пятница, 25 февраля 2011 г.

За триллион лет до Большого взрыва

Теория Большого взрыва пользуется доверием абсолютного большинства ученых, изучающих раннюю историю нашей Вселенной. Она и в самом деле объясняет очень многое и ни в чем не противоречит экспериментальным данным. Однако недавно у нее появился конкурент в лице новой, циклической теории, основы которой разработали двое физиков экстра-класса — директор Института теоретической науки Принстонского университета Пол Стейнхардт и лауреат Максвелловской медали и престижной международной премии TED Нил Тьюрок, директор канадского Института перспективных исследований в области теоретической физики
У теории Большого взрыва в нынешнем десятилетии появился сильный конкурент — циклическая теория.
Название этой статьи может показаться не слишком умной шуткой. Согласно общепринятой космологической концепции, теории Большого взрыва, наша Вселенная возникла из экстремального состояния физического вакуума, порожденного квантовой флуктуацией. В этом состоянии не существовало ни времени, ни пространства (или они были спутаны в пространственно-временную пену), а все фундаментальные физические взаимодействия были слиты воедино. Позже они разделились и обрели самостоятельное бытие — сначала гравитация, затем сильное взаимодействие, а уже потом — слабое и электромагнитное.
Момент, предшествовавший этим переменам, принято обозначать как нулевое время, t = 0, однако это чистая условность, дань математическому формализму. Согласно стандартной теории, непрерывное течение времени началось лишь после того, как сила тяготения обрела независимость. Этому моменту обычно приписывают величину t = 10–43с (точнее, 5,4 × 10–44с), которую называют планковским временем. Современные физические теории просто не в состоянии осмысленно работать с более короткими промежутками времени (считается, что для этого нужна квантовая теория гравитации, которая пока не создана). В контексте традиционной космологии нет смысла рассуждать о том, что происходило до начального момента времени, поскольку времени в нашем понимании тогда просто не существовало.
Непременной частью стандартной космологической теории служит концепция инфляции (см. врезку). После окончания инфляции в свои права вступило тяготение, и Вселенная продолжила расширяться, но уже с уменьшающейся скоростью. Такая эволюция растянулась на 9 млрд лет, после чего в дело вступило еще одно антигравитационное поле неизвестной природы, которое именуют темной энергией. Оно опять вывело Вселенную в режим экспоненциального расширения, который вроде бы должен сохраниться и в будущие времена. Следует отметить, что эти выводы базируются на астрофизических открытиях, сделанных в конце прошлого века, почти через 20 лет после появления инфляционной космологии.

среда, 23 февраля 2011 г.

Удивительная история черных дыр


Научное мышление подчас конструирует объекты со столь парадоксальными свойствами, что даже самые проницательные ученые поначалу отказывают им в признании. Самый наглядный пример в истории новейшей физики — многолетнее отсутствие интереса к черным дырам, экстремальным состояниям гравитационного поля, предсказанным почти 90 лет назад. Долгое время их считали чисто теоретической абстракцией, и лишь в 1960-70-е годы уверовали в их реальность. Однако основное уравнение теории черных дыр было выведено свыше двухсот лет назад.

