aegruumi lõkspinna sisse, kui lõkspinna läbimõõt ehk paksus on<br />

miljardeid miljardeid kordi väiksem footoni enda suurusest. Seevastu aegruumi lõkspinna pindala<br />

on footonist kujuteldamatult suurem. Kvantväljateooriast lähtudes sellist probleemi aga ei ilmne.<br />

Seda sellepärast, et kvantmehaanika ei anna tegelikult infot footoni kui osakese suuruse kohta<br />

midagi, vaid ennustab seda, et millises ruumipunktis ja ajahetkes me osakest leida võime. See<br />

tähendab seda, et osakese suuruse ja aegruumi täpse asukoha asemel on tegelikult tõenäosusväli,<br />

mida kirjeldabki tuntud lainefunktsioon. See tähendab ka seda, et kui elektrivälja virtuaalse osakese<br />

footoni tõenäosusväli ( ajas ja ruumis ) satub või tekib elektriväljas tekkiva aegruumi lõkspinna<br />

pinnale, siis on nullist erinev tõenäosus selleks, et footonit leida aegruumi lõkspinna pinnal. See on<br />

sellepärast nii, et footoni tõenäosusväli või tõenäosustihedus on füüsiliselt kokkupuutes tekkinud<br />

aegruumi lõkspinna pinnaga, millel aeg ja ruum on kõverdunud lõpmatuseni. Kui footonil on<br />

tõenäosus sattuda aegruumi lõkspinna pinnale, siis füüsikaliselt võibki seda tõlgendada nii, et osake<br />

satub väljapoole aega ja ruumi, sõltumata enam teda tekitavast laengust. Kuna aegruumi lõkspinna<br />

164

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!