Εμφάνιση αναρτήσεων με ετικέτα Electromagnetism a la Mendeleev. Εμφάνιση όλων των αναρτήσεων
Εμφάνιση αναρτήσεων με ετικέτα Electromagnetism a la Mendeleev. Εμφάνιση όλων των αναρτήσεων

Κυριακή 9 Ιουλίου 2017

Electromagnetism a la Mendeleev - C-23

Ηλεκτρομαγνητισμός αλά Mendeleev
-C-23-


C. Ηλεκτροδυναμική
Εμβύθιση και Αθανασία (3)

--------------------------------------------------------------------
--------------------------------------------------------------------


Θα φωτίσουμε, κάπως διεισδυτικότερα, την περίφημη "εμβύθιση"

Ουσιαστικά, η εμβύθιση (immersion)
(όπως, επίσης, και η εμβάπτιση (embedding))
είναι μία διαδικασία που έννοια της ανευρίσκεται
στα έγκατα της Γεωμετρίας.


Embedding-elliptic-goog.png
Εμβύθιση ενός Τριγώνου
σε Ελλειπτικό Χώρο

Embedding-hyperbolic-goog.png
Εμβύθιση ενός Τριγώνου
σε Υπερβολικό Χώρο

Η διαδικασία αυτή, λοιπόν, μεταφέρεται από την Γεωμετρία
και (μέσω της Διαφορικής Τοπολογίας) περνά στην Φυσική
Η συμβίωση Ηλεκτρικού και Μαγνητικού Πεδίου
είναι η αρμονικότερη και ιδανικότερη συγχώνευση
που έχει συμβεί ποτέ στο Σύμπαν

Αν
το (κυανό) Ηλεκτρικό Πεδίο (E)
δεν είχε ακριβέστατη διαφορά φάσης 90 μοιρών
από το (ερυθρό) Μαγνητικό Πεδίο (Β)
τότε
το Φως 
δεν θα μπορούσε να διαδοθεί
με μία σταθερή ταχύτητα
ή και καθόλου
και η ύπαρξη του Σύμπαντος δεν θα ήταν δυνατή.

Το ίδιο το άτομο
αποτελεί υπόδειγμα επιτυχούς συμβίωσης σωματιδίων

Atom-02-goog


Από την Φυσική, η διαδικασία πέρασε στον χώρο της Χημείας
και ιδιαίτερα στην Κρυσταλλογραφία.
Οι Ημιαγωγοί και τα computers δεν θα υπήρχαν χωρίς αυτήν
Crystal-Defects-01-goog.jpg
Ενθετοποίηση
ξένων ατόμων
στην μοριακή δομή
ενός υλικού.

Και τελικά η εμβύθιση βρήκε την κορύφωσή της στην Βιολογία
Ήδη, η δημιουργία του γνωστού κυττάρου
προέκυψε από εμβυθίσεις βακτηρίων στο εσωτερικό
του αρχέγονου προγόνου του.

Εδώ είναι
μία σχηματική απλούστευση
της εισρόφησης
α) ενός πρωτεοβακτήριου
β) ενός κυανοβακτήριου
σε ένα αρχέγονο κύτταρο
Οπότε
στην διάσκεια της Εξέλιξης
α) από το πρώτο προέκυψε το μιτοχόνδριο
β) από το δεύτερο προέκυψε ο χλωροπλάστης

Αναλυτικότερα,
η εκπληκτική αυτή διαδικασία (Συμβιογένεση) φαίνεται εδώ:

Στο κέντρο ο (γαλάζιος) πυρήνας
α) Εισροφάται το (ερυθρό) πρωτεοβακτήριο
και μετατρέπεται σε μιτοχόνδριο
και προσφέρει διαχείρηση ενέργειας
β) Εισροφάται το (πράσινο) κυανοβακτήριο
και μετατρέπεται σε χλωροπλάστη
και προσφέρει παραγωγή ενέργειας

Άλλη μία εφαρμογή της εμβύθισης

Embedding-Sperm-goog.jpg
Εμβύθιση
είναι και η διείσδυση
του σπερματοζωαρίου στο ωάριο
αλλά δεν οδηγεί σε απλή συμβίωση
αλλά σε αλλοτρίωση
των δύο συμβιώντων
και δημιουργία
ενός νέου οργανισμού, του ζυγωτού.

Τελικά και η συγχώνευση εταιρειών, τραπεζών κλπ,
στο χώρο της Οικονομίας
ένας μακρυνός απόηχος της Ηλεκτρομαγνητικής Εμβύθισης είναι επίσης.

Merge-03-goog.jpg

Ως επιστέγασμα όλων των προηγουμένων
πρέπει να σημειωθεί ότι
όταν επιτευχθεί η συμβίωση των καρκινικών κυττάρων (τύπου Hela)
με τα ανθρώπινα συνήθη κύτταρα,
γεγονός που θα οδηγήσει στην Ανθρώπινη Αθανασία,
αυτό θα είναι, ίσως,
το Μεγαλειωδέστερο Επίτευγμα στην Ιστορία του Σύμπαντος

Σχετική εικόνα
Καρκινικά κύτταρα της HeLa
σε σχηματισμό διάχυσης-επίθεσης
Τελικά,
θα παραμείνουν στυγεροί δολοφόνοι
ή θα μετατραπούν σε πολύτιμους συμβιώτες?