Озарение Джона Мичелла

Джон Мичелл
Имя Джона Мичелла, физика, астронома и геолога, профессора Кембриджского университета и пастора англиканской церкви, совершенно незаслуженно затерялось среди звезд английской науки XVIII века. Мичелл заложил основы сейсмологии — науки о землетрясениях, выполнил превосходное исследование магнетизма и задолго до Кулона изобрел крутильные весы, которые использовал для гравиметрических измерений. В 1783 году он попытался объединить два великих творения Ньютона — механику и оптику. Ньютон считал свет потоком мельчайших частиц. Мичелл предположил, что световые корпускулы, как и обычная материя, подчиняются законам механики. Следствие из этой гипотезы оказалось весьма нетривиальным — небесные тела могут превратиться в ловушки для света.
Как рассуждал Мичелл? Пушечное ядро, выстреленное с поверхности планеты, полностью преодолеет ее притяжение, лишь если его начальная скорость превысит значение, называемое теперь второй космической скоростью и скоростью убегания. Если гравитация планеты столь сильна, что скорость убегания превышает скорость света, выпущенные в зенит световые корпускулы не смогут уйти в бесконечность. Это же произойдет и с отраженным светом. Следовательно, для очень удаленного наблюдателя планета окажется невидимой. Мичелл вычислил критическое значение радиуса такой планеты Rкр в зависимости от ее массы М, приведенной к массе нашего Солнца Ms: Rкр = 3 км x M/Ms.
Джон Мичелл верил своим формулам и предполагал, что глубины космоса скрывают множество звезд, которые с Земли нельзя разглядеть ни в один телескоп. Позже к такому же выводу пришел великий французский математик, астроном и физик Пьер Симон Лаплас, включивший его и в первое (1796), и во второе (1799) издания своего «Изложения системы мира». А вот третье издание вышло в свет 1808 году, когда большинство физиков уже считало свет колебаниями эфира. Существование «невидимых» звезд противоречило волновой теории света, и Лаплас счел за лучшее о них просто не упоминать. В последующие времена эту идею считали курьезом, достойным изложения лишь в трудах по истории физики.

вторник, 22 февраля 2011 г.

Как рождаются планеты. Подробное описание


В масштабах космоса планеты — всего лишь песчинки, играющие незначительную роль в грандиозной картине развития природных процессов. Однако это наиболее разнообразные и сложные объекты Вселенной. Ни у одного из других типов небесных тел не наблюдается подобного взаимодействия астрономических, геологических, химических и биологических процессов. Ни в одном из иных мест в космосе не может зародиться жизнь в том виде, как мы ее знаем. Только в течение последнего десятилетия астрономы обнаружили более 200 планет.
Формирование планет, издавна считавшееся спокойным и стационарным процессом, в действительности оказалось весьма хаотическим.
Поразительное разнообразие масс, размеров, состава и орбит заставило многих задуматься об их происхождении. В 1970-е гг. формирование планет считалось упорядоченным, детерминированным процессом — конвейером, на котором аморфные газово-пылевые диски превращаются в копии Солнечной системы. Но теперь нам известно, что это хаотичный процесс, предполагающий различный результат для каждой системы. Родившиеся планеты выжили в хаосе конкурирующих механизмов формирования и разрушения. Многие объекты погибли, сгорев в огне своей звезды, или были выброшены в межзвездное пространство. У нашей Земли могли быть давно потерянные близнецы, странствующие ныне в темном и холодном космосе.
Юная планета-гигант захватывает газ из диска вокруг новорожденной звезды. Изображение «В мире науки»
Юная планета-гигант захватывает газ из диска вокруг новорожденной звезды.

Наука о формировании планет лежит на стыке астрофизики, планетологии, статистической механики и нелинейной динамики. В целом планетологи развивают два основных направления. Согласно теории последовательной аккреции, крошечные частицы пыли слипаются, образуя крупные глыбы. Если такая глыба притянет к себе много газа, она превращается в газовый гигант, как Юпитер, а если нет — в каменистую планету типа Земли. Основные недостатки данной теории — медлительность процесса и возможность рассеяния газа до формирования планеты.

понедельник, 21 февраля 2011 г.

Темная материя

Видимое нами вещество — лишь малая часть того, из чего состоит наш мир. Все остальное — нечто, о чем мы почти ничего не знаем. Это загадочное «нечто» получило название темной материи.
Если бы тени предметов зависели не от величины сих последних,
а имели бы свой произвольный рост, то, может быть,
вскоре не осталось бы на всем земном шаре ни одного светлого места.
Козьма Прутков

Что будет с нашим миром?

