Wat is energie?

[HansH]

Iemand met kennis van zaken zei vandaag tegen mij

"Energie is dat wat tot uiting komt door interacties."

Komt dus niet van mijzelf. Wat vinden jullie daarvan?

[Regor]

@HansH,

Men kan er knoop aan vastmaken als men "interacties" splits in "inter" en "acties".
"Inter" als zijnde "iets tussen twee identiteiten / objecten / situaties ...
"Acties" als zijnde de betekenis die gegeven werd eraan in de topic van " de acties van de natuur zijn steeds minimaal (was een hekele topic )

De algemene uitdrukking is blijkbaar van een beweging van 1 tot 2
S = Integraal (van 1 tot 2) van de Langgraniaan. dt

[wnvl1]

Ik vermoed dat de interacties waarnaar HansH verwijst weinig te maken hebben met de actie S als integraal van de Lagrangiaan uit het andere topic. "Energie is dat wat tot uiting komt door interacties." vind ik overigens veel te vaag als definitie.

[vijv]

Ok, Ik vat even de kern samen welke ideeën over energie er hier gepost zijn:

• Energie kan zich omzetten van de ene vorm naar een andere bv chemische naar arbeid
• Massa is een vorm van energie
• Er is een nulpuntsenergie, meer ruimte is meer energie
• Energie is een soort potentiaalverschil
• Energie is wat verandering kan veroorzaken
• Arbeid (joule) is energie
• Energie is inspanning van de natuur
• energie is de behouden grootheid bij tijdsverschuiving (noether), een soort boekhoudkundige grootheid
• ruimte en energie zijn misschien op fundamenteel niveau diep verweven met elkaar.

Ik denk dat ze allen wel voor een stuk aanraken wat energie is of op zijn minst deelaspecten belichten.

Zoals Regor terecht opmerkte ben ik op zoek naar het meer fundamentele begrip van energie, het overkoepelende als het ware.
De klassieke opvatting van energie als arbeid, chemische, potentiele, kinetische energie... is goed begrepen en gekend.

Zoals Wnvl1 aangaf geven duiden de fundamentele theorieën er meer en meer op dat er op zijn minst een connectie is tussen energie en ruimte.

Om even aan te tonen he ingewikkeld het concept energie kan zijn op fundamenteel vlak reageer is op HansH zijn opmerking over vacuumenergie en kromming.
Ik ga voor deze discussie een verschil maken tussen nulpunsenergie, die voortkomt uit de quantumfysica als gevolg dat een grondtoestand nog steeds energie bezit en vacuumenergie die als cosmologische constante verschijnt in de Einsteinvergelijking.
Metingen wijzen uit dat nulpuntenergie 120 maal groter is dan vacuumenergie. Als de metingen correct zijn spreken we hier dan over twee fenomenen en kromt nulpuntenegie de ruimte niet (lees nulpuntsenegie wordt niet mee opgenomen in hetzij de energietensor of de cosmologische constant) de vacuumenergie uiteraard wel want zo hebben we hem gedefinieerd.
Waarom de nulpuntsenergie de ruimte niet kromt kan theoretisch verklaard worden daar te kijken wat meetbaarheid is. We moeten dan kijken naar begrippen als duale ruimte en de duale ruimte van een duale ruimte en hun betekenis in het meetproces. Het komt er op neer dat nulpuntsenergie gauge achtig is (denk aan de discussie over heen en weer snelheid licht) en dus "onfysisch" is.

[wnvl1]

Metingen wijzen uit dat nulpuntenergie 120 maal groter is dan vacuumenergie. Als de metingen correct zijn spreken we hier dan over twee fenomenen en kromt nulpuntenegie de ruimte niet (lees nulpuntsenegie wordt niet mee opgenomen in hetzij de energietensor of de cosmologische constant) de vacuumenergie uiteraard wel want zo hebben we hem gedefinieerd.

Je bedoelt \(10^{120}\) vermoedelijk.

[vijv]

inderdaad, het is inderdaad 120 keer orde van grootte.

[HansH]

Waarom de nulpuntsenergie de ruimte niet kromt kan theoretisch verklaard worden daar te kijken wat meetbaarheid is. We moeten dan kijken naar begrippen als duale ruimte en de duale ruimte van een duale ruimte en hun betekenis in het meetproces. Het komt er op neer dat nulpuntsenergie gauge achtig is (denk aan de discussie over heen en weer snelheid licht) en dus "onfysisch" is.

Ik kan dit niet goed volgen. wat is duale ruimte en hoe hangt dat dan samen met nulpuntsnergie. een ordegrootte 120 meer dan de waarde waar de cosmoloische constante blijkbaar vanaf hangt is nogal wat. overigens: de cosmologische constante is uitdijing toch? we hebben het hier over kromming equivalent met kromming door massa en energie in relatie tot zwaartekracht.

[vijv]

Ik kan dit niet goed volgen. wat is duale ruimte en hoe hangt dat dan samen met nulpuntsnergie. een ordegrootte 120 meer dan de waarde waar de cosmoloische constante blijkbaar vanaf hangt is nogal wat. overigens: de cosmologische constante is uitdijing toch? we hebben het hier over kromming equivalent met kromming door massa en energie in relatie tot zwaartekracht.