-------------------------------------------------------------------
Εδώ βρίσκουμε τα περιεχόμενα της θεματικής ενότητας
--------------------------------------------------------------------



Σάββατο 8 Ιουλίου 2017

Electromagnetism a la Mendeleev - C-22

Ηλεκτρομαγνητισμός αλά Mendeleev
-C-22-


C. Ηλεκτροδυναμική
Εμβύθιση και Αθανασία (2)

--------------------------------------------------------------------
--------------------------------------------------------------------

Όλοι εσείς που διαβάσατε το προηγούμενο Μέρος C-21
και τρέξατε σε Δήμους, Ληξιαρχεία και Εκκλησίες
να βγάλετε πιστοποιητικά γάμου
για να παντρευτείτε την αθάνατη Χήλα και
να μοιραστείτε μαζί της την αθανασία
ξεχάστε το.

- Μα ...γιατί?

Γιατί η Χήλα δεν είναι μια όμορφη γυναίκα
που θα της πιάσετε το χέρι και θα σας χαρίσει την Αθανασία

Δυστυχώς
οι μεγάλες επιτυχίες στον Κόσμο
δεν αποκτούνται χωρίς
κόπο, επιμονή, απογοήτευση, πόνο,
ευφυία και κυρίως, Τύχη 

H Χήλα  (Hela) έχει 3 μειονεκτήματα:

1) Η Χήλα δεν είναι όμορφη.
    -  χα..χα..
       άμα είναι να μας χαρίσει την αθανασία
       ποιός κοιτά την ομορφιά?
 
Απεικόνιση της Χήλας
από την Marvel Comics

2) H Χήλα είναι μαύρη
   -  χα..χα..
       άμα είναι να μας χαρίσει την αθανασία
       δεν έχουμε ρατσιστικούς δισταγμούς. Ας είναι και Βουσμάνα.

Αποτέλεσμα εικόνας για Hela Herrite lacks
H Hela
Henrietta Lacks
Αφρο-Αμερικανή καπνεργάτρια
3) H Χήλα έχει πεθάνει από το 1851.
     - καλά, τώρα, πλάκα μας κάνεις??

Αποτέλεσμα εικόνας για Hela Herrite lacks

Η πραγματική Henrietta Lacs έχει πεθάνει από τον Οκτώβριο του 1951
από έναν επιθετικότατο καρκίνο της μήτρας
Όμως, μερικά καρκινικά κύτταρά της αφαιρέθηκαν από την μήτρα της
και διατέθηκαν σε πάμπολλα εργαστήρια ανά τον Κόσμο
Έτσι, ενώ η ίδια να πέθανε, κάποια κύτταρά της ζουν.
Κι όχι μόνο ζουν αλλά είναι και αθάνατα.
Και όχι απλά είναι αθάνατα,
αλλά και διατηρούν αναλλοίωτες δύο εντυπωσιακές ιδιότητες:
και ακμή και νεότητα

Αποτέλεσμα εικόνας για Hela Herrite lacks

Οι βιολόγοι καλλιέργησαν τα κύτταρα αυτά
και έτσι, πλέον, υπάρχουν παγκοσμίως ολόκληρα πακέτα
της Σειράς Αθανατοποιημένων Κυττάρων (immortalized cell line) 




Επομένως?

Επομένως, αρκεί να βρούμε την κατάλληλη φόρμουλα
που θα τροποποιήσει, επακριβώς,
τόσο τον Ανθρώπινο οργανισμό όσο και την Χήλα
ώστε να γίνουν συμβατοί "συμβιώτες".

Όμως ας μην ξεχνιόμαστε.
Η Χήλα, μπορεί να διαθέτει την ιδιότητα της αθανασίας
αλλά δεν παύει να είναι ένας τερατώδης καρκίνος
Κατασπαράζει, ταχύτατα, τα ζωικά κύτταρα με τα οποία έρχεται σε επαφή

Ας διδαχθούμε, λοιπόν, από την διάδοση του Ηλεκτρομαγνητικού Πεδίου
Μόνον η αρμονική "συνεργασία" των δύο συμβιωτών του
επιτρέπει την ορθή διάδοση του Φωτός.
Αλλιώς θα αλληλοεξουδετερώνονταν.

Αν
το (κυανό) Ηλεκτρικό Πεδίο (E)
δεν είχε ακριβέστατη διαφορά φάσης 90 μοιρών
από το (ερυθρό) Μαγνητικό Πεδίο (Β)
τότε
το Φως 
δεν θα μπορούσε να διαδοθεί
με μία σταθερή ταχύτητα
ή και καθόλου
και η ύπαρξη του Σύμπαντος δεν θα ήταν δυνατή.

Δηλαδή, βρισκόμαστε περίπου στην θέση του Οιδίποδα
στον γνωστό μύθο με την Σφίγγα

Η Σφίγγα
έθετε το περίφημο αίνιγμα
στον ριψοκίνδυνο υποψήφιο νικητή
Μόνον μία απάντηση ήταν αποδεκτή
και παρέδιδε στον ευτυχή λύτη
την χείρα της βασίλισσας
και παράλληλα την βασιλεία της Θήβας.
Όλες οι άλλες απαντήσεις
οδηγούσαν
στο ακαριαίο κατασπάραγμα
του άτυχου παράτολμου αποτυχόντα.

Τι ζητάμε λοιπόν?
Ότι και ο μυθικός Περσέας.

Αποτέλεσμα εικόνας για Perseus Medusa Shield
Ο Περσεύς
επιζητούσε την βασιλεία του Άργους
Για τον σκοπό του
αναγκαία ήταν η κατοχή της κεφαλής της Μέδουσας
που το βλέμμα μας  κατείχε
την ακαταμάχητη ιδιότητα της απολίθωσης
όποιου την κοιτούσε έστω και στιγμιαία.
Πως όμως
να νικήσεις και να αποκεφαλίσεις
ένα Τέρας
χωρίς να το βλέπεις?
Έτσι η θεά Αθηνά
του έδωσε μία απαστράπτουσα κατοπτρική ασπίδα
Βλέποντας το Τέρας
μέσα από την κατοπτρική της επιφάνεια
του έκοψε την κεφαλή
χωρίς να το παρατηρεί άμεσα


Ακριβώς αυτό, λοιπόν, αναζητεί η Επιστήμη
Την μαγική "Περσίδεια Ασπίδα", που
ενώ θα προστατεύει τον Άνθρωπο από την φονικότητα της Χήλας
θα του επιτρέπει να απολαμβάνει, μέσω της συμβίωσής τους,
το ευεργέτημα της αθανασίας της.