Рисунок Николая Кращина (изображение: «Химия и жизнь»)

После открытия в 1929 году Эдвардом Хабблом красного смещения в спектрах удаленных галактик стало ясно, что Вселенная расширяется. Одним из вопросов, возникших в этой связи, был следующий: как долго будет продолжаться расширение и чем оно закончится? Силы гравитационного притяжения, действующие между отдельными частями Вселенной, стремятся затормозить разбегание этих частей. К чему торможение приведет — зависит от суммарной массы Вселенной. Если она достаточно велика, силы тяготения постепенно остановят расширение и оно сменится сжатием. В результате Вселенная в конце концов опять «схлопнется» в точку, из которой когда-то начала расширяться. Если же масса меньше некоторой критической массы, то расширение будет продолжаться вечно. Обычно принято говорить не о массе, а о плотности, которая связана с массой простым соотношением, известным из школьного курса: плотность есть масса, деленная на объем.
Расчетное значение критической средней плотности Вселенной примерно 10–29 граммов на кубический сантиметр, что соответствует в среднем пяти нуклонам на кубический метр. Следует подчеркнуть, что речь идет именно о средней плотности. Характерная концентрация нуклонов в воде, земле и в нас с вами составляет около 1030 на кубический метр. Однако в пустоте, разделяющей скопления галактик и занимающей львиную долю объема Вселенной, плотность на десятки порядков ниже. Значение концентрации нуклонов, усредненное по всему объему Вселенной, десятки и сотни раз измеряли, тщательно подсчитывая разными методами количества звезд и газопылевых облаков. Результаты таких измерений несколько различаются, но качественный вывод неизменен: значение плотности Вселенной едва дотягивает до нескольких процентов от критической.

воскресенье, 20 февраля 2011 г.

Реально ли многомирие?

Запаситесь терпением и временем, ибо статья большая не только по размерам но и по емкости. Как известно из теории струн, наша вселенная может быть многомерной. А что значит, и как это вообще можно представить, подробно объясняться в этой статье. Рекомендовано к прочтению.
Параллельные, пересекающиеся, ветвящиеся и вновь сходящиеся вместе миры. Что это — выдумка писателей-фантастов или реальность, ещё не осознанная? Тема многомирия, развиваемая философами с античных времён, в середине XX века стала предметом обсуждения физиков. На основе принципа взаимодействия наблюдателя с квантовой реальностью появилась новая интерпретация квантовой механики, получившая название «оксфордской». Её автор, молодой физик Хью Эверетт, встречался с Нильсом Бором, основателем общепринятой на тот момент «копенгагенской» интерпретации квантовой механики. Но общего языка они не нашли. Их миры разошлись...
Чарльз Мизнер, Хейл Троттер, Нильс Бор, Хью Эверетт и Дэвид Харрисон. Встреча в Принстонском университете, 1954 год. Изображение «Наука и жизнь»
Чарльз Мизнер, Хейл Троттер, Нильс Бор, Хью Эверетт и Дэвид Харрисон. Встреча в Принстонском университете, 1954 год. Изображение «Наука и жизнь»
Идея о множественности миров зародилась на огромных пространствах от гор и равнин Эллады до Тибета и долины Ганга в Индии около 2500 лет назад. Рассуждения о многомирии можно найти в поучениях Будды, в беседах Левкиппа и Демокрита. Известный философ и историк науки Виктор Павлович Визгин проследил эволюцию этой идеи у античных философов — Аврелия Августина, Николая Кузанского, Джордано Бруно, Бернара Ле Бовье де Фонтенеля. В конце XIX — начале ХХ века в этом ряду появляются и отечественные мыслители — Николай Фёдоров с его «Философией общего дела», Даниил Андреев с «Розой мира», Велимир Хлебников в «Досках судьбы» и Константин Циолковский, чьи идеи ещё очень мало изучены.
ХХ век в науке — это, по общему признанию, «век физики». И физика не могла обойти молчанием фундаментальный мировоззренческий вопрос: живём мы в единственной Вселенной или существует множество вселенных — миров, подобных нашему либо отличных от него?