Duale ruimte is een begrip uit de lineaire algebra (vectorruimte) en bepaalt hoe we metingen uitvoeren op vectoren. Dit is een hele cursus op zich.

Uidijing wordt bepaald door drie factoren, de massadichtheid , stralingsdichtheid en de vacuumenergie.
In het vroege universum was de uitdijing straling gdreven, daarna materie gedreven en momenteel veronderstellen we dat er een versnelde uitdijing is door de vacuum (of donkere) energie. Dit is ook weer een cursus op zich om dit helemaal te doorgronden.

Volgens mij draagt de uitdijing niet toe tot de kromming en kan een expanderend universum vlak zijn. kan iemand dit laatste beamen?

[wnvl1]

Dat klopt.

De ruimtelijke kromming van het universum wordt niet rechtstreeks bepaald door het feit dat het universum uitdijt, maar door de totale energiedichtheid (materie + straling + vacuümenergie) in verhouding tot de kritische dichtheid. In de standaard kosmologie volgt dat uit de Friedmann-vergelijkingen. Als de totale dichtheid precies gelijk is aan de kritische dichtheid, dan is de ruimtelijke geometrie vlak; ligt ze hoger of lager, dan krijg je respectievelijk positieve of negatieve kromming.

De uitdijing zelf wordt beschreven door de schaalfactor \(a(t)\), die aangeeft hoe afstanden in de tijd veranderen. Dat is een dynamisch gegeven. De kromming daarentegen is een geometrische eigenschap van de ruimte op een gegeven tijdstip. Die twee zijn dus conceptueel verschillend.

Concreet betekent dit dat een universum perfect vlak kan zijn en toch uitdijen, zelfs versneld. Dat zie je expliciet in de Friedmann-vergelijking:

\[
\left(\frac{\dot a}{a}\right)^2 = \frac{8\pi G}{3}\rho - \frac{k}{a^2} + \frac{\Lambda}{3}
\]

Hierin bepaalt \(k\) de ruimtelijke kromming (met \(k=0\) voor een vlak universum), terwijl \(\rho\) en \(\Lambda\) de dynamiek van de uitdijing sturen. Je kan dus perfect een oplossing hebben met \(k=0\) en toch \(\dot a \neq 0\), zelfs met een versnellende uitdijing als \(\Lambda\) domineert.

Een intuïtief beeld is een perfect vlak elastisch vlak dat je overal gelijkmatig uitrekt: het blijft vlak (geen kromming), maar alle afstanden nemen toe.

[Regor]

@wnvl1,

Ik ben volledig de rol aan het lossen ! Sorry !
Ofwel ben ik zo snel aan het vergeten dat het niet leuk meer is.

Is het dan niet zo dat het universum, gelijk welke kromming veronderstellende, uitdijnt aan de lichtsnelheid ?

[HansH]

@wnvl1,

Ik ben volledig de rol aan het lossen ! Sorry !
Ofwel ben ik zo snel aan het vergeten dat het niet leuk meer is.

Is het dan niet zo dat het universum, gelijk welke kromming veronderstellende, uitdijnt aan de lichtsnelheid ?

mijn punt was energie en het feit dat energie net als massa de ruimtetijd kromt en dus zwaartekracht geeft. en de mogelijke link die ik zag met snelheid van buitenste delen van melkwegstelsels groter dan verwacht mogelijk veroorzaakt door energie van het vacuum.

laatste berichten gaan over uitdijing van het universum, dus wat anders dan ik bedoel en dus nog steeds geen antwoord op mijn vraag.

[Regor]

@HansH,

Sorry, de wegen van de mens zijn ondoorgrondelijk.

[wnvl1]

De “expansiesnelheid” van het universum wordt niet gegeven als één snelheid in \(\mathrm{m/s}\), maar via de Hubble-constante:

\[
H_0 \approx 67 \text{ tot } 74 \ \mathrm{km\,s^{-1}\,Mpc^{-1}}
\]

(waarbij \(1\,\mathrm{Mpc} = 3{,}26\) miljoen lichtjaar)

[wnvl1]

@wnvl1,

Ik ben volledig de rol aan het lossen ! Sorry !
Ofwel ben ik zo snel aan het vergeten dat het niet leuk meer is.

Is het dan niet zo dat het universum, gelijk welke kromming veronderstellende, uitdijnt aan de lichtsnelheid ?

mijn punt was energie en het feit dat energie net als massa de ruimtetijd kromt en dus zwaartekracht geeft. en de mogelijke link die ik zag met snelheid van buitenste delen van melkwegstelsels groter dan verwacht mogelijk veroorzaakt door energie van het vacuum.

laatste berichten gaan over uitdijing van het universum, dus wat anders dan ik bedoel en dus nog steeds geen antwoord op mijn vraag.

Formuleer de exacte vraag nog eens opnieuw. Het is mij niet duidelijk.

[HansH]

Formuleer de exacte vraag nog eens opnieuw. Het is mij niet duidelijk.

dat was hier geformuleerd:
viewtopic.php?p=1276586#p1276586
ik weet even niet hoe ik het nog duidelijke kan vertellen. Dus geef even aan wat voor jou daar dan onduidelijk aan is.