Svar:
Låt oss reda ut begreppen. Krökningen kan inte vara olika åt olika håll utan den kan vara positiv eller negativ. Om krökningen är positiv så närmar sig parallella linjer varandra medan i det fallet att krökningen är negativ så avlägsnar sig parallella linjer från varandra. Jämför med kurvor på en sfär och på en sadelyta. Om hela universum roterar så skulle det märkas dels som en tröghetskraft centrifugalkraft och dels skulle rotationen "dra med sig rummet" något. Jag kan inte se att man skulle kunna få en attraktiv kraft på detta sätt.

Svar:
Låt oss börja med vad vakuum är enligt Wikipedia (Vakuum ):

Vakuum är ett fysikaliskt uttryck för ett utrymme som inte innehåller någon materia alls. Perfekt vakuum är omöjligt att framställa men vakuum i vardaglig mening, ett kraftigt sänkt lufttryck, när trycket är mindre än en tusendel av lufttrycket, är användbart i många sammanhang, exempelvis i barometrar och katodstrålerör i TV-apparater. Ibland menar man även ett måttligt undertryck när man säger vakuum, till exempel talar man om vakuumslangar på bilmotorer och på engelska kallas dammsugare vacuum cleaner trots att varken bilmotorer eller dammsugare ens är i närheten av att åstadkomma vakuum i fysikalisk mening.

När man tittar närmare så visar det sig att vakuum är mycket mer komplicerat. Man kan enklast beskriva vad du frågar om med Heisenbergs obestämdhetsrelation, som säger att obestämdheten i tid gånger obestämdheten i energi är lika men Plancks konstant dividerad med 4 pi. Det kan formuleras som att bara vi gör det snabbt kan man låna upp energi för att hitta på nästan vad som helst.

Vakuum är inte bara tomrum utan innehåller virtuella (ej direkt observerbara) partiklar/antipartiklar, till exempel virtuella elektron-positron par. Detta kallas vakuumfluktuationer. Dessa påverkar, genom en process som kallas vakuumpolarisation, hur elektriskt laddade partiklar uppför sig, se fråga 18673 .

En neutron sönderfaller med betasönderfall till en proton. I det sönderfallet frigörs 0.8 energienheter, men för att genomföra processen behövs 80000 energienheter. Det är svårt, men det går att fixa. Allt måste betalas tillbaka.

Alltså, ju kortare tidsskala vi betraktar vakuum med, desto våldsammare fluktuerar det. Läs gärna Ett utsökt universum av Brian Greene. Där diskuteras detta utförligt och där finns bra bilder. Se också Vacuum#Quantum_mechanics .

Nej, vakuum är vakuum även med kvantfluktuationer (se signifikansen av dessa i fråga 11987 ). Vakuum har alltså t.ex. ingen temperatur eftersom temperatur är rörelse hos reella partiklar.
/KS/lpe

Se även fråga 11987

Nyckelord: vakuum [9]; Heisenbergs obestämdhetsrelation [12];

Svar:
Fotonen spelar flera roller. Som verklig partikel finns den med i ljusstrålen. I själva verket är ljusstrålen en ström av fotoner. Sedan kan den också vara kraftförmedlare och då är dess existens inte lika påtaglig, man säger då att den är virtuell. Betrakta en laddad partiklel t ex en elektron i vakuum. Den sänder hela tiden ut fotoner. Dessa kan inte existera någon längre tid eftersom de "har lånat" energi. Denna energi måste lämnas tillbaks inom den tid som anges av obestämbarhetsrelationen. (t·E mindre än Plancks konstant) Fotonen måste alltså uppslukas av elektronen som sände ut den. Dessa fotoner kallas virtuella. Det finns hela tiden ett moln av virtuella fotoner runt laddade partiklar. Antag att vi har två elektroner nära varandra. Då kan fotonerna sändas ut av den ena och absorberas av den andra. På detta sätt förändras energin hos paret av elektroner, vi har en kraft mellan dem.