Υπάρχει ελπίδα να βρεθεί αυτή η "ασπίδα"?
Ναι, και λέγεται CRISPR

Αποτέλεσμα εικόνας για CRISPR


Τι θα γίνει λοιπόν
όταν βρεθεί η "μαγική φόρμουλα" της Συμβίωσης Ανθρώπου - Χήλας?

Θα δημιουργηθούν οι "τετραδιάστατοι άνθρωποι".
Άνθρωποι
- που τα κύτταρά τους δεν θα παθαίνουν γήρανση και "απόπτωση"
- που θα ζουν αιώνια (όσο τρέφονται κανονικά υπό τις συνήθεις συνθήκες)
- που θα είναι απρόσβλητοι σε όλες τις ασθένειες
- που θα διατηρούνται συνεχώς νέοι και ακμαίοι και
- που θα επουλώνεται, ταχύτατα, κάθε τραύμα ή ακρωτηριασμός τους

Όμως, προσοχή, Αθανασία δεν σημαίνει και Ατρωσία. Όλα έχουν τα όριά τους.

Εάν ένα πλήγμα προκαλέσει
μεγαλύτερο ρυθμό κυτταρικής καταστροφής
από τον ρυθμό αναγέννησης που διαθέτει η Χήλα
σαφώς και θα επέρχεται ο θάνατος
Ομοίως, θα συμβεί
αν οι οργανικές λειτουργίες
π.χ. η διατροφή, η αναπνοή, η απέκκριση κλπ
δεν εξυπηρετούνται στην σωστή δοσολογία.

Και, προφανώς, δεν θα γίνει αθάνατος όλος ο πληθυσμός της Γης!!!
Υπάρχουν αυτήν την στιγμή μόνον 20 πανάκριβοι τόννοι κυτταρικής Χήλας
Επομένως, αρκούν μόνον για την ελίτ της Γης
(δηλαδή για μερικές χιλιάδες δισεκατομμυριούχους)

- Όμορφα, έως εδώ
   όμως, δεν μας λες, IonnKorr
   εμείς οι απλοί άνθρωποι (επιστήμονες και μη)
   που δεν ανήκουμε στην ελίτ των δισεκατομμυριούχων του Πλανήτη
   τι θα αποκομίσουμε από αυτό το εκπληκτικό επίτευγμα???

- Δύο πράγματα:
   α) την γνώση του τρόπου της επίτευξης της αθανασίας
   β) την αυταρέσκεια να ξέρεις ότι
        στο Λυκόφως της Τρισδιάστατης Εποχής
        και στην Αυγή της Τετραδιάστατης
        ήσουν και συ εκεί.
    Δεν αρκούν αυτά?

-------------------------------------------------------------------
Εδώ βρίσκουμε τα περιεχόμενα της θεματικής ενότητας
--------------------------------------------------------------------



Electromagnetism a la Mendeleev - C-21

Ηλεκτρομαγνητισμός αλά Mendeleev
-C-21-


C. Ηλεκτροδυναμική
Εμβύθιση και Αθανασία (1)

--------------------------------------------------------------------
--------------------------------------------------------------------

Πριν προχωρήσουμε περισσότερο στην μελέτη
των μεγεθών του Τετραδιάστατου Χώρου
ας δούμε μερικές συνέπειες στην Βιολογική Πραγματικότητά μας.

Πρώτα μία ιστορική αναδρομή στο Παρελθόν.

Όταν ζούσαμε, ευτυχείς και ανέμελοι, στον Τρισδιάστατο Κόσμο
το Τρισδιάστατο Ηλεκτρομαγνητικό μοντέλο
μας κάλυπτε απόλυτα, από πλευράς Αναλλοιότητας.
Τα Φυσικά Μεγέθη και οι Φυσικοί Νόμοι
(και όλα τα βιο- και γεω- παράγωγά τους, προφανώς)
μπορούσαν να μεταφερθούν οπουδήποτε στον Τρισδιάστατο Χώρο
χωρίς "αλλοίωση πληροφορίας"
{\displaystyle {\begin{array}{l}{\vec {E}}=-\;{\color {red}{\operatorname {grad} }}\;V\\{\vec {B}}={\color {red}{\operatorname {curl} }}\;{\vec {A}}\\\end{array}}}
όπου:
Ε = Ηλεκτρική Ένταση
V =  Ηλεκτρικό Δυναμικό
B =  Μαγνητική Ένταση
A =  Μαγνητικό Δυναμικό

Μετά ... έφθασαν τα ... κακά νέα.
Εμφανίσθηκαν τα τρισκατάρατα "Επαγωγικά Φαινόμενα"

{\displaystyle {\begin{array}{l}{\vec {E}}=-\;{\color {red}{\operatorname {grad} }}\;V-{\frac {\partial }{\partial t}}{\vec {A}}\\{\vec {B}}={\color {red}{\operatorname {curl} }}\;{\vec {A}}\\\end{array}}}
Ο όρος με την χρονική παράγωγο στην πρώτη εξίσωση
καταστρέφει την Αναλλοιότητα

Τα Επαγωγικά Φαινόμενα, από κοινωνική σκοπιά,
αντιστοιχούν απόλυτα στο αναπόφευκτο γήρας.

