¿La física cuántica está relacionada con la cosmología o la astrofísica? Si está relacionado, ¿cómo?

No tienen mucho en común como tal, los dos campos son bastante distintos. Sin embargo, hay algunas áreas en las que ambos campos (física cuántica y astrofísica) se unen. A partir de ahora solo puedo pensar en dos campos. Si puedo pensar en otros temas, los agregaré posteriormente en ediciones.

  1. Agujeros negros

Cómo ? Porque, en muchos sentidos, un agujero negro actúa como un cuerpo negro ideal, ya que no refleja la luz. Además, la teoría del campo cuántico en el continuo curvado del espacio-tiempo predice que los horizontes de eventos emiten también Radiaciones de Hawking, con un espectro similar al de un cuerpo negro temperatura inversamente proporcional a su masa.

Además, la mecánica cuántica implica que todo el espacio está lleno de pares de partículas “virtuales” y antipartículas que se materializan constantemente en pares, separándose y luego volviéndose a unir y aniquilando entre sí. Estas partículas se llaman virtuales porque, a diferencia de las partículas “reales”, no se pueden observar directamente con un detector de partículas. Sin embargo, sus efectos indirectos pueden medirse. y su existencia ha sido confirmada por un pequeño cambio (el “cambio Lamb”) que producen en el espectro de luz de los átomos de hidrógeno excitados. Ahora, en presencia de un agujero negro, un miembro de un par de partículas virtuales puede caer dentro del agujero. dejando al otro miembro sin un compañero con el cual aniquilar. La partícula o antipartícula abandonada puede caer en el agujero negro después de su compañero. pero también puede escapar al infinito, donde parece ser radiación emitida por el agujero negro.

Fuente: Mecánica Cuántica de A BlackHole S. Hawking y Conferencias de Leonard.

2. Gravedad cuántica

Este campo busca describir la fuerza de la gravedad (juega un papel extremadamente importante en la astrofísica) de acuerdo con los principios de la física cuántica. Si la gravedad cuántica se formula correctamente, tiene el potencial de resolver algunas paradojas matemáticas relacionadas con la astrofísica, como el universo del dominio del tiempo y el problema del universo z alto.

3. La época de los leptones y los fotones

En cosmología física, la época de los leptones fue el período en la evolución del universo primitivo en el que los leptones dominaron la masa del universo. Comenzó aproximadamente 1 segundo después del Big Bang, después de que la mayoría de los hadrones y anti-hadrones se aniquilaron entre sí al final de la época del hadrón. Durante la época de los leptones, la temperatura del universo todavía era lo suficientemente alta como para crear pares de leptones / antileptones, por lo que los leptones y los antileptones estaban en equilibrio térmico. Aproximadamente 10 segundos después del Big Bang, la temperatura del universo había descendido hasta el punto en que ya no se creaban pares de leptones / antileptones. La mayoría de los leptones y antileptones fueron eliminados en las reacciones de aniquilación, dejando un pequeño residuo de leptones. La masa del universo fue dominada por fotones cuando entró en la siguiente época de fotones.
La época de los fotones comenzó después de que la mayoría de los leptones y antileptones fueron aniquilados al final de la era de los leptones aproximadamente 10 segundos después de que se crearan los núcleos atómicos del Big Bang aquí, que ocurrió durante los primeros minutos de la época de los fotones. Durante el resto de la época de los fotones, el universo contuvo un plasma denso y caliente de núcleos, electrones y fotones.

4. Materia oscura

Tengo una comprensión muy básica de este tema como tal, porque requiere algunas técnicas matemáticas alucinantes y una precisión extrema, de lo contrario, uno terminará obteniendo resultados extravagantes, como masas que tienden al infinito y otras formas indeterminadas. Por la misma razón que he citado a continuación el trabajo del Dr. AD Ernest:

La esencia del enfoque actual es muy simple: ¿qué sucede si la teoría cuántica tradicional se aplica a los potenciales gravitacionales? Las teorías actuales de la gravedad cuántica aún están poco desarrolladas. Este trabajo no es un intento de proporcionar tal teoría, sino más bien investigar las consecuencias de incorporar potenciales gravitacionales en la teoría cuántica. Esto debería ser posible en todas las regiones gravitacionales, excepto en las más fuertes (por ejemplo, cerca de agujeros negros cerca del radio rs de Schwartzschild). No es necesariamente una conclusión inevitable que la gravedad debería comportarse de manera similar a otros campos de fuerza. Sin embargo, ya se ha establecido experimentalmente que la gravedad puede tratarse como cualquier otro potencial en la teoría cuántica. Experimentos recientes de Nesvizhevsky et al.5 muestran esto al demostrar la cuantificación en un pozo gravitacional en forma de cuña formado a partir de la intersección de un potencial ‘duro’ (un espejo horizontal en una ubicación) con el potencial gravitacional uniformemente creciente de la Tierra sobre él. Se proyectaban neutrones ultra fríos sobre el espejo horizontal para viajar en lo que clásicamente habrían sido caminos parabólicos. Nesvizhevsky y sus compañeros de trabajo descubrieron que los neutrones se cuantificaron gravitacionalmente y pudieron medir los primeros cuatro niveles de energía de los neutrones en el campo gravitacional de la Tierra a medida que caían en cascada a través de los niveles cuantificados de su disposición. Significativamente, los cuatro niveles de energía estaban en el nivel de peV, lo que demuestra una de las razones por las cuales los estados propios ‘gravitacionales’ son difíciles de observar en la vida cotidiana.

