Tu Hesa 28 1 2020 Dynaaminen Universumi kohti

Tu. Hesa 28. 1. 2020 Dynaaminen Universumi – kohti yhtenäistä teoriaa ja ymmärrettävää todellisuuskuvaa Tuomo Suntola Havaittavan todellisuuden kuvaaminen voidaan tehdä 1. Havaitsijakeskeisesti, suhteellisuusperiaatteeseen, kinematiikkaan ja metriikkaan perustuen, kuten suhteellisuusteoriassa. Tällöin valon nopeus ja aineen lepoenergia määritellään vakioiksi (liike- ja gravitaatiotilasta riippumattomiksi), jolloin ajan kulku ja etäisyydet tulevat liike- ja gravitaatiotilasta riippuviksi. Havaitsijaan nähden liikkuvan atomikellon hidastunut käynti selitetään ajan hidastumisella. 2. Systeemikeskeisesti, avaruuden kokonaisenergian säilymiseen perustuen, kuten Dynaamisessa Universumissa. Aika ja etäisyys ovat tällöin universaaleja koordinaatistosuureita. Valon nopeus määräytyy koko avaruuden dynamiikasta ja aineen lepoenergia paikallisesta gravitaatio- ja liiketilasta, jolloin mm. atomikellojen paikallinen käyntinopeus saadaan kellojen karakteristisen taajuuden kvanttimekaanisesta ratkaisusta. Kumpikin lähestymistapa tuottaa tarkkoja matemaattisia ennusteita havaittaville ilmiöille. Systeemikeskeinen lähestyminen mahdollistaa ymmärrettävän, kokonaisvaltaisen todellisuuskuvan, ja tuottaa ennusteet yksinkertaisemmalla matematiikalla ja oleellisesti vähemmillä lähtöolettamuksilla kuin havaitsijakeskeinen lähestyminen.

Luonnostaan, jokainen ihminen haluaa tietää. −Aristoteles, Metafysiikka ” Tieteen tehtävä on tehdä luonto ymmärrettäväksi. ”

Luonnonfilosofian seura, Tieteiden talo 2013 TIETEEN LYHYT HISTORIA - vai pitkä tie luonnonfilosofian ja empirismin kohtaamiseen 15 0 Empirismi Einstein Planck Maxwell 10 0 Aristotle Leucippus Heraclitus Anaximander Thales Faraday Laplace Newton Kepler Galilei Copernicus 50 Ptolemy Philoponus 0 -1000 -500 BC 0 AD 500 Metafysiikan periaatteet Bohr Poincaré Helmholtz Hamilton Dalton Leibniz Buridan 1000 1500 2000

Antiikin luonnonfilosofia /empiirinen tiede Antiikin metafysiikka: Empiirinen tiede: ”Ihmisellä on luonnostaan halu tietää. Viisaus merkitsee ymmärrystä ensisijaisista syistä ja periaatteista. ” Teoriat perustuvat ensisijaisesti havaintojen kuvaukseen. ”Tarkimpia ovat tieteet, jotka voidaan johtaa primäärisistä luonnonlaeista mahdollisimman vähin lisäpostulaatein. ” Aristoteles: Entelecheia: Tapahtumia ohjaa potentiaalisuuden aktualisoituminen. Leibniz: Maailman koko energia säilyy sekä paikallisesti että globaalisti, siten että aina on yhtä paljon energiaa syyssä ja toteutumassa. Tulokset pyritään ilmaisemaan matemaattisessa muodossa ilmiöiden havaittuja säännönmukaisuuksia esittävinä lakeina, joiden avulla voidaan tehdä ilmiötä koskevia kvantitatiivisia ennusteita. https: //fi. wikipedia. org/wiki/Fysiikan_lait Fysiikan lait tai luonnonlait ovat luonnossa vallitsevasta säännönmukaisuudesta käytetty nimitys. Tieteelliset lait ovat tieteen vallitsevia hypoteeseja siitä, mitä luonnonlait ovat. Ne tieteelliset lait, jotka ovat tosia, ovat luonnonlakeja.