Элементарны частицы и их взаимодействия

    Элементарные частицы, в точном значении этого термина, - это первичные, далее неразложимые частицы, из которых, по предположению, состоит вся материя.
    Элементарные частицы современной физики не удовлетворяют строгому определению элементарности, поскольку большинство из них по современным представлениям являются составными системами. Общее свойство этих систем заключается в том. Что они не являются атомами или ядрами (исключение составляет протон). Поэтому иногда их называют субъядерными частицами.
    Частицы, претендующие на роль первичных элементов материи, иногда называют "истинно элементарные частицы".

Электрон
    Первой открытой элементарной частицей был электрон. Его открыл английский физик Томсон в 1897 году.
    Первой открытой антицастицей был позитрон - частица с массой электрона, но положительным электрическим зарядом. Это античастица была обнаружена в составе космических лучей американским физиком Андерсоном в 1932 году.
    В современном физике в группу элементарных относятся более 350 частиц, в основном нестабильных, и их число продолжает расти.
    Если раньше элементарные частицы обычно обнаруживали в космических лучах, то с начала 50-х годов ускорители превратились в основной инструмент для исследования элементарных частиц.
    Микроскопические массы и размеры элементарных частиц обусловливают квантовую специфику их поведения: квантовые закономерности являются определяющими в поведении элементарных частиц.

суббота, 19 февраля 2011 г.

Солнечная система — cтроение и ее планеты

//ссылки на описание планет теперь работают

Вокруг Солнца движутся девять больших планет в следующем порядке, начиная от Солнца: Меркурий > Венера > Земля > Марс > Юпитер > Сатурн > Уран > Нептун > Плутон. Все эти планеты обращаются вокруг Солнца в одном направлении, называемом прямым. Орбиты больших планет представляют собой эллипсы, весьма близкие к кругам, а плоскости их орбит наклонены к эклиптике под небольшими углами. Массы всех планет, вместе взятых, составляют только 0,0013(3) массы Солнца. Кроме этих больших планет, преимущественно между Марсом и Юпитером, движется большое число более мелких тел, называемых малыми планетами или астероидами. Число известных малых планет в результате новых открытий непрерывно увеличивается и к настоящему времени их насчитывается более 1600.

Symphony of Science

Symphony of Science — музыкальный проект во главе с Джоном Босуэлл, предназначеный для научного познания и философии в музыкальной форме.
В этой статье вы можете познакомиться с некоторыми из них. Это действительно потрясающе!
Показать текст песни

пятница, 18 февраля 2011 г.

От Большого взрыва до наших дней


Сегодня вы познакомились с теорией Большого взрыва. Но с того взрыва прошло около 14млрд. лет, что же происходило в этот период со Вселенной? С этим мы и попытаемся разобраться.


Темная эпоха

Более 13 миллиардов лет назад случилось событие, после которого образовалась наблюдаемая Вселенная. Произошел Большой взрыв. До Большого взрыва плотность во Вселенной могла быть гигантской, но не бесконечной, а сингулярность не могла быть меньше кванта объема (в кубических сантиметрах - 98 нулей после запятой). События не могли быть короче кванта времени. Стараясь объединить принципы общей теории относительности и квантовой механики, физики разработали теорию струн и теорию петлевой квантовой гравитации, конкурирующие в объяснении устройства мира. Темная эпоха Как ни удивительно, вскоре после Большого взрыва, через полмиллиона лет, началась эпоха, когда во Вселенной было совершенно темно, пусто и холодно. Темная эпоха продолжалась примерно 250 миллионов лет. Во Вселенной не было ни одной звезды, ни одной галактики. Если в начале Темной эпохи глаз человека еще мог бы заметить тускло-красное равномерное свечение неба, то теперь темнота стала вездесущей. Пространство было заполнено главным образом темной материей и реликтовым излучением, которое тогда было более коротковолновым (инфракрасным), соответствовало примерно 150 К (-120оС) и продолжало остывать по мере расширения пространства. Барионная материя составляла 1/10 темной и состояла из атомов водорода и гелия в пропорции 4:1 по массе. Темная энергия практически никакой роли не играла. События Темной эпохи установлены с помощью расчетных моделей, потому что ничего, кроме реликтового излучения, оттуда до нас не дошло. Но модели достаточно надежны; именно модели дают представление о природе Темной эпохи. Когда связь реликтового излучения с веществом разорвалась и излучение стало самостоятельным явлением, красное смещение z составляло огромную величину, z = 1200.