Η εμφάνιση των Επαγωγικών Φαινομένων
καταστρέφει ένα Φυσικό Μοντέλο
και ξεβολεύει τους φυσικούς
αλλά είναι απλά
ένα αναπόφευκτο στάδιο της Αέανης Εξέλιξης
Στην Φύση όλα γηράσκουν,
και πεθαίνουν αν δεν ανασκευασθούν,
ακόμη και οι Φυσικές Θεωρίες

Τότε, ακολουθήσαμε την γνωστή τεχνική
"αυξήσαμε τις Διαστάσεις του Χώρου"
(ακριβέστερα, έτσι οδηγηθήκαμε στην ανακάλυψη
ότι ο Χώρος είναι Τετραδιάστατος και όχι Τρισδιάστατος)

Η γνωστή τεχνική είναι, βέβαια,
η επέκταση του ενός μεγέθους
(δηλ. με λαϊκά λόγια, το "στρίμωγμά" του ώστε
να μπορέσει να να χωρέσει και ένας συμβιωτής του)
και η εμβύθιση του άλλου

Παραθέτουμε συνοπτικά την διαδικασία:

1) Η εκκίνηση γίνεται με τα Δυναμικά
     (όπως, ακριβώς εκτέθηκε στο Μέρος C-16
    Έχουμε:
     - Το Ηλεκτρικό Δυναμικό (V)
{\displaystyle V={\begin{bmatrix}V\\\end{bmatrix}}}
Το Ηλεκτρικό Δυναμικό (V)
είναι
ένα 3-βαθμωτό
(ή αλλιώς τανυστής 0ης τάξης)

    -  και το Μαγνητικό Δυναμικό (A)
{\displaystyle {\vec {A}}={\begin{bmatrix}A_{x}&A_{y}&A_{z}\end{bmatrix}}}
Το Μαγνητικό Δυναμικό (A)
είναι
ένα  3-διάνυσμα
(ή αλλιώς, τανυστής 1ης τάξης)

     Αρχικά, επεκτείνουμε (ή "τεντώνουμε"),
     το Ηλεκτρικό Δυναμικό (V) στον Τετραδιάστατο Χώρο
     ώστε να αποτελέσει μία "βάση" για εμβύθιση
{\displaystyle V={\begin{bmatrix}0&0&0&-V\end{bmatrix}}}
Το Ηλεκτρικό Δυναμικό (V)
γίνεται
ένα  1x4 -διάνυσμα
(ή αλλιώς, τανυστής 1ης τάξης)

     Στην, συνέχεια, εμβυθίζουμε (ή αλλιώς, ενθυλακώνουμε)
     το Μαγνητικό Δυναμικό (A) στην δημιουργηθείσα "βάση" του Ηλεκτρικού Δυναμικού

      -  Έτσι προκύπτει το "νέο" τετραδιάστατο φυσικό μέγεθος
          το Ηλεκτρομαγνητικό Δυναμικό (A)


{\displaystyle {\vec {\boldsymbol {A}}}={\begin{bmatrix}A_{x}&A_{y}&A_{z}&-V/c\end{bmatrix}}}
Το Ηλεκτρομαγνητικό Δυναμικό (A)
είναι
ένα 4-διάνυσμα
(ή αλλιώς, τανυστής 1ης τάξης)


2) Ακολουθούν οι Εντάσεις όπου η διαδικασία
     είναι λίγο πολυπλοκότερη αλλά, διδακτικά, χρησιμότερη
     (όπως ακριβώς εκτέθηκε στο Μέρος C-17
   
     - Έχουμε:

        την Ηλεκτρική Ένταση

{\displaystyle {\vec {E}}={\begin{bmatrix}E_{x}&E_{y}&E_{z}\end{bmatrix}}}
Η Ηλεκτρική Ένταση (E)
είναι
ένα αληθές 3-διάνσυμα
(ή αλλιώς, τανυστής 1ης τάξης)

       και την Μαγνητική Ένταση

{\displaystyle {\overset {\rightharpoonup }{B}}={\begin{bmatrix}B_{x}\\B_{y}\\B_{z}\\\end{bmatrix}}}
Η Μαγνητική Ένταση (B)
είναι
είναι ένα 3-ψευδο-διάνυσμα
ή αλλιώς, ψευδο-τανυστής 1ης τάξης


Βήμα 1
---------
Αρχικά, επεκτείνουμε (ή "τεντώνουμε"),
την Ηλεκτρική Ένταση (E) στον Τετραδιάστατο Χώρο
ώστε να αποτελέσει μία μήτρα ("υποδοχή-βάση"), κατάλληλη για εμβύθιση


Η Ηλεκτρική Ένταση γίνεται
ένας 4x4 - τανυστής 2ης τάξης


Βήμα 2
---------
Στην συνέχεια "τροποποιούμε" κατάλληλα την Μαγνητική Ένταση (B)
ώστε να "εφαρμόσει επακριβώς" στην δημιουργηθείσα "υποδοχή-βάση"

Η Μαγνητική Ένταση (B)
γίνεται
είναι ένας αληθής 3x3 - τανυστής 2ης τάξης


Βήμα 3
---------
Στην, συνέχεια, εμβυθίζουμε (ή αλλιώς, ενθυλακώνουμε)
την Μαγνητική Ένταση (B) σε αυτήν την δημιουργηθείσα "υποδοχή-βάση"