Läs: Det är kanske inte så lätt att ta till sig dessa ideer efter en så kort beskrivning men du kan läsa mer om detta i följande böcker: H-U Bengtsson: "Nalle Puh och atomens existens" L Bergström och E Johansson: "Partiklarnas värld" Gary Zukav: "De dansande WuLi-mästarna"

Svar:
Masslösa partiklar som fotonen rör sig precis som du säger alltid med ljusets fart. Partiklar som har massa rör sig alltid med en fart som är lägre än ljusfarten. Vilken fart de har beror på deras energi.

Svar:
 Nej! Gravitonen är oladdad och påverkas därför inte av ett magnetfält.

Svar:
Låt oss räkna de "riktigt" grundläggande partiklarna. Då tar vi inte med till exempel protonen, som består av tre kvarkar, och inte heller mesoner, som består av ett kvark-antikvarkpar.

Det finns 6 stycken kvarkar:
u (upp), d (ner), s (sär), c (charm), t (topp) och b (botten).

Det finns sex stycken leptoner:
elektronen och elektronneutrinon, myonen och dess neutrino samt tauonen och dess neutrino.

Dessa partiklar bygger upp all materia, både den som finns normalt och den som skapas i fysikens laboratorier.

Fundera Av vilka tre partiklar är all "normal" materia här på jorden uppbyggd?

Beräkna Kan Du räkna ut hur många kvarkar det finns i Din kropp?

Sedan finns det partiklar som är så kallade kraftförmedlare. De är:
Fotonen (elektromagnetisk kraft), W⁺, W^- och Z⁰ (den svaga kraften) samt gluonen (den starka kraften).

Alla partiklarna som vi hittills räknat upp är påvisade experimentellt. Dessutom finns det två andra partiklar som många teorier förutsäger, nämligen Higgs-partikeln och gravitonen.

Precis som Du säger finns det också antipartiklar till alla partiklar.

/GO

Svar:
De fyra fundamentala naturkrafterna eller bara växelverkan är de fysikaliska fenomen där partiklar påverkar varandra med krafter. Enligt nuvarande teorier kan all interaktion förklaras utifrån dessa fyra krafter.

Av de fyra fundamentala kraftverkningarna är gravitationen svagast och den starka växelverkan (kärnkrafterna) starkast. Här är ordningen (vid måttliga energier), kraftförmedlaren samt vilomassa och spinn för kraftförmedlaren:

1. stark växelverkan (håller ihop kvarkarna i nukleoner och orsakar bindningen i atomkärnor), gluon, 0, 1
2. elektromagnetisk växelverkan (håller ihop atomen), foton, 0, 1
3. svag växelverkan (betasönderfall), W⁺ , W^- och Z⁰ bosoner, 80-90 GeV/c², 1
4. gravitation (håller ihop planeter, solsystem, galaxer och galaxhopar), graviton, 0, 2

De approximativa relativa styrkorna framgår av nedanstående figur från Fundamental_växelverkan .

Se vidare fråga 957 , Fundamental_interaction och länk 1 om kraftförmedlarna.

Nyckelord: kraftverkningar [9];

1 http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/particles/expar.html

Svar:
Gravitationen förmedlas i princip med ljushastigheten. Om till exempel två neutronstjärnor snurrar in i varandra och bildar ett svart hål, bör vi ungefär samtidigt nås av gammastrålning och gravitationsstrålning. Förhoppningsvis dröjer det inte så länge tills vi kan observera detta. När man resonerar om stora avstånd, talar man också om avlägsna tider. Det mest avlägsna vi kan se är 3 K strålninen (bakgrundsstrålningen). Då var universum 300000 år gammalt, och då fanns helt enkelt inte några kvasarer. 
/KS

Svar:
Varken fotoner eller gravitoner kan ta sig ur ett svart hål. Däremot påverkar ju det svarta hålet rummet omkring genom gravitationen. Rumstiden blir krökt. Man kan säga att det krökta rummet kommunicerar genom energikvanta som kallas gravitoner. Dessa kommer inte från det svarta hålet. Dessa resonemang är helt teoretiska. Någon graviton har inte påvisats.