Tu. Hesa 28. 1. 2020 Vaihtoehdot fysikaalisen todellisuuden kuvaamisessa Havaitsijakeskeinen kuvaus Systeemikeskeinen kuvaus Lähtöolettamuksia - Suhteellisuusperiaate; jokainen havaitsija on samassa asemassa kokonaisuuteen nähden. - 3 D avaruus on sulkeutunut 4 D pallon pinnaksi. - Ekvivalenssiperiaate; gravitaatiokiihtyvyys (”voima”) ja liiketilan muutosta kuvaava kiihtyvyys (”hitausvoima”) ovat erottamattomat. - Valon nopeus ja massaobjektien lepomassa ovat vakiota. - Voima on ensisijainen fysikaalinen suure, energia on johdettu suure (integroitu voima) - Nollaenergiaperiaate (”entelekheia”, potentiaalisuuden aktualisoituminen: jos jotakin saadaan se on jostakin pois). - Aika ja etäisyys ovat kaikelle yhteisiä koordinaatistosuureita. - Energia on ensisijainen fysikaalinen suure, voima on johdettu suure (energian gradientti)

Suhteellisuusperiaate ja ekvivalenssiperiaate Galilein laiva: Havaittavat ilmiöt ovat riippumattomia tarkasteltavan systeemin tasaisesta liikkeestä. Einsteinin hissi: Emme voi erottaa vaikuttaako meihin gravitaatiovoima vai (inertiaali)kiihtyvyysvoima. Suhteellisuusperiaate Ekvivalenssiperiaate

Havaitsijakeskeinen todellisuus Kun planeettojen liikkeet eivät seuranneet säännöllisiä ympyräratoja havaitsijaan nähden … Eudoxus, episyklimallin isä, piti episyklejä geometrisena työkaluna planeettojen liikeen havainnollistamiseksi. Kun suureen nopeuteen liittyville ilmiöille ei löydetty selitystä Newtonilaisessa lineaarisessa avaruudessa … … ajan ja pituuksien pääteltiin vääristyvän … Ajan ja etäisyyden vääristyminen ovat luonnon todellisia ominaisuuksia, joilla selittyy havaintojen suhteellisuus. v Metaphysics -teoksessaan Aristoteles kuvaa Eudoxeen episyklejä planeettojen liikkeen todellisena mekanismina. “Pituuskontraktio on “oikeasti” olemassa, huomioiden että se ei olemassa mukana seuraavalle havaitsijalle; vaikka se “oikeasti” on olemassa siten, että eimukana seuraava havaitsija voi sen periaatteessa demonstroida fysikaalisin A. Einstein, Physikalische Zeitschrift 12: 509– 510 (1911 keinoin.

Havaitsijakeskeisestä systeemikeskeiseen todellisuuteen Havaitsijan ja maan valinta keskipisteeksi hämärsi kokonaiskuvan planeettakunnasta. Kopernikuksen aurinkokeskeinen kuvaus avasi planeettakunnan rakenteen, ja mahdollisti planeettojen ratkaisun voimavuorovaikutuksista … … mikä johti Newtonin Principian syntyyn ja matemaattisen fysiikan kehittymisen käynnistymiseen. Kolmiulotteisen avaruuden kuvaaminen suljettuna neliulotteisen pallon pintana mahdollistaa KOKO AVARUUDEN dynamiikan ratkaisun … ja suhteuttaa paikallisen liikkeen ja gravitaation koko avaruuden liikkeeseen ja gravitaatioon … ja näyttää suhteellisuuden suorana seurauksena avaruuden kokonaisenergian säilymisestä. Jupiter Mars Mercury Moon Unification in Physics and Philosophy, Helsinki, May 11, 2019 Sun m Venus Saturn Earth 8

Liikkeen ja gravitaation nollaenergiatasapaino supistuminen laajeneminen Liikkeen energia aika Gravitaation energia