Теория Большого взрыва


Согласно теории Большого Взрыва, Вселенная в момент образования была в тысячи раз более плотном и горячем состоянии, чем сейчас. Этот период рождения мира в науке называют космологической сингулярностью. Момент начала расширения Вселенной, то есть окончания сингулярного состояния, и получил название Big Bang.

Астрономы употребляют термин «Большой взрыв» в двух взаимосвязанных значениях. С одной стороны этим термином называют само событие, ознаменовавшее зарождение Вселенной около 15 миллиардов лет назад; с другой — весь сценарий ее развития с последующим расширением и остыванием.

Концепция Большого взрыва появилась с открытием в 1920-е годы закона Хаббла. Этот закон описывает простой формулой результаты наблюдений, согласно которым видимая Вселенная расширяется и галактики удаляются друг от друга. Нетрудно, следовательно, мысленно «прокрутить пленку назад» и представить, что в исходный момент, миллиарды лет назад, Вселенная пребывала в сверхплотном состоянии. Такая картина динамики развития Вселенной подтверждается двумя важными фактами.

Космический микроволновой фон

 

В 1964 году американские физики Арно Пензиас и Роберт Уилсон обнаружили, что Вселенная наполнена электромагнитным излучением в микроволновом диапазоне частот. Последовавшие измерения показали, что это характерное классическое излучение черного тела, свойственное объектам с температурой около –270°С (3 К), т. е. всего на три градуса выше абсолютного нуля.

Теория струн — объективно о главном


Внимание, пристегните покрепче ремни — и я попробую описать вам одну из самых странных теорий из числа серьезно обсуждаемых сегодня научных кругах, которая способна дать наконец окончательную разгадку устройства Вселенной. Теория эта выглядит настолько дико, что, вполне возможно, она правильна!

— Я хотя бы не выдумываю 26 измерений, чтобы свести задачу к математике.
— Я их не выдумывал, они существуют!
— В какой это такой Вселенной?
— Во всех, в этом вся суть!


Различные версии теории струн сегодня рассматриваются в качестве главных претендентов на звание всеобъемлющей универсальной теории, объясняющей природу всего сущего. А это — своего рода Священный Грааль физиков-теоретиков, занимающихся теорией элементарных частиц и космологии. Универсальная теория (она же теория всего сущего) содержит всего несколько уравнений, которые объединяют в себе всю совокупность человеческих знаний о характере взаимодействий и свойствах фундаментальных элементов материи, из которых построена Вселенная. Сегодня теорию струн удалось объединить с концепцией суперсимметрии, в результате чего родилась теория суперструн, и на сегодняшний день это максимум того, что удалось добиться в плане объединения теории всех четырех основных взаимодействий (действующих в природе сил). Сама по себе теория суперсимметрии уже построена на основе априорной современной концепции, согласно которой любое дистанционное (полевое) взаимодействие обусловлено обменом частицами-носителями взаимодействия соответствующего рода между взаимодействующими частицами (см. Стандартная модель). Для наглядности взаимодействующие частицы можно считать «кирпичиками» мироздания, а частицы-носители — цементом.

Научно-популярные программы

Пожалуй любовь к науке вырастает из мелочей — первая собранная электрическая цепь, в виде батарейки, проводка и лампочки; первое насекомое изученное с помощью лупы; первая телепрограмма по телевизору, которая отложила заметный отпечаток на твоем сознании. О таких программах я и хочу сейчас поговорить. Наверно те кто не в первый раз читает этот блог — догадываются, что я технарь. Делить людей на технарей и гуманитариев — не разумно, поэтому не важно кто я. Хотя некая склонность к одним из этих «общин» все же отразилась на моем вкусе, но я уверен, что всякий человек найдет в этой статье много знакомого, полезного и интересного.