En annan aspekt på problemet är att krafter som gravitation eller elektromagnetisk växelverkan förmedlas av virtuella kraftförmedlingspartiklar. Dessa hindras inte av händelsehorisonten för ett svart hål. Det är emellertid svårt att förstå bland annat eftersom vi ännu inte har en bra teori för kvantgravitation. Se vidare länk 1.
/KS/lpe

Nyckelord: svart hål [51]; gravitationsvågor [19];

1 http://www.faqs.org/faqs/astronomy/faq/part4/section-11.html

//Robert
/Robert Ö, Parkskolan, Örnsköldsvik

Svar:
Du undrar väl hur snabbt en förändring av gravitationen fortplantas. Det sker med ljushastigheten. Gravitationsstrålning är en sådan förändring. Den är ännu inte påvisad, men det ska förhoppningsvis inte dröja så länge. LIGO-projektet är snart igång.
/KS

1 http://www.contilab.com/ligo.htm

Hur fungerar higgspartiklarna? Är dom gravitations-partikeln?
/Peter G, Drakbergsskolan, Västra Frölunda

Svar:
Det där med att söka är lite knepigt. Sök på Higgs så hittar du 5 träffar, varav ett par ganska färska. Vi har gått igenom de gamla svaren, och informationen där är korrekt och fortfarande aktuell. Higgspartikeln har ännu inte hittats, trots rykten om en svag signal från CERN hösten 2000.

Gravitationspartikeln (gravitonen) är en helt annan sorts partikel (förmedlarpartikel). Du kan söka på graviton också.
/KS

Svar:
Om man vill kalla fotonen partikel eller energipaket är ganska likgiltigt. En strid om ord. Det finns knappast någon definition av "partikel". Viktigare är att karakterisera tillståndet med parametrar som vilomassa, energi, rörelsemängd, elektrisk laddning, spin, baryontal, leptontal, och så vidare.

För eventuella virtuella gravitoner gäller också att de har begränsad räckvidd. Reella fotoner och gravitoner har oändlig räckvidd eftersom de är masslösa. Observera att gravitonen inte har påvisats experimentellt.
/KS

Svar:
Gravitationen fortplantar sig med ljusets hastighet. Ljuset tar 8 minuter från solen till jorden. Till pluto tar det 5 timmar. Lyckligtvis går ditt experiment inte att genomföra.
/KS

Svar:
Gravitoner är inte påvisade experimentellt. De saknar vilomassa och elektrisk laddning och bör ha spinn 2. Planeterna blir blir fördröjda med de tider du ger. Vi antar då att vi betraktar dom uppifrån, på stort avstånd.
/KS

Se även fråga 7895

Svar:
Varken i klassisk mekanik eller i allmän relarivitetsteori finns gravitoner. Det är först när man formulerar gravitationen med kvantmekanik, som gravitoner behövs. I dag finns bara ofullständiga fragment av sådana teorier (supersträngteorier, M-teori). Det finns alltså inte någon användbar teori för gravitoner. Om det kommer att utvecklas en sådan teori ur dagens fragment, kan man i alla fall ange några egenskaper hos gravitonen. Den är en masslös boson med spin 2. Det innebär att den färdas med ljushastigheten och att den har obegränsad räckvidd.

Både i klassisk mekanik och i allmän relativitetsteori böjs ljuset av gravitationen, dubbelt så mycket i det senare fallet. I klassisk mekanik genom kraftverkan på avstånd, i allmän relativitetsteori genom deformation av rumstiden. Blanda bara inte in gravitoner i sammanhanget. Speciell relativitetsteori uttalar sig inte om saken. Den innehåller inget om gravitation.
/KS

Se även fråga 8357 och fråga 9467

Svar:
Gravitationen har oändlig räckvidd. Därav följer att gravitationens förmedlarpartikel (gravitonen) saknar vilomassa. Av detta följer i sin tur att gravitationen fortplantas med ljushastigheten.
/KS