Richard Feynman (1918– 1988) pyrki luennoillaan tekemään fysiikkaa ymmärrettäväksi, mutta myönsi toisaalta, että esim. ”kvanttimekaniikkaa ei voi ymmärtää”. Luennoissaan gravitaatiosta 1960 -luvun alkupuolella Richard Feynman pohti avaruutta kokonaisuutena: “. . . Olisi kiehtovaa ajatella, että universumi on rakenteeltaan pallopinta. Kulkiessamme mihin tahansa suuntaan sellaisella pinnalla, emme koskaan kohtaa reunaa tai päätepistettä vaikka pinta on äärellinen. Voi olla, että kolmiulotteinen avaruutemme on tuollainen pallopintana sulkeutuva tila, neliulotteisen pallon 3 -ulotteinen pinta. Havaitsemamme galaksien sijainti ja jakautuma vastaisi tällöin pyöreän pallon pintaan piirrettyjen pisteiden jakautumaa. ” ja edelleen. . . “Kun vertaamme koko avaruuden gravitaatioenergiaa (GM 2/RH) avaruuden kaiken massan lepoenergiaan, Mc 2, havaitsemme yllättäen, että GM 2/RH = Mc 2, mikä merkitsee, että avaruuden kokonaisenergia on nolla. . Tämä on yksi suurista salaisuuksista — ja siksi yksi fysiikan suurista kysymyksistä. Siispä, mikä hyötyä olisi tutkia fysiikkaa, elleivät salaisuudet olisi kaikkein tärkeimpiä tutkimuksen kohteita”.

FLRW-kosmologia Dynaaminen Universumi t R 4 ”Universumi sikisi tyhjästä” - Avaruus on saanut aineen ja energian alkuräjähdyksessä (kvanttipotentiaalista? ). - Avaruus on saanut massan lepoenergian liikkeen energiana gravitaatioenergiasta supistumisvaiheessa. - Avaruuden laajaneminen kiihtyy galaksien välisessä ”tyhjässä avaruudessa” olevan pimeän energian kiihdyttämänä. Paikallisjärjestelmät (galaksit, planeettakunnat) eivät laajene avaruuden laajetessa. - Avaruuden laajeneminen hidastuu laajenemisen tehdessä työtä gravitaatiota vastaan. Paikallisjärjestelmät laajenevat suoraan verrannollisesti avaruuden laajenemiseen. - Valon nopeus ja atomikellojen käyntinopeus eivät muutu avaruuden laajetessa. - Valon nopeus määräytyy avaruuden 4 D nopeudesta, joka pienenee avaruuden laajetessa. Atomikellojen käyntinopeus määräytyy kellon energiatilasta.

The Finnish Society for Natural Philosophy: Models in physics and cosmology, Helsinki 27 -28. 9. 2010 Paikallisen liikkeen ja gravitaation vaikutus lepoenergiaan Paikallisen liikkeen ja gravitaation vaikutus massaobjektin lepoenergiaan T. Suntola

Sisäkkäisten energiakehysten systeemi homogeeninen avaruus gravitaatiokehykseen M 1 nähden homogeeninen avaruus gravitaatiokehykseen M 2 nähden M 2 M 1 R 1 M 3 homogeeninen avaruus gravitaatiokehykseen M 3 nähden

4 D painautuma massakeskusten ympärillä Maa Venus Sun Merkurius

Sisäkkäisten energiakehysten järjestelmä Hypoteettinen homogeeninen avaruus

Scientific Models and a Comprehensive Picture of Reality, The Finnish Society for Natural Philosophy, Helsinki, May 20 -21, 2016 16 Unifying the relativity The local velocity of light is locked to the local 4 -radius of space In the vicinity of the Earth the velocity of light is locked to the ECI-frame The “Sagnac-effect” (Earth Centered Inertial adds the effect of the motion of the frame) receiver in the ECI- not to the observer frame 1938 (Ives, Stilwell), ionisuihku (H 2+, H 3+) ”canalray” Michelson. Morley experiment (1887) Michelson -Gale experimen t (1925) 1960 s Mössbauer kokeet ”Lepokello” laboratoriossa tests 1970 s >> Global Positioning System (GPS) 1976 Gravity Probe A Hydrogen maser to 10 000 km. Maser transmitter 1971 (Hafele-Keating) Caesium-clocks in airplanes. f" f Maser e transmitter f' receiver ”Rest clock” in the ECI frame Unification in Physics and Philosophy, Helsinki, May 11, 2019 16