Η Ηλεκτρομαγνητική Ένταση (B)
είναι
ένας αληθής 4x4 - τανυστής 2ης τάξης


Έχει τεράστια σημασία, εδώ, να υπογραμμίσουμε ότι υπάρχουν
ευάριθμοι δηλ. πολυάριθμοι, ίσως και αμέτρητοι
τρόποι συνδυασμού των δύο Εντάσεων.
Όμως, όλοι αυτοί είναι, τρόπος του λέγειν, "μη-βιώσιμοι".
Αποκλειστικά και μόνον, ο συγκεκριμένος συνδυασμός διαθέτει
την πολυπόθητη Συναναλλοιότητα (covariance)
στον Τετραδιάστατο Χώρο

Έτσι, μετά από όλη αυτήν την διεργασία
καταλήξαμε στον νέο νόμο της νέας θεωρίας
ξανά, ευτυχείς και ανέμελοι,
όμως, στον Τετραδιάστατο, πλέον, Κόσμο
δηλ. με ένα Τετραδιάστατο Ηλεκτρομαγνητικό μοντέλο
που μας κάλυψε απόλυτα, από πλευράς Αναλλοιότητας.
Τα Φυσικά Μεγέθη και οι Φυσικοί Νόμοι
(και όλα τα βιο- και γεω- παράγωγά τους, προφανώς)
μπορούν, πλέον, να μεταφερθούν οπουδήποτε στον Τετραδιάστατο Χώρο
χωρίς "αλλοίωση πληροφορίας"

{\displaystyle {\overrightarrow {\boldsymbol {B}}}={\color {brown}{\operatorname {rot} }}\;{\overrightarrow {A}}}
όπου
Β = η Ηλεκτρομαγνητική Ένταση
A = το Ηλεκτρομαγνητικό Δυναμικό, και
 rot = ο τελεστής περιστροφής,
 αναλλοίωτος στον 4-Χώρο

Εδώ, πρέπει να υπενθυμίσουμε ότι:
όλα τα Βιολογικά (έμβια) και Γεωλογικά (άβια) Όντα
του Σύμπαντος είναι παράγωγα του Ηλεκτρομαγνητισμού

Το γεγονός ότι
η συμβίωση στην Βιολογία
είναι ο απώτατος απόηχος
της εμβύθισης στην Γεωμετρία και την Φυσική
φαίνεται μάλλον αρκετά προφανές.

Αποτέλεσμα εικόνας για biology electromagnetism
Ιδιαίτερη σημασία έχει
ότι 

όλα τα φαινόμενα της Βιολογίας
δηλ. αλλιώς της Ζωής
διεκπεραιώνονται
με τις Ηλεκτρομαγνητικές Δυνάμεις
αποκλειστικά

Η συμβίωση στα Βασίλεια της Ζωής
μπορεί να είναι δύο ειδών:
- "Ανοικτού τύπου"
    όπου οι συμβιωτικοί οργανισμοί διατηρούν την αυτονομία τους

- "Κλειστού τύπου"
    όπου οι συμβιωτικοί οργανισμοί δεν έχουν πλέον αυτονομία

Ας παραθέσουμε, πρώτα, το παράδειγμα "ανοικτού τύπου"
που παρουσιάσαμε ήδη στο Μέρος C-19

Στο συμβιωτικό αυτό ζεύγος
δύο αυτόνομων βιο-οργανισμών
- η (πράσινη) Ανεμώνη
με τα τοξικά της πλοκάμια
προσφέρει προστασία από θηρευτές ενώ
- ο (ερυθρόλευκος) Ιχθύς Clown
παρέχει θρεπτικά συστατικά

Ας παραθέσουμε, στην συνέχεια, το παράδειγμα "κλειστού τύπου"
που παρουσιάσαμε ήδη στο Μέρος C-17

Lichen-Structure-01-goog.jpg
Ο Λειχήνας (Lichen)
είναι συμβιωτικός βιο-οργανισμός
που αποτελείται από δύο οργανισμούς.
Αυτοί είναι:
- Ο Μύκητας (Fungus) που παρέχει το ύδωρ κλπ
- Το Φύκος (Alge) που παρέχει την ενέργεια μέσω φωτοσύνθεσης

Όμορφα τα παραδείγματα συμβίωσης από τα άλλα Έμβια Βασίλεια
αλλά ...
θα θέλαμε και ένα, εγγύτερο προς τα ενδιαφέροντά μας, παράδειγμα.
(Άνθρωποι είμαστε, και πάντοτε έχουμε μία υστεροβουλία στις ανακαλύψεις!)
Πάμε λοιπόν:

    Πρώτα, το παράδειγμα συμβίωσης "ανοικτού τύπου"

Wedding-02-goog.jpg
Ο Γάμος
αποτελεί
το χαρακτηριστικότερο παράδειγμα
συμβίωσης
ανοικτού τύπου
στο Ανθρώπινο είδος

    Ακολουθεί το παράδειγμα συμβίωσης "κλειστού τύπου"

ms έντερο βίωμα
Πεπτικό Σύστημα Ανθρώπου
και Εντερική Μικροχλωρίδα
Πρόκειται για εξέχον παράδειγμα συμβίωσης:
- Η Μικροβιακή Μικροχλωρίδα παρέχει
την δυνατότητα της πεπτικής επεξεργασίας
στον Άνθρωπο και
- ο Άνθρωπος παρέχει στέγαση και τροφοδοσία
στα πεπτικά Μικρόβια

Όπα!!!!
Για στάσου, γιατί, εδώ, μπαίνουν ιδέες!

Εάν ο Άνθρωπος έχει "ανακαλύψει" τρόπο
να συμβιώσει με Μικρόβια (δηλ. κύτταρα)
που του παρέχουν ιδιότητες που δεν διαθέτει
τότε ...
γιατί να μην μπορεί να συμβιώσει
και με "κάτι" που θα του παράσχει
την μοναδική ιδιότητα της Αιώνιας Νεότητας???

