Välkommen till Resurscentrums frågelåda!

 

Vill du ha ett snabbt svar - sök i databasen: Anpassad Google-sökning
(tips för sökningen).
Använd diskussionsforum om du vill diskutera något.
Senaste frågorna. Veckans fråga.

5 frågor/svar hittade

Universum-Solen-Planeterna [19225]

Fråga:
Vad består universum av?
/Veckans fråga

Ursprunglig fråga:
Hej! Ibland ses i medier uppgifter om antal partiklar per m^3 eller antal partiklar per cm^3 i rymden, dvs långt utanför jordatmosfären. Antalet varierar rätt mycket och jag undrar om det finns något tillförlitligt värde och vilket detta är. Finns även något beräknat/uppmätt värde på antal neutriner per m^3? Även fotoner borde kunna räknas på analogt sätt. Finns mätvärde?
/Thomas Å, Knivsta

Svar:
Densiteten av materia i universum varierar mycket från superhöga densiteter i svarta hål och neutronstjärnor till mycket låga värden utanför galaxhopar. Jag antar emellertid att du frågar om medeldensiteten.

Den klassiska kosmologin med bara normal (baryonisk) materia gav en densitet på 6 väteatomer/m3 om universum var plant (kritisk densitet). Eftersom endast 4.6% av den totala energin (massan) är baryoner (se fråga 18686 ), så sjunker baryondensiteten till c:a 1/4 väteatom/m3. Från förekomsten av lätta nuklider efter Big Bang kan man dra slutsatsen att en försumbar del av den mörka materien är baryoner. Denna måste alltså bestå av något okänt, t.ex. WIMPs ("tunga neutriner").

Nära tiden för Big Bang dominerade strålning över materia (till höger i nedanstående figur där 1/R [skalfaktorn R] är stort). Allteftersom universum expanderar (R blir större) avtar materietätheten som 1/R3. Strålningstätheten avtar emellertid som 1/R4 eftersom man även måste ta hänsyn till att strålningens energi avtar på grund av att våglängden ökar som R. Vid en punkt är alltså densiteten av strålningsenergi och materia lika. Nu (13.75 miljarder år efter Big Bang) är strålningsenergin nästan försumbar.

Antalet fotoner är 3.7*108/m3 *. Detta låter som mycket, men man skall komma ihåg att energin för temperaturstrålning vid 2.7 K är mycket liten (3kT=1.1*10-22 J).

I länk 1 diskuteras den kosmiska densitetsparametern W och hur denna är summan av materian (baryonisk och mörk), relativistiska partiklar (neutriner och fotoner) samt mörk energi.

Vad gäller densiteten av kosmiska neutriner så har man ännu inte detekterat dessa, men teoretiska beräkningar uppskattar att det finns 3.3*108/m3 **. Detta är som synes nästan exakt samma som ovanstående fotondensitet.

Se även länk 2 och Cosmic_neutrino_background . ____________________________________________________________
* http://www.maths.qmul.ac.uk/~jel/ASTM108lecture8.pdf.
** http://lappweb.in2p3.fr/neutrinos/anunivers.html



/Peter E

Nyckelord: kosmologi [21]; kosmisk bakgrundsstrålning [14]; materia [5]; mörk materia [16]; mörk energi [5]; WIMPs [3];

1 http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/astro/denpar.html
2 http://map.gsfc.nasa.gov/universe/uni_matter.html

*

Blandat [16426]

Fråga:
Hej! Massa är klart definierat, men vad är materia? Finns någon definition som mera precis än definition av tid, som ju undandrar sig närmare definition. Finns litteratur(på svenska)?
/Thomas Å, Arlandagymnasiet, Märsta

Svar:
Enligt Nationalencyklopedin är materia det som alla föremål består av. Den långa artikeln materia av Tor Ragnar Gerholm (min ungdoms hjälte som populärvetenskaplig författare) är utmärkt - jag kan knappast uttrycka det bättre. Se även svaret från KS fråga 11568 och en bra Wikipedia-artikel Matter som behandlar många olika aspekter på begreppet (motsvarande svenska artikel är patetisk).

Enligt Nationalencyklopedin är antimateria materia som består av antipartiklar i form av antiatomer till skillnad från vanlig materia som består av atomer. Fysikaliska processer och fenomen är desamma i antimateria som i materia. Men materia och antimateria måste hållas helt åtskiljda för att inte förinta varandra. Antimateria finns därför inte naturligt i någon mängd i vårt solsystem, vår galax eller vår galaxhop. I stora smällen-modellen för universums uppkomst (big bang) antas materia och antimateria från början skapas i lika mängd; senare processer leder till materians dominans. I laboratorier har små mängder antimateria kunnat framställas.