Начнем, пожалуй, с самой известной, из подобных. С ней мне довелось познакомиться во временна ТК «рамблер», тогда еще только заканчивались съемки 1го сезона

Разрушители легенд

Суть: «Разрушители легенд» (англ. MythBusters) — американская научно-популярная телепередача на канале Discovery Channel. Передачу ведут специалисты по спецэффектам Джейми Хайнеман и Адам Севидж, использующие свои навыки и опыт для экспериментальной проверки различных баек, слухов, городских легенд и других порождений популярной культуры. Съёмки передачи обычно проходят в области залива Сан-Франциско.
Здесь есть все чтобы шоу стало популярным — харизматический Адам, сексуальная Кэри Байрон, сноб — Джейми, ну и конечно же блекждек и шлюхи взрывы и спецэффекты.

четверг, 17 февраля 2011 г.

Теория относительности «для чайников»

Недавно, вы поверхностно познакомились с одним из «китов» физики — квантовой механики. Сейчас пришло время поведать о другой, не менее важной, и масштабной частью физики — теории относительности. Приготовитесь к «стене» текста (хотя что в этом плохого?), или можете сразу проматывать вниз, там есть видео для ленивых :3
Был этот мир туманной мглой окутан.
"Да будет свет" и вот явился Ньютон.
Но Сатана недолго ждал реванша.
Пришел Эйнштейн,- и стало все как раньше.

Говорят, что прозрение пришло к Альберту Эйнштейну в одно мгновение. Ученый якобы ехал на трамвае по Берну (Швейцария), взглянул на уличные часы и внезапно осознал, что если бы трамвай сейчас разогнался до скорости света, то в его восприятии эти часы остановились бы — и времени бы вокруг не стало. Это и привело его к формулировке одного из центральных постулатов относительности — что различные наблюдатели по-разному воспринимают действительность, включая столь фундаментальные величины, как расстояние и время.

Говоря научным языком, в тот день Эйнштейн осознал, что описание любого физического события или явления зависит от системы отсчета, в которой находится наблюдатель (см. Эффект Кориолиса). Если пассажирка трамвая, например, уронит очки, то для нее они упадут вертикально вниз, а для пешехода, стоящего на улице, очки будут падать по параболе, поскольку трамвай движется, в то время как очки падают. У каждого своя система отсчета.

Но хотя описания событий при переходе из одной системы отсчета в другую меняются, есть и универсальные вещи, остающиеся неизменными. Если вместо описания падения очков задаться вопросом о законе природы, вызывающем их падение, то ответ на него будет один и тот же и для наблюдателя в неподвижной системе координат, и для наблюдателя в движущейся системе координат. Закон распределенного движения в равной мере действует и на улице, и в трамвае. Иными словами, в то время как описание событий зависит от наблюдателя, законы природы от него не зависят, то есть, как принято говорить на научном языке, являются инвариантными. В этом и заключается принцип относительности.

Большой адронный коллайдер. Принципы, тайны и их разгадки.

     Наверное каждый человек имеющий интернет или телевизор слышал о таком «чуде» как Большой адронный коллайдер. Возможно большинство из вас знают, что это ускоритель частиц, но для чего нужно ускорять частицы? Попробуем в этом разобраться, заодно узнаем принцип его работы.

     Большой адронный коллайдер — ускоритель заряженных частиц на встречных пучках, предназначенный для разгона протонов и тяжёлых ионов (ионов свинца) и изучения продуктов их соударений.
     Большим назван из-за своих размеров: длина основного кольца ускорителя составляет 26 659 м; адронным — из-за того, что он ускоряет адроны, то есть частицы, состоящие из кварков; коллайдером (англ. collide — сталкиваться) — из-за того, что пучки частиц ускоряются в противоположных направлениях и сталкиваются в специальных точках столкновения.