- Μα ... υπάρχει τέτοια "συμβία"????

- Ναι, υπάρχει, ζει στον Πλανήτη Γη
  και το όνομα αυτής .... Χήλα (ακριβέστερα, HeLa)!

Πάμε, λοιπόν, στο επόμενο Μέρος C-22
να γνωρίσουμε την περιβόητη, πραγματικά αθάνατη, Χήλα

------------------------------------------------------------------
Εδώ βρίσκουμε τα περιεχόμενα της θεματικής ενότητας
--------------------------------------------------------------------


Σάββατο 1 Ιουλίου 2017

Electromagnetism a la Mendeleev - C-20

Ηλεκτρομαγνητισμός αλά Mendeleev
-C-20-


C. Ηλεκτροδυναμική
Τετραδιάστατος Χώρος (6) - Πεδιακοί Φυσικοί Νόμοι

--------------------------------------------------------------------
--------------------------------------------------------------------

Όπως είναι γνωστό,
αφήσαμε στο Μέρος C-14
το Τρισδιάστατο Φυσικό Μοντέλο
με κατεστραμμένη Οικουμενική Συμμετρία (Global symmetry)
ως αποτέλεσμα των "Επαγωγικών Φαινομένων"


\begin{array}{l}
    \vec{E} = - \operatorname{grad} V - \frac{\partial} {\partial t} \vec A \\
    \vec{B} = \operatorname{curl} \vec A \\
    Q = \operatorname{div} \vec D \\
    \vec{J} = \operatorname{curl} \vec H - \frac{\partial} {\partial t} \vec D \\
\end{array}
όπου:
E, B, Q, J = Δυναμικά Φυσικά Μεγέθη
V, A, D, H = Δυνητικά Φυσικά Μεγέθη
grad, div, curl = Διαφορικοί Τελεστές
∂/∂t = η χρονική παράγωγος
που καταστρέφει την Οικουμενική Συμμετρία

Οι παραπάνω εξισώσεις είναι γνωστές ως "Εξισώσεις Maxwell" στον 3- Χώρο

Αφού στα προηγούμενα Μέρη, δομήσαμε τα τετραδιάστατα φυσικά μεγέθη
- στο Μέρος C-16, τo Ηλεκτρομαγνητικό Δυναμικό (A)
- στο Μέρος C-17, την Ηλεκτρομαγνητική Ένταση (B)
- στο Μέρος C-18, την Φορτορρευματική Πυκνότητα (J)
- στο Μέρος C-19, τo Φορτορρευματικό Δυναμικό (H)

μπορούμε πλέον να παρουσιάσουμε
τους νέους "κομψούς" και "πανέμορφους" Φυσικούς Νόμους:
              α) Πεδιακός Νόμος Ηλεκτρομαγνητικού Πεδίου
              β) Πεδιακός Νόμος Ηλεκτρικού Φορτορρεύματος

 
\begin{array}{l}
  \boldsymbol{\vec B} = \operatorname{rot} \vec \boldsymbol{A} \\
  \overset \rightharpoonup {\boldsymbol J} = \operatorname{div} \boldsymbol {\overset \rightharpoonup {H}}  \\
\end{array}
όπου
B, J = Δυναμικά Φυσικά Μεγέθη
B = Ηλεκτρομαγνητική Ένταση
J = Φορτορρευματική Πυκνότητα
και
A, H = Δυνητικά Φυσικά Μεγέθη
A =  Ηλκτρομαγνητικό Δυναμικό
H =  Φορτορρευματικό Δυναμικό
και 
rot, div = Διαφορικοί Τελεστές
rot  = Τελεστής Περιστροφής (rotation)
 div = Τελεστής Απόκλισης (divergence)

Οι παραπάνω εξισώσεις είναι γνωστές ως "Εξισώσεις Maxwell" στον 4- Χωρόχρονο

Ενδιαφέρον είναι να αναρωτηθεί κάποιος
πόσες και ποιές εξισώσεις "κρύβει" ο καθένας τους
κάτω από το "τετραδιάστατο χαλί" του.

Έχουμε λοιπόν 10 εξισώσεις που αφορούν:
- οι 6 το Ηλεκτρομαγνητικό Πεδίο και
- οι 4 το Ηλεκτρικό Φορτόρρευμα


\begin{array}{l}
E_x = -\frac{\partial} {\partial x} V - \frac{\partial} {\partial t} A_x\\
E_y= -\frac{\partial} {\partial y} V - \frac{\partial} {\partial t} A_y\\
E_z= -\frac{\partial} {\partial z} V - \frac{\partial} {\partial t} A_z \\
B_x = \frac{\partial}{\partial y} A_z - \frac{\partial}{\partial z} A_y \\
B_y = \frac{\partial}{\partial z} A_x - \frac{\partial}{\partial x} A_z  \\
B_z = \frac{\partial}{\partial x} A_y - \frac{\partial}{\partial y} A_x \\
----\\
Q = \frac{\partial}{\partial x} D_x + \frac{\partial}{\partial y} D_y + \frac{\partial}{\partial z} D_z \\
J_x = \frac{\partial}{\partial y} H_z - \frac{\partial}{\partial z} H_y - \frac{\partial} {\partial t} D_x \\
J_y = \frac{\partial}{\partial z} H_x - \frac{\partial}{\partial x} H_z - \frac{\partial} {\partial t} D_y \\
J_z = \frac{\partial}{\partial x} H_y - \frac{\partial}{\partial y} H_x - \frac{\partial} {\partial t} D_z \\
\end{array}
1) Οι τρείς πρώτες εξισώσεις
αφορούν το Ηλεκτρικό Πεδίο
2) Οι επόμενες τρεις εξισώσεις
αφορούν το Μαγνητικό Πεδίο
3) Η έβδομη εξίσωση
αφορά το Ηλεκτρικό Φορτίο
4) Οι τελευταίες 3 εξισώσεις
αφορούν το Ηλεκτρικό Ρεύμα
-----
Ένας λόγος που παραθέτουμε σε αντιπαράσταση τα δύο "πακέτα" Νόμων
είναι για να συγκριθεί άμεσα
- η "απλότητα" των Φυσικών Νόμων του Τετρα-διάστατου Παρατηρητή
με
- την "συνθετότητα" των Νόμων των Μονο-διάστατων Παρατηρητών.