La mecánica cuántica es parte del “todo”, ya que describe el microcosmos que es la base del “todo”, el todo del Universo. Pero lo que es particularmente interesante de que nuestro mundo es la interferencia de las ondas (es decir, la solución de la ecuación de Schrödinger). Vea un modelo del Universo Interferente:

Complemento a la justificación teórica de la existencia del enlace de tres electrones.

pag. 6: http://vixra.org/pdf/1606.0150v2

https://www.omicsonline.org/open

http://vixra.org/author/bezverkh

Modelo del universo interferente (se intentó explicar el mecanismo de interacción de las partículas en un estado cuántico enredado sobre la base de un nuevo modelo del universo interferente):

“Ahora, tratemos de explicar la posibilidad de interacción de electrones y otras partículas, que están en un estado cuántico enredado, lo que presupone la existencia de cualquier distancia entre ellos, por ejemplo, 1 mo 1000 km, no es esencial, la distancia puede ser arbitrariamente larga. Y esta distancia no afecta el sistema cuántico enredado, cuyas partículas conocen milagrosamente las características de cada uno. Para hacer esto tendremos que simular nuestro Universo. Entonces, imaginemos nuestro Universo infinito como un objeto finito (por conveniencia de la descripción), como un cubo ordinario. Ahora imaginemos este cubo vacío de materia, espacio-tiempo y, en general, de cualquier campo y otras características, no hay materia y, en principio, nada Ahora, “insertemos” un electrón en el cubo, y de inmediato en el Universo aparecerá espacio-tiempo, peso, variedad de campos (gravitacionales, electromagnéticos, etc.), energía y otras características. en el
Universo, cobró vida y nació en principio. Y ahora especifiquemos que el electrón no se encuentra simplemente en el Universo y tiene una ubicación específica y un tamaño de punto, y sus campos (electromagnéticos, gravitacionales y otros existentes y desconocidos) ocupan y llenan todo el Universo, todo el continuo espacio-tiempo, todo nuestro universo infinito. Ahora, llenemos paso a paso nuestro cubo (nuestro Universo) con todas las partículas elementales que existen en el Universo. Y hay una condición que debe seguirse: cada partícula elemental ocupa total y completamente todo el Universo por sus campos, energía y otras características, es decir, cada partícula llena completamente (literalmente) todo el Universo infinito, pero al mismo tiempo tiene ciertas coordenadas (el lugar más probable de detección de partículas elementales).

Con esta descripción, nuestro Universo, que es infinito en todos los sentidos (espacial, energía, tiempo, etc.), representará una interferencia gigante de todas y cada una de las partículas elementales, un modelo del “Universo Interferente”. Y ahora lo principal: dado que cada partícula elemental ocupa (llena) todo el Universo (y al mismo tiempo está en un lugar particular con ciertas coordenadas (su definición más probabilística en este punto, o más precisamente en esta región del espacio)) , entonces no hay nada inusual en el hecho de que al formar un estado cuántico enredado cada partícula elemental “conoce” las características de su compañero en un estado cuántico. Las partículas elementales “saben” todo acerca de todas las otras partículas elementales ya que llenan el mismo Universo (es su hogar común). Ellos (partículas elementales) constantemente interactúan, interfieren, pero dependiendo de sus características y las características de sus compañeros (coordenadas, masa, energía, campo, distancias entre las densidades de pico de detección, características de onda, etc.) forman enlaces estables (más variados y no solo energía) solo con ciertas partículas asociadas.

Con base en lo anterior, podemos concluir que nuestro Universo, nuestro mundo más precisamente, es un patrón de interferencia de todas y cada una de las partículas del Universo. Ahora, la dualidad onda-partícula de las partículas, la interpretación probabilística de los fenómenos mecánicos cuánticos y otros efectos cuánticos del microcosmos se vuelven intuitivamente claros. Por ejemplo, por qué hay una probabilidad distinta de cero de encontrar un electrón, que gira en un átomo de hidrógeno específico (que está en un laboratorio particular), por ejemplo, en la Luna. Y está tanto en la Luna como en el Sol, así como en cualquier parte del espacio de nuestro Universo; Realmente llena (toma) todo el Universo. Pero su presencia en un área particular, “la densidad de presencia”, por así decirlo (probabilidad de detección), es diferente en diferentes puntos del espacio.

