Befriande tankeverksamhet

Experimenterade precis med en förklaring av spec. relativitetsteorin för att förklara den för andra. Skall kalla den flygplansliknelsen med en observatör på marken med ett tidtagarur och en observatör i ett flygplan med ett tidtagarur som båda mäter tiden det tar för en ljusstråle som går från en sändare i stjärten på flygplanet mot nosen. Perfekt för att förklara vad som blir konsekvensen av ljushastigheten som konstant i universum. Tänkte ta ett foto men kommer nog inte glömma den.
Gjorde detta efter flera timmar framför tetris. Det är verkligen ett avslappnande spel men jag kände det som om min hjärna var mos så det var skönt att få tänka lite aktivt. Nästan befriande från känslan av att vara låst i huvudet. Svår känsla att sätta ord på. Men nästan som att skaka upp snön i en snökula.  

Rum och Tid

Perfekt diagram över speciella relativitetsteorin

Det är så skönt när man hittar enkla modeller av verkligheten. Den här lite mer raffinerad än det enkla rätlinjiga diagram jag gjorde en gång för att förklara hur hastighet hänger ihop med rumtiden. Det mottogs inte så väl, det ansågs vara för enkelt. Men den här 3d varianten av i princip samma diagram visar att det minsann dög hur bra som helst. Det är kul när man upptäcker att andra oberoende av vad man själv lärt sig gör liknande analogier av fysiska fenomen. Som min löjligt enkla 2d-visualisering av universums expansion som punkter på ett gummiband. Kommer inte ihåg var jag såg samma gestaltning efter att jag kommit på den själv men jag blev otroligt tillfredställd när mitt sätt att visa en sak på var lika giltigt för en prof. fysiker. 
Har tänkt ganska mycket på spec relativitetsteorin och hur det kan vara bra att ha ett exempel att gestalta det hela på. Jag har vant mig vid hur det förhåller sig så mycket att jag glömt av hur man kan förklara det hela. Det slog verkligen undan benen på mig när en kursare ville ha en förklaring. Det var t.o.m lättare för mig att förklara generella relativitetsteorin...
Kanske skulle man öva in ett exempel så man kan plocka fram det när det väl behövs. Om inte annat för min egen skull.   

The Grand Design/Den stora planen

Då har jag äntligen läst ut "The Grand Design", eller "Den Stora planen" som den hette i översatt version. Vet inte varför jag köpte den i översatt version. Jag är uppenbarligen mer hemma med den engelska terminologin (fysikalisk terminologi) så när man möter svenska varianter av ord man egentligen är bekant med inser man inte att det är just de orden det är fråga om och det skapar förvirring och tar onödig tid. Men jag gjorde inte samma misstag med den andra boken, "A brief history of time". Frågan är om jag skall läsa ut den innan jag går in på Dawkins böcker eller om jag skall ta mig an biografin om Darwin först? Eller kanske Isaacsons biografi om Einstein? Det blir inte mer Discworld på ett tag iaf tror jag. Hur det än är så älskar jag att kika i bohyllan efter böcker jag ännu inte läst, ibland hittar man böcker man glömt att man köpt och det blir som en skattjakt. 
Angående "Den stora planen" så kommer det nog en liten sammanfattning på den för det var en del nytt i den som bör inarbetas i mitt intellektuella spindelnät. Hur pretentiöst lät inte det?

Det är uppenbart att den här bloggen inte har blivit den strikt sammanfattande och uppradande blogg jag trodde den skulle bli. Jag har tydligen behov av att prata om andra saker också...
Eftersom jag skriver Astrojournal verkar det som att jag inte har samma behov av att tala om mina senaste observationer här även om de faktiskt är rätt intressanta just nu då jag upptäckt att Jupiters månar rör sig mycket fortare än vad jag trott. De här sakerna kunde jag lätt läst mig till men det är kul att lämna vissa mysterier till det egna observerandet. Kanske kommer en sammanfattning om vad jag upptäcker så småningom. Vill lista ut vilka månar det är som rör sig i vilka ellipser och för att räkna ut det måste jag vid ett antal tillfällen se dem passera framför respektive bakom Jupiter och det kan jag bara med Viktoria vilket betyder att jag förmodligen kommer vara ganska begränsad tyvärr såvida inte jag kan göra en och annan observation med henne från fönstret. Men då får vi problem med varmluft och grannar som inte tror man är klok och det vore väl helt ok om det inte fanns en risk att de tror att man gluttar. Har gjort några sena obsar men är alltid lite nervös att bli upptäckt...får väl göra en skylt och hänga upp utanför fönstret.."Astronomisk observation pågår", med tillägget, Ja, din röv är av astronomiska proportioner..."
  