Παρατηρούμε, λοιπόν,
(και αυτό έχει τεράστια σημασία) ότι
- όσο αυξάνεται το πλήθος των Διαστάσεων
- τόσο μειώνονται και απλοποιούνται οι Φυσικοί Νόμοι
   (αν και, παράλληλα, "πολυπλοκοποιούνται" τα Φυσικά Μεγέθη)

Συμπέρασμα:
Είναι εντυπωσιακό αλλά και γοητευτικό να βλέπει κάποιος 
πως η αύξηση των Διαστάσεων 
ενοποιεί τα Φυσικά Μεγέθη
και λύνει τα όποια προβλήματα συμμετρίας εμφανίζονται

-------------------------------------------------------------------
Εδώ βρίσκουμε τα περιεχόμενα της θεματικής ενότητας
--------------------------------------------------------------------



Παρασκευή 30 Ιουνίου 2017

Electromagnetism a la Mendeleev - C-19

Ηλεκτρομαγνητισμός αλά Mendeleev
-C-19-


C. Ηλεκτροδυναμική
Τετραδιάστατος Χώρος (5) - Φορτορρευματικό Δυναμικό

--------------------------------------------------------------------
--------------------------------------------------------------------

είδαμε τον τρόπο ενοποίησης των δύο Εντάσεων
της Μαγνητικής Έντασης (B) και της Ηλεκτρικής Έντασης (E)
που οδήγησε στην Ηλεκτρομαγνητική Ένταση (B)


{\displaystyle {\overset {\rightarrow }{\boldsymbol {B}}}={\begin{bmatrix}0&B_{z}&-B_{y}&E_{x}/c\\-B_{z}&0&B_{x}&E_{y}/c\\B_{y}&-B_{x}&0&E_{z}/c\\-E_{x}/c&-E_{y}/c&-E_{z}/c&0\\\end{bmatrix}}}
Ο συμβολισμός με το έντονο βέλος
διακρίνει την  4-διάστατη Ηλεκτρομαγνητική Ένταση (B)
από την 3-διάστατη Μαγνητική Ένταση (B)

Εντελώς, ανάλογος είναι ο τρόπος που ακολουθούμε
και στην παρούσα περίπτωση.

Αρχίζουμε από τις μητραϊκές αναπαραστάσεις στον Τρισδιάστατο Χώρο:

Όπως είδαμε στο Μέρος C-13 
- Το Ρευματικό Δυναμικό (Η) στον Τρισδιάστατο Χώρο
   εκφράζεται μαθηματικά από ένα "αξονικό" διάνυσμα

{\displaystyle {\vec {H}}={\begin{bmatrix}H_{x}&H_{y}&H_{z}\end{bmatrix}}}
Ακριβέστερα,
το Ρευματικό Δυναμικό (Η)
εκφράζεται από
ένα ανταλλοίωτο (covariant)
αξονικό (axial)
3-διάνυσμα

που αναπαρίσταται από
μία (1x3) μήτρα-σειρά

 - Το Φορτιακό Δυναμικό (D) στον Τρισδιάστατο Χώρο
    εκφράζεται μαθηματικά από ένα  "πολικό" διάνυσμα

{\displaystyle {\vec {D}}={\begin{bmatrix}D_{x}\\D_{y}\\D_{z}\\\end{bmatrix}}}
Ακριβέστερα,
το Φορτιακό Δυναμικό (D)
εκφράζεται από ένα,
συναλλοίωτο (convariant),
πολικό (polar),
3-διάνυσμα
που αναπαρίσταται από
μία (3x1) μήτρα-στήλη

Στην συνέχεια, προκειμένου να μεταφερθούμε στον Τετραδιάστατο Χώρο,
εκτελούμε τα ακόλουθα βήματα (όπως στο Μέρος C-17):

α) βρίσκουμε το "δυικό" Ρευματικό Δυναμικό (Η) 
    στον Τρισδιάστατο Χώρο
    που είναι "εμβυθίσιμο" σε ένα τετραδιάστατο μέγεθος

{\displaystyle {\color {red}{\operatorname {dual} }}\;{\vec {H}}\equiv {\boldsymbol {\vec {H}}}={\begin{bmatrix}0&H_{z}&-H_{y}\\-H_{z}&0&H_{x}\\H_{y}&-H_{x}&0\\\end{bmatrix}}}
Ακριβέστερα,
το Ρευματικό Δυναμικό (Η)
εκφράζεται, κανονικά, από
έναν ανταλλοίωτο (contavariant)
ψευδή (pseudo)
3-τανυστή
που αναπαρίσταται από
μία (3x3) αντισυμμετρική μήτρα
οπότε έτσι
παραμένει αναλλοίωτο (invariant)
στον μετασχηματισμό
της Χωρο-Περιστροφής (Spaced Rotation)