En el Universo interferente, todas las partículas elementales “saben todo” sobre todas las otras partículas elementales (ya que están en el mismo Universo), pero no todas son adecuadas para todos en términos de formación de varios enlaces (en energía y otros sentidos). ) Por lo tanto, solo esas partículas interactúan, que tienen un bien definido
conjunto de características entre sí y para tipos específicos de interacciones. Y nuestro mundo se forma como resultado de tales interacciones “.

1. Foto. Cómo se ve el sistema solar desde Sedna. Como se ve desde Sedna, el Sol formaría un triángulo isósceles con Spica en la parte inferior derecha y Antares en la parte inferior izquierda. NASA, ESA y Adolf Schaller – Hubble observa el planetoide Sedna.

2. Foto. Este gráfico representa una porción de la estructura del universo, similar a una telaraña, llamada “red cósmica”. Estos grandes filamentos están hechos principalmente de materia oscura ubicada en el espacio entre galaxias. Crédito: NASA, ESA y E. Hallman (Universidad de Colorado, Boulder.

3. Foto. Benceno sobre la base del enlace de tres electrones.

4. Foto. Ecuación de Schrödinger. Facebook, página de física (ecuación de Schrödinger).

5. Foto. Principio de exclusión de Pauli. Facebook, Página de Física (Principio de Exclusión de Pauli).

¡Agradable! Una ilustración perfecta del principio de Pauli (foto). Super, realmente 2 fermiones con giros opuestos pueden estar en un estado cuántico. El centrifugado es importante para la química y, en general, el estado de dos fermiones (que están en el mismo estado cuántico) difiere en al menos un número cuántico.

Tengamos en cuenta que la regla de Hückel (4n + 2) para sistemas aromáticos se puede escribir en una forma diferente, en forma de 2n donde n – número no apareado. Entonces, tenemos: 2, 6, 10, 14, 18, etc. Esto también es cierto para las capas de electrones en los átomos y los sistemas aromáticos. El principio de la interacción de fermiones siempre uno, en todas partes.

La mecánica cuántica define qué es ese enlace químico. Sin mecánica cuántica es imposible.
Conceptos clásicos para explicar qué es imposible el enlace químico (y esto a pesar de la existencia de cuatro interacciones fundamentales: la electromagnética (más importante para la química), fuerte, débil, gravedad). Es obvio que cuando la formación de enlaces químicos los efectos cuánticos son importantes. Es decir, formar un enlace químico no es suficiente para tener dos átomos específicos con electrones no apareados y las cuatro interacciones fundamentales, pero aún necesita estos dos átomos colocados a una cierta distancia donde los efectos cuánticos “ayudan” a formar un enlace químico. Sin efectos cuánticos, estas líneas de base (átomos e interacciones fundamentales) no son suficientes para formar un enlace químico. Es obvio que cuando se forman los enlaces químicos, es importante no solo las propiedades de los átomos y las interacciones fundamentales, sino también la estructura del espacio-tiempo a distancias de varios angstroms (enlace químico a escala). Los efectos cuánticos del espacio-tiempo comienzan a afectar la interacción de los átomos (la casa comienza a afectar la interacción entre los residentes), sin ella, es imposible explicar la formación de un enlace químico.

Justificación teórica del enlace de tres electrones con una multiplicidad de 1.5 que puede explicarse por la estructura de la molécula de benceno y muchos otros compuestos orgánicos e inorgánicos.

La justificación del enlace de tres electrones se da aquí:
1. pp. 5-7 http://vixra.org/pdf/1606.0151v2
2. pp. 1-7 http://vixra.org/pdf/1606.0150v2.pdf

El enlace aromático es un enlace de tres electrones en sistemas cíclicos planos con una interacción específica de electrones a través del ciclo.
En el benceno se formó un nuevo tipo de enlaces químicos: un enlace aromático (CC), que tiene una multiplicidad de más de 1.5 (1.66) (multiplicidad CC en etano = 1 y multiplicidad CC en etileno = 2). No es correcto proporcionar un enlace aromático ya que una combinación de enlace simple y doble (por simplicidad podemos) es un nuevo tipo de enlace químico que explica la resistencia del benceno y las propiedades químicas y otras propiedades en los compuestos aromáticos.