Massa definieras i fråga 16048 . Massa är enligt den speciella relativitetsteorin ekvivalent med energi.

Energi är mer svårdefinierat, men det medför förändring, rörelse, eller någon form av uträttat arbete. Energi kan vara lagrad (potentiell energi eller lägesenergi) eller något som överförs.

Arbete definieras i fråga 13327 .
/Peter E

Nyckelord: materia [5]; antimateria [16];

*

Blandat [14236]

Fråga:
Materia är ju alla material, men vad är icke materia??
/Linn m, bergsåker, sundsvall

Svar:
Icke-materia är allt som inte är materia. Problemet är att begreppet materia inte är helt väldefinierat. I den newtonska mekaiken karakteriseras materia av tyngd, materiella föremål attraherar varandra, och av tröghet, materiella föremål gör motstånd mot rörelseförändringar (accelerationer).

Inom kosmologi n skiljer man på materia, mörk materia och mörk energi.

Läs artiklarna om materia och vakuum i Nationalencyklopedin .
/Peter E

Nyckelord: materia [5];

*

Blandat [13134]

Fråga:
Vad menas med materia resp massa? I en grundbok sades att 'materia tar plats', något som ju kan sägas även om tomrummet. Är massa en egenskap hos materien? Kan man ha materielös massa resp masslös materia? (Skulle materielös massa vara nå't i stil med en foton enligt formeluttrycket hf/(c^2) = m ?) Om nu masslös materia och materielös massa inte är tänkbara måste båda begreppen då användas?
/thomas å, märstagymnasiet, märsta

Svar:
Nej, tomrummet tar inte plats. Ta plats betyder att inte tillåta något annat på ett ställe.

Materia är ett mer generellt och vagt begrepp, se artikeln i Nationalencyklopedin . Massa är mycket väldefinierat: den egenskap hos materien som påverkas av gravitationskraften (tung massa) och som motsätter sig rörelseändringar (trög massa). Vad gäller fotoner se fråga 13033.
/Peter E

Se även fråga 13033

Nyckelord: materia [5];

*

Materiens innersta-Atomer-Kärnor [11568]

Fråga:
Hej! Vad är materia egentligen? Man talar om kondenserad energi, men räcker det? Hur förklaras fenomen som massa och laddning egentligen? Det här är ju frågor som egentligen är svåra och besvara om man verkligen tänker efter. Man kan inte tvivla på att materia finns, -men vad är det?
/Sven J, Per Brahe Gymnasiet, Jönköping

Svar:
Detta är naturligtvis en fundamental och svår fråga som inte enbart har med fysik att göra. Tor Ragnar Gerholm har skrivit en bra artikel i Nationalencyklopedin på uppslagsordet materia . Vi skulle vilja lägga till en del synpunkter.

I vakuum uppträder alltid partiklarna i par (partikel-antipartikel), som ideligen uppstår och förintas. Dessa kallas virtuella partiklar, och har stor betydelse för en rad reella fenomen. Till exempel att ljushastigheten är konstant i vakuum. I materia är partiklarna oparade och kan därför inte förintas. Varför det finns materia är ett av de största olösta problemen inom fysiken. I ett universum med enkla, symmetriska naturlagar borde det helt enkelt inte finnas någon materia. Sök på virtuell i denna databas!

Energin i universum idag är inte dominerad av materia. Mörk energi (som inte är materia) utgör 73 %. Denna deltar inte i universums expansion. I stället inverkar den med en sorts "antigravitation" som accelererar den expanderande materien. "Vanlig" materia utgör bara 4 %, medan mörk materia är 23 % av universum. Vi vet inte vad det senare är för något. Detta enligt data från MAP-satelliten, som publicerades i början av år 2003.

De flesta teoretiska fysiker tror att materiepartiklar får sin massa av Higgsfältet. Sökandet efter Higgspartikeln har högsta prioritet när LHC (Large Hadron Collider) kommer igång år 2007.



/KS

Se även fråga 10039 och fråga 9897

Nyckelord: mörk materia [16]; mörk energi [5]; materia [5];

*

Ämnesområde
Sök efter
Grundskolan eller gymnasiet?
Nyckelord: (Enda villkor)
Definition: (Enda villkor)
 
 

Om du inte hittar svaret i databasen eller i

Sök i svenska Wikipedia:

- fråga gärna här.

 

 

Frågelådan innehåller 7203 frågor med svar.
Senaste ändringen i databasen gjordes 2017-11-19 11:33:22.


sök | söktips | Veckans fråga | alla 'Veckans fråga' | ämnen | dokumentation | ställ en fråga
till diskussionsfora

 

Creative Commons License

Denna sida från NRCF är licensierad under Creative Commons:
Erkännande-Ickekommersiell-Inga bearbetningar
.