Поставленные перед БАКом задачи

     В начале XX века в физике появились две основополагающие теории — общая теория относительности (ОТО) Альберта Эйнштейна, которая описывает Вселенную на макроуровне, и квантовая теория поля, которая описывает Вселенную на микроуровне. Проблема в том, что эти теории несовместимы друг с другом. Например, для адекватного описания происходящего в чёрных дырах нужны обе теории, а они вступают в противоречие.
     Эйнштейн многие годы пытался разработать единую теорию поля, но безуспешно, поскольку игнорировал квантовую механику. В конце 1960-х физикам удалось разработать Стандартную модель (СМ), которая объединяет три из четырёх фундаментальных взаимодействий — сильное, слабое и электромагнитное. Гравитационное взаимодействие по-прежнему описывают в терминах ОТО. Таким образом, в настоящее время фундаментальные взаимодействия описываются двумя общепринятыми теориями: ОТО и СМ. Их объединения пока достичь не удалось из-за трудностей создания теории квантовой гравитации.
     Для дальнейшего объединения фундаментальных взаимодействий в одной теории используются различные подходы: теория струн, получившая своё развитие в М-теории (теории бран), теория супергравитации, петлевая квантовая гравитация и др. Некоторые из них имеют внутренние проблемы, и ни у одной из них нет экспериментального подтверждения. Проблема в том, что для проведения соответствующих экспериментов нужны энергии, недостижимые на современных ускорителях заряженных частиц.
     БАК позволит провести эксперименты, которые ранее было невозможно провести и, вероятно, подтвердит или опровергнет часть этих теорий. Так, существует целый спектр физических теорий с размерностями больше четырёх, которые предполагают существование «суперсимметрии» — например, теория струн, которую иногда называют теорией суперструн именно из-за того, что без суперсимметрии она утрачивает физический смысл. Подтверждение существования суперсимметрии, таким образом, будет косвенным подтверждением истинности этих теорий.
Видео ниже:

История развития современной физики

     Для объективного понимания любой идеи, необходимо знать историю ее развития. Поэтому, чтобы лучше понимать о чем идет речь в этом блоге, предлагаю вам познакомиться с историей развития физики XX века. Не будем изобретать велосипед.

     В начале XX века физика столкнулась с серьёзными проблемами. Начали возникать противоречия между старыми моделями и эмпирическим опытом. Так, например, наблюдались противоречия между классической механикой и электродинамикой при попытках измерить скорость света. Выяснилось, что она не зависит от системы отсчёта. Физика того времени также была неспособна описать некоторые микроэффекты, такие, как атомные спектры излучений, фотоэффект, энергетическое равновесие электромагнитного излучения и вещества. Таким образом, была необходима новая физика.

Теория относительности

     В 1728 году английский астроном Брэдли открыл аберрацию света: все звёзды описывают на небосводе малые круги с периодом в один год. С точки зрения эфирной теории света это означало, что эфир неподвижен, и его кажущееся смещение (при движении Земли вокруг Солнца) по принципу суперпозиции отклоняет изображения звёзд.
Джеймс Максвел
     Френель, однако, допускал, что внутри вещества эфир частично увлекается. Эта точка зрения, казалось, нашла подтверждение в опытах Физо, который обнаружил, что скорость света в воде меньше, чем в пустоте.
     Максвелл в 1868 году предложил схему решающего опыта, который после изобретения интерферометра смог осуществить в 1881 году американский физик Майкельсон. Позже Майкельсон и Эдвард Морли повторили опыт несколько раз с возрастающей точностью, но результат был неизменно отрицательным — «эфирного ветра» не существовало.
     В 1892 году Лоренц и (независимо от него) Джордж Фитцджеральд предположили, что эфир неподвижен, а длина любого тела сокращается в направлении его движения. Одновременно изучался вопрос, при каких преобразованиях координат уравнения Максвелла инвариантны. Правильные формулы впервые выписали Лармор (1900) и Пуанкаре (1905), который доказал их групповые свойства и предложил назвать преобразованиями Лоренца.