β) επεκτείνουμε το Φορτιακό Δυναμικό (D)
    στον Τετραδιάστατο Χώρο
    ώστε να αποτελέσει το υπόβαθρο
    μέσα στο οποίο το θα "εμβυθιστεί"
    (με την έννοια της Διαφορικής Τοπολογίας)
    το προηγούμενο τρισδιάστατο Δυναμικό

{\displaystyle {\color {pink}{\operatorname {dual} }}\;{\vec {D}}\equiv {\boldsymbol {\vec {D}}}={\begin{bmatrix}0&0&-D_{x}\\0&0&-D_{y}\\D_{x}&D_{y}&0\\\end{bmatrix}}}
Προσθήκη λεζάντας

Από την στιγμή που βρέθηκαν οι δύο μήτρες
που αναπαριστούν τα Δυναμικά των δύο Οντοτήτων
το "κούμπωμα" τους  είναι, πλέον, απλούστατη υπόθεση.
Το νέο φυσικό μέγεθος που προκύπτει από την "συγκατοίκηση"
των Δυναμικών των δύο Οντοτήτων
είναι το Φορτορρεματικό Δυναμικό (H)

{\displaystyle {\overrightarrow {\boldsymbol {H}}}={\begin{bmatrix}0&H_{z}&-H_{y}&-D_{x}\cdot c\\-H_{z}&0&H_{x}&-D_{y}\cdot c\\H_{y}&-H_{x}&0&-D_{z}\cdot c\\D_{x}\cdot c&D_{y}\cdot c&D_{z}\cdot c&0\\\end{bmatrix}}}
Ακριβέστερα,
το Φορτιακό Δυναμικό (D)
εκφράζεται, κανονικά, από
έναν ανταλλοίωτο (contravariant)
ψευδή (pseudo)
4-τανυστή
που αναπαρίσταται από
μία (4x4) αντισυμμετρική μήτρα
οπότε έτσι
παραμένει αναλλοίωτο (invariant)
στον μετασχηματισμό
της Χρονο-Περιστροφής (Timed Boost)

ή συνοπτικά

{\displaystyle {\overrightarrow {\boldsymbol {H}}}={\begin{bmatrix}{\boldsymbol {\vec {H}}}&-{\vec {D}}\cdot c\\{\vec {D}}\cdot c&0\\\end{bmatrix}}}
Προσθήκη λεζάντας

Η ανακάλυψη του τρόπου που τα μεγέθη
του Ηλεκτρικού Ρεύματος και Ηλεκτρικού Φορτίου
συμβιώνουν στον κοινό "Φορτορρευματικό Οίκο"
ήταν επίσης από τις μεγαλύτερες στην εξέλιξη της Ανθρώπινης Διάνοιας
και απογείωσε
- τόσο την κατανόηση της Φύσης
- όσο και την εξέλιξη της Τεχνολογίας.

----
Πρέπει, ενδεχομένως, και το συμβιωτικό ζεύγος  Ανεμώνης - Ιχθύος
να θεωρηθεί απώτατος απόγονος αυτής
της εντυπωσιακής συμβίωσης Ηλεκτρικού Φορτίου και Ηλεκτρικού Ρεύματος,
ως ένα τυχαίο παράγωγο προϊόν,
στην μακρότατη εξελικτική διαδικασία της Φύσης.

Μπορούμε να δούμε στην παρακάτω εικόνα
του συμβιωτικού ζεύγους
την εντυπωσιακή ομοιότητα του τρόπου που
- η θαλάσσια Ανεμώνη
αγκαλιάζει "προστατευτικά" και υποστηρικτικά
- τον Ιχθύ Clown
με την δομή της Φορτορρευματικής μήτρας όπου
- το 4x4 Φορτιακό της τμήμα
ενσωματώνει ανάλογα το εμβυθισμένο
- το 3x3 Ρευματικό τμήμα

Στο συμβιωτικό αυτό ζεύγος
δύο αυτόνομων βιο-οργανισμών
- η (πράσινη) Ανεμώνη
με τα τοξικά της πλοκάμια
προσφέρει προστασία από θηρευτές ενώ
- ο (ερυθρόλευκος) Ιχθύς Clown
παρέχει θρεπτικά συστατικά
----
Ο σοφός Feynman έλεγε, προφητικά,
σε μία διάλεξη το 1964 στο Cornell University
(The Character of Physical Law)
"Το να ανακαλύπτεις τους Νόμους της Φυσικής προσομοιάζει
με τα κομμάτια ενός πολύπλοκου pazzle.
Έχουμε πολλά κομμάτια
και κάθε τόσο ανακαλύπτουμε και άλλα.
Πολλά είναι διάσπαρτα χωρίς να φαίνεται εκ πρώτης όψης
να ταιριάζουν μεταξύ τους.
Πως ξέρουμε ότι ταιριάζουν κάπου? Δεν είμαστε εντελώς βέβαιοι
Όμως, όλα δείχνουν κοινή καταγωγή,
όλα φαίνονται δομημένα από το ίδιο "ξύλο"
όλα δείχνουν "γαλάζιο ουρανό"
RichardFeynman-PaineMansionWoods1984 copyrightTamikoThiel bw.jpg
Richard Phillips Feynman (1918 – 1988)
ήταν 
Αμερικανός φυσικός,
ένας από τους σημαντικότερους θεωρητικούς φυσικούς,
ο οποίος τιμήθηκε και με το 
Βραβείο Nobel Φυσικής
για τη έρευνά του στην 
Κβαντική Μηχανική,
ειδικά για τη συμβολή του
στην ανάπτυξη της Κ
βαντικής Ηλεκτροδυναμικής.

-------------------------------------------------------------------
Εδώ βρίσκουμε τα περιεχόμενα της θεματικής ενότητας
--------------------------------------------------------------------