  

Härledningar

Parsec = Det avstånd som krävs för att en astronomisk enhet skall synas under vinkeln en bågsekund

Vissa saker behöver man lägga på minnet så här är min härledning av längdenheten Parsec. I min huvudsakliga astronomilärobok står det att eftersom en Rad = 206265" så är avståndet till en stjärna med parallaxen 1" = 206265 AE (astronomiska enheter). Jag greppade inte detta först men här är uträkningen som gjorde att jag till slut förstod. Vilken man kan tycka att jag borde gjort från början... 

Perspektiv

Jorden (t.v.) Månen (t.h.)från ett avstånd på 8x10^6km Foto: ESA

Bilden ovan är en bild en föreläsare använde när vi läste om DNA-skador och reparation under kursen i molekylär cellbiologi. Han hade en uträkning som sa att om man skulle förstora DNA-molekylen, som i våra mänskliga celler är ca 2m lång men bara 2x10^-9m(nm) i diameter, till tjockleken av en underarm skulle vi få en molekyl som skulle vara lång nog att nå runt jorden och månen 125ggr. Jag tyckte en uträkning på antalet DNA-molekyler sammanslaget i kroppen och i naturlig storlek skulle vara en rolig beräkning. Så räknar man på en molekyl på ca 2m och kroppens ca 100x10^9 celler så får vi ett litet gäng molekyler vars sammanlagda längd blir 2x10^9m. Beräknat på månens medelavstånd till jorden får vi att denna fläta av molekyler skulle räcka från jordens centrum till månens centrum ca 53000ggr. Häpnadsväckande fakta.
Men bilden i sig utan referenser till molekylär biologi är fantastisk. Tänk att vi med matematik som uppfanns av en dittills bara 26 årig man på 1600talet kunde skicka 2 män till månen.  
Med tanke på att gravitationen är en svag naturkraft så kan man tycka att det är osannolikt att jorden och månen förvränger rymden tillräckligt för att månen skall stanna kvar i bana runt jorden samtidigt som denna faktiskt rör på sig. När man tittar på bilden så ser månen ut som en liten kula alldeles för långt bort för att ha någon som helst form av inverkan på jorden. Men den påverkar oss faktiskt på massor av sätt. Bland annat så gör tidvattenkrafterna som uppstår under månens inverkan att vattnet genom friktionen mot havsbottnen att jorden faktiskt snurrar långsammare över tid. På dinosauriernas tid var ett jord-dygn faktiskt ca 15min kortare. Vidare så är det faktiskt så att astronomer kan räkna ut att asteroider, kometer eller andra objekt närmar sig genom att kända himlakroppar börjar wobbla eller skaka i sina banor, detta innan vi ens sett objekten.
Hur det än är tycker jag bilder på jorden sedd utifrån är fantastiska, de behövs för att få perspektiv på vår tillvaro.

Varför astronomi...