среда, 16 февраля 2011 г.

Вершина айсберга квантовой механики «детям»


Если вы думаете, что понимаете квантовую механику, значит вы её не понимаете.
Ричард Фейнман
Уместно будет упомянуть, что квантовая механика — огромный раздел физики, занимающейся физикой частиц. Поскольку физики все еще не сумели соединить 4 фундаментальных взаимодействия воедино, то квантовая механика и теория относительности не могут сосуществовать друг с другом. В том плане, что все что работает по законам теории относительности в макромире не будет работать в квантовой механике, и наоборот.
Доктор Квант — персонаж мультика который рассказывает о основных загадках физики. Сегодня он нам «расскажет» о принципе квантового дуализма, и парадоксе сцепленных частиц.
Принцип:

Дуализм:

Честно говоря объясняет он довольно интересно, но у меня осталось впечатление, что меня обманывают. Наверно этот мультик, на то он и мультик, что был создан для детей; хотя не уверен, что дети которые все еще смотрят мультики поймут о чем идет речь. Окончательное решение за вами.

Введение в самую фундаментальную науку

    Сейчас, возможно, читая это физики представили себе, что речь пойдет о физике, химики о химии, биологи о биологии и так далее. Но все они ошиблись. Самая фундаментальная наука — космология или астрономия, как угодно (в различие этих понятий вдаваться не будем, по крайней мере не сейчас). «Но почему?» — наверное спросят некоторые. Все очень просто, весь мир, вся вселенная, все взаимодействия и вещества были созданы в один момент, в момент «Большого взрыва». Нет, конечно вещества, типа частиц, создавались со временем, но начало этому было положено после взрыва.
     Как известно подобными теориями, типа теории «большого взрыва» занимается космология. Поэтому, она по сути включает в себя все науки, что существуют сейчас.
     Чтобы воспринимать себя как часть вселенной, надо понимать что она из себя представляет, конечно существует множество учебников, формул, математических теорий которые все это могут объяснить, но оставим это гикам которые их изучают. Мы же доверимся словам ученных и попробуем понять это через более интересные и доступные способы. Например фильмы и научно-популярные книги.
    За свою жизнь я посмотрел десятки фильмов на данную тематику, и могу выделить лучшие и интереснейшие из них.
Путешествие на край Вселенной — потрясающий, очень красочный фильм который поможет понять какое место во Вселенной занимает наша планета. Рекомендуется для введения в астрономию.
Как устроена Вселенная? (low res)— целый цикл фильмов повествующий о всех основных представлениях астрономии. Рассказывается все очень подробно и на доступном для понимания языке.
Мне кажется этих фильмов будет достаточно для достижения цели которую мы ставили выше.

О книгах будет в следующих постах. Следите за обновлениями :3

Вступление

     Популяризация науки — сложная, но очень важная задача современности. Поскольку если раньше, в советские времена, дети мечтали и стремились стать ученными, инженерами, конструкторами, то сейчас это «не модно», не престижно и  чтобы добиться благосостояния это далеко не лучший способ. Тем не менее, такие люди нам просто необходимы. И чтобы воспитать в новом поколении любовь к науке, надо показать всю ее красоту и необъемлемость. Этим и занимаются популяризаторы науки. 
     Наверно многие из вас читали, или хотя бы слышали о таких замечательных книгах, как «Занимательная физика» Я. И. Перельмана, «Путеводитель по науке» А. Азимова, «Краткая история времени» С. Хокинга, и многие другие. На этих книгах воспитанно поколение современных  ученных, но как известно наука не стоит на месте, и эти книги становятся больше историей развития научного представления мира и его законов. И не точно отражают современные достижения. Поэтому с развитием науки должна развиваться и ее популяризация. Чем я и собираюсь заняться в данном блоге, помогая вам, и в какой-то степени себе разобраться с существующими представлениями современной науки. Поехали.
content