Işık hızına ek olarak, düşündüğünüz veya düşünmediğiniz birçok teorik sınır vardır.
Herkes aşırılıkları sever ve giderek daha fazla ekstrem spor meraklısı vardır. Teoride, iyi bilinen ışık hızına ek olarak, düşündüğünüz veya düşünmediğiniz birçok teorik sınır vardır.
Betz yasası
Rüzgar enerjisinden dönüştürdüğümüz enerji en fazla% 59,3'ü geçmiyor. Buna "Betz Yasası" denir.
"Geliyorum ~~~" "Hey, geçmeme izin ver"
"Hayır, hareket edemeyecek kadar yorgunum, hiç enerjim yok."
Bu karikatür, rüzgar türbinlerinin verimliliğinin neden% 100'e ulaşamayacağını ortaya koyuyor.
Rüzgârdaki tüm enerji, pervaneden geçerken% 100 mekanik enerjiye dönüştürülürse, artık rüzgar esmeyecek ve kanattan geçen havanın rüzgar hızı sıfıra düşecektir. Bu, havanın kanadın arkasında bloke edeceği ve toplanacağı ve kanadı itip enerji üretecek hava akışı olmayacağı anlamına gelir.
Akışkanlar mekaniğinin akış koruma denklemi ile hava kinetik enerjisinin değişim hızının kanattan önceki ve sonraki hava hızının oranının kübik fonksiyonu olduğu ve basit hesap bilgisi ile maksimum verimin% 59,3 olarak hesaplanabileceği hesaplanabilir.
Bekenstein sınırı
Bu sınır, kara delik teorisiyle yakından ilgilidir.
Bekenstein Bound, belirli bir hacim ve enerji ile depolanabilen maksimum veri miktarını ifade eder. Birim bit cinsindendir. Formül:
Formülde, R kapalı uzaydaki yerleşik kürenin yarıçapı, E kütle enerjisi, sembolü indirgenmiş Pockron sabiti ve c ışık hızıdır. Sınır değeri yaklaşık 2,58 × 1043 mR bayttır. Bu nedenle, bir santimetreküp ve 1 gramlık bir kütle (su yoğunluğu) teorik olarak 1.77 × 1021 bayta kadar depolayabilir, bu da 200 milyar GB veriye eşdeğerdir.
Bu eşitsizliği ihlal eden bir sistem varsa yani çok fazla entropi varsa Bekenstein termodinamiğin ikinci yasasını ihlal edeceğine inanıyor. 1995 yılında Ted Jacobson, Einstein'ın alan denklemlerinin Bekenstein üst sınırının gerçekliğinden ve termodinamik yasalarından türetilebileceğini kanıtladı. Bununla birlikte, bazı teoriler, termodinamik ve genel göreliliği birbiriyle tutarlı hale getirmek için bir tür üst sınırın var olması gerektiğini belirtmesine rağmen, üst sınırın tam ifadesi her zaman bir tartışma konusu olmuştur.
Randall İlkesi
Landauer'in prensibi, bir bit veriyi silmek için gereken minimum enerjinin kT ln2 olduğunu belirtir. Formülde k, Boltzmann sabiti ve T, cihazın sıcaklığıdır.
Oda sıcaklığında (25 ° C veya 298K), Randall sınırı, bir bit bilgiyi öldürmek için gereken minimum enerjinin yaklaşık 0,017 elektron volt (enerji birimi) olduğunu gösterir. Yani oda sıcaklığında 1GB boyutunda bir video indirirseniz, bilgisayarın 100 milyon baytı değiştirmesi için gereken minimum enerji 3 × 10-11 joule'dur. (Elbette gerekli olan gerçek enerji bu teorinin alt sınırını aşıyor)
Elbette, bu teorinin doğru olup olmadığını test etmek için sürekli deneyler var.
Bremerman sınırı
Bremermann Sınırı (Bremermann Sınırı), bir birim maddeyi ifade eder. Birim zamanda elde edilebilecek en hızlı hesaplama hızı (bit cinsinden):
c2 / h
Formülde c ışık hızı ve h Planck sabitidir.Sonuç, saniyede kilogram başına 1.36 × 1050 bittir.
İkinci Dünya Savaşı sırasında Almanya'da kullanılan Lorentz şifre makinesi
Bu sınır, Einsteinın kütle-enerji denklemi ve Heisenbergin belirsizlik ilkesiyle tahmin edilmektedir. En büyük kullanımı, bir şifre derlerken, karşı tarafı kısa sürede şiddetten korumak için anahtarın ne kadar karmaşık olduğunu düşünmek gerektiğidir. Çatlak arayın.
Yıldız kütlesinin alt sınırı
Bir başka ilginç sınır da "bir yıldızın kütlesinin alt sınırı" dır. Nükleer füzyonu tetikleyebilmek için belli bir niteliğe sahip olması gerekir. Basitçe söylemek gerekirse, bir yıldıza yükseltme için giriş ücreti, evet, yaklaşık 80 Jüpiter'in kütlesidir. Teoride, kütlesi 80 Jüpiter'in üzerinde kütleye sahip bir gök cisiminin iç çekirdeği, güçlü yerçekimi kuvveti nedeniyle nükleer füzyona neden olacaktır.
Ancak gök cismi kütlesi alt sınıra ulaştığında, çekirdekteki basınç hidrojen atomunun füzyon reaksiyonuna girmesine neden olabilir. Tabii ki, gökbilimciler bu teorik alt sınırı aşacak yeni yıldızların bulunup bulunmadığını görmek için yıldızlı gökyüzünü keşfetmek için çok çalışıyorlar, tabii ki bu tür yıldızlar küçük ve sönük olduğundan, tespit edilmesi çok zor.
Vikramaditya Gaonkar, Stephen Hou, James Pan, Benjamin Gardner Jacoby tarafından
Orijinal metin Quora'dan çevrildi ve çevirmen Junius tarafından Creative Commons Anlaşması'na (BY-NC) dayalı olarak yayınlandı Editör, metnin içeriğinde bazı değişiklikler yaptı.
Yayıncı: Cloudiiink
En Yeni 10 Popüler Makale
Görüntülemek için başlığa tıklayın