Miksi liike ja gravitaatio vaikuttavat atomikellon käyntitaajuuteen HAVAINTOJEN KUVAUKSESTA LÄHTIEN Suhteellisuusperiaate ja ekvivalenssiperiaate postuloidaan, ja valon nopeus ja massaobjektien lepomassa oletetaan vakioiksi. Atomikellojen käynti eri liike- gravitaatiotilassa selitetään ajan kulun erilaisuudella ENERGIATASAPAINOSTA LÄHTIEN Kvanttimekaniikka: Liike ja paikallinen gravitaatio avaruudessa pienentävät objektin lepoenergiaa

Sekunti: Cesium-133: n 9. 192. 631. 770 värähdy GR: Avaruudessa olevan kellon taajuus havaitaan kasvaneena fotonin saaman lisäenergian vuoksi.

FLRW-kosmologia Dynaaminen Universumi t - Avaruus on saanut aineen ja energian alkuräjähdyksessä (kvanttipotentiaalista? ). - Avaruuden laajaneminen kiihtyy galaksien välisessä ”tyhjässä avaruudessa” olevan pimeän energian kiihdyttämänä. Paikallisjärjestelmät (galaksit, planeettakunnat) eivät laajene avaruuden laajetessa. - Valon nopeus ja atomikellojen käyntinopeus eivät muutu avaruuden laajetessa. R 4 ”Universumi sikisi tyhjästä” - Avaruus on saanut massan lepoenergian liikkeen energiana gravitaatioenergiasta supistumisvaiheessa. - Avaruuden laajeneminen hidastuu laajenemisen tehdessä työtä gravitaatiota vastaan. Paikallisjärjestelmät laajenevat suoraan verrannollisesti avaruuden laajenemiseen. - Valon nopeus pienenee avaruuden laajetessa, atomi-kellojen käyntinopeus määräytyy kellon energiatilasta.

Angular size of galaxies and quasars, observations / predictions Collection of data: K. Nilsson et al. , Astrophys. J. , 413, 453 (1993) Ωm= 1 Ω L= 0 Ω m= 0. 3 Ω L= 0. 7 (d) 0. 00 0. 1 1 10 100 Open circles: galaxies, filled circles: quasars 1 1 z Dynamic Universe log (LAS) Standard model GNz 11 Galaksien synty (d) 0. 00 0. 0 1 1 0. 1 1 10 100 z

Luonnonfilosofian seura 6. 3. 2018 / Aurinkokunnan ilmiöt ja niiden selitykset 21 Korallifossiileista laskettu päivien lukumäärä vuodessa 500 460 Päivän lyhenemä/vuoden lyhenemä 2. 5− 0. 6 =1. 9 ms/d/100 y (DU) Kuun vaikutus 2. 3 ms/d/100 y Auringon vaikutus 0. 2 ms/d/100 y 420 380 1000 800 DU) 600 400 200 Atomikello & DU korjaus 1. 5+0. 3 = 1. 8 ms/d/100 y Atomikellon näyttämä (NASA) 1. 5 ms/d/100 y Havainnot: ä ( m e n e h y n l Vuode 2. 5 ms/d/100 y 340 0 300 J. W. Wells, Coral growth and geochronometry, Nature 197, (1963) 948 J. W. Wells in Paleogeophysics, Edited by S. K. Runcorn, Academic Press, London (1970) D. L. Eicher, Geologic Time, 2 nd edition, Prentice/Hall International Inc. , London (1976) 117 J. P. Vanyo and S. M. Awramik, Precambrian Research 29, (1985) 121 National Institute of Standards and Technology, http: //www. nist. gov/ and http: //lamar. colostate. edu/~hillger/meter. htm