La existencia de grandes monociclos aromáticos se ha demostrado imposible debido a la interacción de enlaces de tres electrones a través del ciclo a distancias entre los enlaces (a través del ciclo) mayores de 3.5 Å debido a la falta de interacción de energía (la longitud de los enlaces químicos está en el rango de distancias 0.74 Å – 3.5 Å).

El uso del concepto de enlace de tres electrones con multiplicidad de 1.5 y tener en cuenta el giro de cada electrón conduce a resultados muy buenos en la descripción de la molécula de benceno y explica la aromaticidad en general. Con la ayuda del enlace de tres electrones con multiplicidad de 1.5 se puede representar mediante una fórmula real de muchas moléculas orgánicas e inorgánicas sin la ayuda de estructuras virtuales (estructura electrónica real del benceno, explicar la especificidad del enlace aromático, calcular la energía de deslocalización) .

Se demostró que la relación funcional y = a + b / x + c / x ^ 2 describe completamente la dependencia de la energía y la multiplicidad del enlace químico en la distancia del enlace (multiplicidad = f (L) y Е = f (L), donde la multiplicidad es multiplicidad de enlace, L – longitud de enlace en Å, Е – energía de enlace en kj / mol, CN, CO, CS, NN, NO, OO, CP). Usando estas dependencias es posible calcular la energía química unida por diferentes distancias de enlace o diferentes multiplicidades de enlaces químicos, lo que hace posible calcular la energía de deslocalización de la molécula de benceno.

PD

El material sobre el enlace de tres electrones se publica en la revista científica estadounidense “Organic Chemistry. Current Research” en el trabajo titulado “Teoría del enlace de tres electrones en las cuatro obras con breves comentarios”.

enlace 1: https://www.omicsonline.org/open

enlace 2: Química orgánica: investigación actual

Referencia sobre el grupo OMICS que incluye la revista “Química orgánica. Investigación actual”:

“OMICS organiza cada año más de 3000 series de conferencias mundiales. Eventos cada año en EE. UU., Europa y Asia con el apoyo de 1000 sociedades científicas más y publica más de 700 revistas de acceso abierto que contienen más de 50000 personalidades eminentes, científicos reputados como miembros del consejo editorial”.

enlace: Química orgánica: investigación actual

Consulte las páginas 88-104 Review (127 páginas, versión completa). Benceno sobre la base del enlace de tres electrones. (El principio de exclusión de Pauli, el principio de incertidumbre de Heisenberg y el enlace químico). http://vixra.org/pdf/1710.0326v2

Benceno sobre la base del enlace de tres electrones:

1. Estructura de la molécula de benceno sobre la base del enlace de tres electrones.
http://vixra.org/pdf/1606.0152v1

2. Confirmación experimental de la existencia del enlace de tres electrones y base teórica de su existencia.
http://vixra.org/pdf/1606.0151v2

3. Un breve análisis de los enlaces químicos.
http://vixra.org/pdf/1606.0149v2

4. Complemento a la justificación teórica de la existencia del enlace de tres electrones.
http://vixra.org/pdf/1606.0150v2

5. Teoría del enlace de tres electrones en los cuatro trabajos con breves comentarios.
http://vixra.org/pdf/1607.0022v2

6. REVISIÓN. Benceno sobre la base del enlace de tres electrones (93 páginas). http://vixra.org/pdf/1612.0018v5

7. Aspectos mecánicos cuánticos de la teoría de resonancia de L. Pauling.
http://vixra.org/pdf/1702.0333v2

8. Análisis mecánico cuántico del método MO y del método VB desde la posición de PQS.
http://vixra.org/pdf/1704.0068v1

9. Revisión (127 páginas, versión completa). Benceno sobre la base del enlace de tres electrones. (El principio de exclusión de Pauli, el principio de incertidumbre de Heisenberg y el enlace químico). http://vixra.org/pdf/1710.0326v2

Bezverkhniy Volodymyr (viXra): http://vixra.org/author/bezverkh

Bezverkhniy Volodymyr (Scribd):
https://www.scribd.com/user/2892

Estas capturas de pantalla (foto) (la mayoría con explicación) se ven en este enlace.
Bezverkhniy Volodymyr (Archive.org):

https://archive.org/details/@thr

Atentamente Bezverhny Volodymyr Dmitrievich.

Mi ID de ORCID :font>0002-3725-5571

Nunca me he encontrado con la física cuántica en cosmología, probablemente porque está en una escala más grande que la escala atómica: el universo. Creo que usar la relatividad sería muy racional (y bueno, la relatividad y la mecánica cuántica no son las mejores amigas).

En astrofísica, sin embargo, la física cuántica se usa muy rigurosamente. Temas como la física estelar requieren conocimiento del nivel atómico. El Sol no brillará si no fuera por la fusión nuclear y cosas como el “túnel cuántico”, y no estaremos aquí para discutirlo.