"When I heard the learn´d astronomer; When the proofs, the figures, were ranged in columns before me; When I was shown the charts and the diagrams, to add, divide and measure them; When I, sitting, heard the astronomer, where he lectured with much applause in the lecture-room, How soon unaccountable, I became tired and sick; Till rising and gliding out, I´d wander out by myself, in the mystical moist night-air, and from time to time, Look´d up in perfect silence at the stars." - Walt Whitman (1819-1892)      Att med matematik plocka isär och ordna naturen kan verka kallt och sterilt. Diagram och formler kan ofta framstå som tråkiga ledsamma saker. Men om man förstår dem blir det som att läsa en magikers trollformler. Jag vill påstå att ökad kunskap om naturen ger en ökad uppskattning och känsla av förundran inför den. Vad jag ville sätta på pränt här är känslan jag får av att titta rakt ut i rymden, med eller utan hjälpmedel, en klar vinternatt långt från stadens ljus och buller. Många känner nog en bävan inför Kosmos, det många populärt uppfattar som oändligt. Alla dessa enorma avstånd och tidsaspekter väcker det som H.P. Lovecraft benämnde "cosmic horror". När jag några gånger försökt förklara hur universum expanderar eller hur tid fungerar i det fysiska makrokosmos skakar folk på huvudet eller säger att det inte är bra att tänka på sådant. Men det är för mänskligheten nödvändigt, även om det är en annan fråga. Jag vet vad jag ser när jag tittar på stjärnorna. Jag känner till de grundläggande egenskaperna hos planeterna och på vilka avstånd de befinner sig. Jag inser hur otroligt obetydlig jorden är när jag tittar på strukturerna i galaxerna, denna bleka lilla blå pixel Carl Sagan talade om i The Cosmos när Voyager 1 närmade sig Saturnus och tog en bild på jorden i slutet på 70-talet. Jag känner till mysterierna. När man lär sig om livets osannolikhet i universum så känner man instinktivt ett enormt privilegium när man ligger på backen och tittar rakt upp i rymden även om det blåser och är kallt och blött på marken. Vår stjärnas storlek, vårt avstånd från den, vår planets sammansättning, vår rotationshastighet, våra gasjättar till grannar som räddar oss från asteroider är bara några av de faktorer som måste stämma precis för att få den till synes perfekta värld vi lever på. Och trots detta så är vår värld otroligt bräcklig i kosmos. Man kan faktiskt säga att allt i universum verkar mot vår existens och ändå är vi här. Ser man till den kosmiska tidsskalan så kommer jorden bara finnas till en nästan omätbart liten tid, vilket kanske gör vår existens lite mer sannolik med tanke på den lilla, lilla tid vår planet ändå var här. Men den tiden var ändå tillräckligt lång för att miljarder människor skulle få möjligheten att agera observatörer i universum. Är inte detta att se som ett privilegium?  Om man ger sig själv lite tid att begrunda universum inser man vår obetydlighet. Men likväl ser man den chans man har!  Föreställ dig nu hur du befinner dig ovanför och utanför jordens atmosfär. Hur du blickar ned på jorden och ser de oändliga haven och de enorma bergen och 10tals miljoner arter av liv, allt du känner till, alla du känner och hur de från din punkt i universum just då, får plats mellan tummen och pekfingret i din hand i ditt blickfång. Hur obetydligt blir inte din ilska och ditt hat, din sorg och din smärta. Hur mycket hårdare bör du då inte hålla fast vid det du älskar och de du älskar? Hur mycket viktigare blir det inte att koncentrera sig på de saker som gör dig lycklig under den ofattbart lilla tid i det lika ofattbart enorma universum just du fått chansen att existera i? Detta är vad jag upplever när jag blickar ut i det oändliga! Jag får en känsla av frid i mitt inre. Alla negativa känslor bleknar när jag blickar ut i ett kosmos fyllt av brinnande ugnar, färgrika nebulosor, vackra spiralgalaxer och kometer och inser hur obetydliga alla sorger och besvär egentligen är när jag lever i ett universum där jag egentligen inte borde finnas. På sätt och vis borde även allt det jag håller av bli obetydligt, men det blir inte det, det känns inte så. För universum är skrämmande, men också vackert. Och det är det som betyder något för mig. Det enda som räknas, är kärleken, det vackra och vad vi gör med det. Evolutionsbiolog Richard Dawkins sa en gång;  "We are going to die, and that makes us the lucky ones. Most people are never going to die because they are never going to be born. The potential people who could have been here in my place, but who will never in fact, see the light of day, outnumbers the sandgrains of Sahara. Certainly these unborn ghosts include greater poets than Keates, scientists greater than Newton. We know this because the set of possible people allowed by our DNA so massively outnumbers the set of actual people. In the teeth of this stupefying odds it is you and I in our ordinariness that are here. We privileged few who won the lottery of birth against all odds, how dare we whine at our inevitable return to that prior state, from which the vast majority have never stirred."

Standardmodellen

Detta är ett försök att få lite ordning på de subatomära partiklarna i standardmodellen.
Till att börja med tror jag att de kan delas in som de partiklar vilka bygger upp materien och de som bär de 4 fundamentala krafterna.

Fermioner: 
Första generationen: 

• Elektron
• Elektron-neutrino
• Upp-kvark 
• Ner-kvark

Andra generationen:

• Myon
• Myon-neutrino
• Charm-kvark
• Sär(strange?)-kvark

Tredje generationen:

• Tau-lepton
• Tau-neutrino
• Topp-kvark
• Botten-kvark

Alla tre generationerna har sina antipartiklar.
I tabellerna ovan är elektronerna, myonerna och tau-leptonerna leptoner.
De ovan beskrivna partiklarna är elementarpartiklar som bildar andra grupper av partiklar. De partiklar som kvarkarna är beståndsdelar i är hadroner, vilka delas in i 2 undergrupper: 
mesoner, vilka består av en kvark och en anti-kvark (bosoner).
baryoner, vilka består av 3 kvarkar av olika slag (neutroner och protoner).

Bosoner:

Bär de 4 fundamentala naturkrafterna, dessa är:
Gluonerna som "limmar" samman kvarkarna i neutroner och protoner, med andra ord den starka växelverkan.
De elektrosvaga bosonerna. W+, W- samt neutrala Z bosonen. Till dessa hör även fotonen. 
Teoretiskt bär gravitonen gravitationskraften men den är ännu inte bevisad även om de senaste rönen om higgsbosonen skulle kunna bevisa den.

Skall senare gå igenom begreppet spinn också för det är viktigt för förståelsen av hur partiklarna delas in och verkar.