Sedimenttinäytteistä mitattu kuukausien lukumäärä vuodessa

Luonnonfilosofian seura 6. 3. 2018 / Aurinkokunnan ilmiöt ja niiden selitykset 23 llä e etk NEWS | FEBRUARY 6, 2017 NASA's Curiosity Rover Sharpens Paradox of Ancient Mars had far too little carbon dioxide about 3. 5 billion years ago to provide enough greenhouseeffect warming to thaw water ice. ata yh k ny R . il m 5 250 Mkm Ra 3 ta a di r ja ta t o vu te t i s n 150 -200 Mkm

Mathematics, Physics and Philosophy In the Interpretations of Relativity Theory, Budapest 4 -6 September 2009 Magnitude versus redshift: K-corrected supernova observations Dynamic Universe m Standard model (FLRW) Wm = 0. 3, WL=0. 7 Standard model (FLRW) Wm = 1, WL=0 z Data: A. G. Riess, et al. , Astrophys. J. , 607, 665 (2004) 24

Mathematics, Physics and Philosophy In the Interpretations of Relativity Theory, Budapest 4 -6 September 2009 Magnitude versus redshift: K-corrected supernova observations Dynamic Universe m z Data: A. G. Riess, et al. , Astrophys. J. , 607, 665 (2004) 25

Development of elliptic orbit in GR and DU Dynamic Universe GR, Berry, Weber, … r/rc = 20 e = 0. 5 Unification in Physics and Philosophy, Helsinki, May 11, 2019 Mercury ≈300 000 years r/rc = 20 e = 0. 5 Mercury 26

Kvanttimekaniikka Nykyisessä viitekehyksessä Dynaamisen Universumin viitekehyksessä Kvanttimekaniikka on todennäköisyyteen pohjautuva luonnon perusteoria, joka hylkää klassisen mekaniikan deterministisen maailmankuvan. Kvanttitila on massa-aallon resonanssiehdon täyttävä energiaminimi. Kvantittuminen merkitsee ilmiötä, jossa fysikaalinen suure, kuten energia tai spin, voi saada vain diskreettejä arvoja jatkuvan jakauman sijaan, tai se ilmenee vain tietyn suuruisina paketteina, kvantteina. Hertzin dipoli Maxwellin yhtälöstä: ”Säteilykvantti on yhden elektronisiirtymän yhteen säteilyjaksoon emittoima energia. ” ”Säteilyn emissio ilmenee taajuuteen verrannollisina energiapaketteina. ” Max Planck sai energiakvantin keksimisestä Nobelin fysiikanpalkinnon vuonna 1918. ”Kvanttimekaniikan tieteenfilosofinen ”Massa on aaltoluonteinen energian ilmentämisen substanssi. ” Massapartikkeli kuvataan maassa-aaltoresonaattorina.

Principal energy states of hydrogen atom Mass wave resonance condition: Quantum states are discrete energy states solved from Schrödinger equation. EZ, n [e. V] 0 Im 2 n=3 n=2 4 φ Re 6 8 10 12 n=1 13. 6 [e. V] 14 16 0 2 4 6 8 10 12 14 16 r/r 0 Quantum states are energy minima of resonant mass wave states. Unification in Physics and Philosophy, Helsinki, May 11, 2019 28

Kehitystyön aikajänteistä Vuosituhansia Vuosisatoja Vuosia Kuukausia Vuosikymmeniä Uudet tuotemallit Uudet tuotesukupolvet Valmistamiseen tarvittavat teknologiat Perustutkimus – teoriasta teknologiaan Teoriat ja niiden takana olevat luonnonlait Kulttuuriperintö ja elämän peruskysymykset

https: //www. physicsfoundations. org/dynamic-universe