Svar:
Man bör vara försiktig med alltför konkreta resonemang om gravitoner. Det finns nämligen ingen användbar gravitationsteori där gravitoner ingår. Gravitonen har inte påvisats experimentellt. För en mera ingående utredning, kolla svaren nedan!
/KS

Se även fråga 9523 och fråga 8062

Svar:
I den allmänna relativitetsteorin beskrivs gravitationen som en krökning av rummet, men det kan inte vara den slutliga teorin. Den strider nämligen mot kvantmekaniken. Man arbetar intensivt med en kvantmekanisk gravitationsteori, och där behövs gravitonen. Där behöver man antagligen 10 rumsdimensioner (M-teori).
/KS

Se även fråga 9467 och fråga 9523

Svar:
Att räkna upp alla idag kända partiklarna och deras egenskaper låter sig inte göras här. Det är också alldeles onödigt, för det finns redan på nätet. Informationen där uppdateras ständigt av Particle Data Group , så den är alltid aktuell. Vi kan i alla fall ge vilka olika typer av partiklar man räknar med.

A: Förmedlarpariklar:

Gravitonen förmedlar gravitation (ej påvisad).

Fotonen, W⁺, W^-, Z⁰ förmedlar elektromagnetisk och svag växelverkan.

8 st gluoner förmedlar stark växelverkan.

B: Elementarpartiklar:

Leptoner, 6 st och deras antipartiklar (exempel: elektronen).

Kvarkar, 6 st och deras antipartiklar.

C: Två olika sorts hadroner kan bildas av kvarkar:

Mesoner som består av en kvark och en antikvark. Man känner ungefär 100 sådana.

Baryoner som består av 3 kvarkar. Man känner ungefär 30 sådana och deras antipartiklar.

D: Hätill kan läggas Higgs-bosonen som har en alldeles speciell roll. Den gör att elementarpartiklar har massa. Den är ännu inte påvisad.
/KS

Se även fråga 11946

Svar:
Daniel! Bra frågor, men naturligtvis inte lätta att svara på. Jag skall försöka göra det så enkelt som möjligt!

1. De partiklar du nämner är förmedlare av (de som överför på avstånd) de grundläggande krafterna. Om vi kompletterar med W,Z så är krafterna och förmedlarna:
  gravitation - graviton (ej påvisad)
  svaga kraften (betasönderfall) - W^- och Z⁰
  elektromagnetiska kraften - foton
  starka kraften (färgkraften) - gluon
Dessa partiklar är inte bara olika i vilka krafter de förmedlar, utan även t.ex. mycket olika tunga. Fotonen har t.ex. vilomassan 0 medan W,Z väger lika mycket som en zirkonium-atom!

2. Du har rätt i att protonerna i kärnan är positivt laddade och repellerar varandra (vill inte vara i närheten av varandra). Det som gör att kärnan hålls ihop är den starka kraften (färgkraften kallas den, inte för att den har något med färg att göra utan för att det finns tre "laddningar) helt enkelt är starkare. De tre kvarkarna som bygger upp neutroner och protoner är "färg"laddade, och det är detta som dels håller ihop tre kvarkar till en neutron/proton, och dels håller ihop neutronerna och protonerna i en atomkärna. Färgkraften var ämnet för årets (2004) nobelpris i Fysik, se länk 1. Exakt hur färgkraften håller ihop atomkärnan har man ännu ingen riktigt bra beskrivning av - det är ett av de hetaste problemen i kärnfysik just nu.
/Peter E

Se även fråga 3456 och fråga 12080

Nyckelord: kärnkrafter [7]; kraftverkningar [9]; färgkraften [8];

1 http://nobelprize.org/physics/laureates/2004/public-sv.html

Svar:
Nej, elektromagnetisk växelverkan och gravitationen har obegränsad räckvidd. Det beror på att utbytespartiklarna (foton resp. graviton) har vilomassan 0. Utbytespartiklarna för svaga och starka växelverkan (W,Z resp. gluon) har vilomassa, vilket medför att räckvidden är begränsad.
/Peter E

Nyckelord: kraftverkningar [9];

Svar:
I ett program nyligen på TV sa man 10⁷⁰. Jag vet inte hur man får fram detta värde. Värdet är inte särskilt meningsfullt? Vad menas med universum? Skall man räkna atomer i svarta hål? Man skall säkert inte räkna neutrinerna, de är 10⁹ gånger så många som antalet atomer. De flesta atomerna är väteatomer. Inne i stjärnor är det mest protoner och elektroner. Det bästa är nog att uppskatta totala massan och inte försöka räkna atomer.

Om universums totala energi kan man bara spekulera. Det kan vara så att totala energin är noll! Massan vi ser skulle kunna komma från bindningsenergi - massan befinner sig i en potentialgrop och har alltså negativ potentiell energi. Se vidare fråga 18978 .

Tillägg 10/11 2017:

I Observable_universe#Mass_of_ordinary_matter uppskattas massan hos det observerbara universum till 10⁵³ kg. Detta är konsistent med värdet i länk 1 om man tar hänsyn till att man har olika definitioner på radien av det observerbara universum. Man får fram värdet genom att man antar att universums medeldensitet är lika med den kritiska densiteten 0.85×10⁻²⁶ kg/m³ (se fråga 20114 ).

I Observable_universe#Matter_content_–_number_of_atoms görs en grov uppskattning av antalet atomer i universum till 10⁸⁰. Detta uppskattning är betydligt mer trovärdig än värdet ovan.
/Peter E

Nyckelord: kosmologi [33];

1 http://curious.astro.cornell.edu/about-us/101-the-universe/cosmology-and-the-big-bang/general-questions/579-what-is-the-mass-of-the-universe-intermediate

Svar:
Thomas! Eftersom gravitonen är en helt hypotetisk partikel finns det inte så mycket mer att säga än vi redan sagt, se länken nedan. Se även Wikipedia-artikeln Graviton .
/Peter E

Avancerad sökning på 'graviton' i denna databas

Snälla, kan inte ni hjälpa mig att förstå vad TeVeS-teorin innebär?
/Marcus B, Östlyckeskolan, Alingsås

Svar:
Mordechai Milgroms Modified_Newtonian_dynamics och Jacob Bekensteins Tensor-vector-scalar_gravity (TeVeS) är helt marginaliserade (få tror på dem) och för mig fullständigt obegripliga teorier. Teorin är för att föklara observationer av rörelser av galaxer och inom galaxer utan att införa mörk materia. Jag föreslår du ägnar så lite tid som möjligt åt dem - "if it ain't broken, don't try to fix it"!

I Gravitation finns fler exempel på onödiga gravitationsteorier.
/Peter E

2 Vad är det som begränsar hur långt bort vi kan "se" eller observera astronomiska objekt med våra blotta ögon?

3 Hur vet man vilka ämnen (atomer och molekyler) som finns i rymden?

4 Vad är mörk materia och hur vet man att den finns?

5 Vilka är de tre informations-bärare i universum?
/Ida B, Göteborgs universitet, Göteborg

Svar:
Ida! Mycket omfattande frågor, men mycket är redan behandlat.

1 Se fråga 11987 .

2 Med blotta ögat är det naturligtvis hur starkt objektet lyser. Andromedagalaxen på 2.5 miljoner ljusår är det objekt som är längst bort och fortfarande lätt synlig för blotta ögat, se fråga 561 .

3 Se fråga 12637 .

4 Man vet inte vad mörk materia är. Det kan vara okända typer av partiklar, svarta hål, bruna dvärgar (misslyckade stjärnor) eller något annat. Se fråga 14586 . Första indikationen på mörk materia var rotationsrörelsen i galaxer, se fråga 15411 . Senare finns stöd även från rörelser i galaxhopar och från Big Bang. Mörk materia behövs även för att förstå galaxbildning.

5 Har jag aldrig hört uttryckas så. Menas vad vi kan eller skulle kunna observera för att lära oss något om universum? I så fall är det fotoner (radiovågor, mikrovågor, ljus, röntgenstrålning, gammastrålning), neutriner (från supernovor och på sikt kanske från Big Bang) och gravitoner. De två första är observerade, gravitonerna (gravitationsstrålning, 16814 ) letar man efter.
/Peter E

Nyckelord: kosmologi [33];

Svar:
En vilomasslös partikel som går med en hastighet understigande ljusets har ingen energi, så den kan rimligen inte existera!
/Peter E

Vilomasslösa partiklar syns vara fotonen, gravitonen och gluonen. De skall då röra sig med ljushastigheten, c. Fotonens energi/egenskaper bestäms av dess frekvens. Vilka egenskaper bestämmer ev energi/egenskaper hos de andra två förmedlarpartiklarna?
/Thomas Å, Knivsta

Svar:
Thomas! En länk till en länk! "Your honour I protest, this is hearsay!" Det finns emellertid en förstahandskälla: Gluon . Vilomassan för gluonen är 0 enligt standardmodellen.

Ja, om gluonerna är masslösa har de alltid hastigheten c. Normalt är kvarkarna och gluonerna (som håller ihop kvarkarna med vad som kallas den starka färgkraften, se nedanstående länkar) inneslutna i utåt färglösa system. Vid mycket hög energi (temperatur) kan man tänka sig att man får en soppa med fria kvarkar och gluoner. Det är detta som kallas kvark-gluon plasma, se Quark–gluon_plasma .

Van gäller vilomasslösa partiklar, se fråga 13912 . Det är alltså våglängden hos materievågorna som ger den totala energin.
/Peter E

Nyckelord: standardmodellen [24]; färgkraften [8]; gluoner [7];

Svar:
Julia! I fysik kan man aldrig besvara frågan varför. En Googling på

"Why is gravity proportional to mass?"

ger t.ex. svaret

According to theory, the reason mass is proportional to gravity is because everything with mass emits tiny particles called gravitons. These gravitons are responsible for gravitational attraction. The more mass, the more gravitons.

Vilket bara ger en ny varför-fråga!

Fysik är i grunden en experimentell vetenskap: genom försök och observationer tar man reda på vad som händer. Med hjälp av matematik (som till en stor del utvecklats som ett hjälpmedel för att beskriva fysikaliska samband) kan man ofta härleda samband mellan olika storheter (teori), vilken genom överensstämmelse med experimentella resultat ger stöd för teorin.

Åter till gravitationen. Vi föreställer oss två massor M och m på ett visst avstånd från varandra. Kraften är då enligt Newtons gravitationslag proportionell mot M*m. Om vi delar upp massan m i t.ex. 100 lika stora bitar blir kraften på varje bit m/100. Om vi adderar de 100 kraftvektorerna (avståndet mellan M och m är stort så att vektorerna är parallella och riktade mot M) så får vi att kraften blir proportionell mot M*m. Enda antagandet är att delmassorna av m inte ändrar gravitationskraften på M. Observera att det krävs ett antagande som till slut ändå kräver experimentell bekräftelse.

Se även länk 1 och 2.
/Peter E

Nyckelord: fysik, förståelse av [17]; gravitation [7];

1 https://physics.stackexchange.com/questions/32779/why-is-gravitational-force-proportional-to-the-masses
2 https://courses.lumenlearning.com/boundless-physics/chapter/newtons-law-of-universal-gravitation/

Skriv de ord du vill söka på i sökfältet ovan och klicka på sökknappen. Uteslut ord genom att sätta - (minus) före ordet. Ordgrupper definieras med hjälp av "...". Sökningar är oberoende av stora och små bokstäver.

Exempel:

helium "kalle anka"

Sök på 'helium' och ordgruppen 'kalle anka'

orgelpipa

Sök på 'orgelpipa'

orgel -gitarr

Sök på 'orgel' men inte 'gitarr'