10 невероватних открића у физици

Студиј физике је проучавање Универзума. Тачније, како свемир функционише. Без икакве сумње, физика је најзанимљивија грана науке, јер је Универзум много компликованији него што изгледа, и садржи све у себи. Понекад се свет понаша веома чудно и можда бисте требали бити прави ентузијаст да поделите радост са нама о овој листи. Ево десет најупечатљивијих открића у модерној физици која су узроковала многе, многе научнике да им изврће главу годинама - деценијама..

Са брзином светлости, време се зауставља

Према Ајнштајновој специјалној теорији релативности, брзина светлости је непромењена - и око 300.000.000 метара у секунди, без обзира на посматрача. Ово само по себи је невероватно, с обзиром да се ништа не може кретати брже од светлости, али ипак чисто теоријско. У специјалној теорији релативности постоји интересантан део, који се назива "временска дилатација" и који каже да што се брже крећете, спорије време се креће за вас, за разлику од окружења. Ако возите аутомобил на сат времена, добићете мало мање него да само седите код куће на компјутеру. Мало је вероватно да ће додатне наносекунде значајно променити ваш живот, али чињеница остаје.

Испада, ако се крећете брзином светлости, време ће се обично смрзнути на месту? То је тако. Али, пре него што покушате да постанете бесмртни, имајте на уму да је немогуће кретати се брзином светлости, ако немате среће да сте рођени као светлост. Са техничке тачке гледишта, кретање брзином светлости ће захтевати бесконачну количину енергије..

Квантна конфузија

Управо смо дошли до закључка да се ништа не може кретати брже од брзине свјетлости. Па ... да и не. Иако технички остаје тачна, у теорији постоји рупа која је пронађена у најневероватнијој грани физике - у квантној механици..

Квантна механика је у суштини проучавање физике на микроскопским скалама, као што је понашање субатомских честица. Ове врсте честица су невероватно мале, али изузетно важне, јер оне чине грађевне блокове свега у Универзуму. Можете их замислити као мале ротирајуће електрично напуњене куглице. Без компликација.

Дакле, имамо два електрона (субатомске честице са негативним набојем). Квантна заплетеност је посебан процес који веже ове честице на такав начин да постају идентични (имају исти спин и наелектрисање). Када се то догоди, од сада, електрони постају идентични. То значи да ако промијените један од њих - рецимо, промијените спин - други ће одмах реагирати. Без обзира на то где се налази. Чак и ако га не додирнете. Ефекат овог процеса је невероватан - разумете да у теорији ова информација (у овом случају, правац ротације) може да се телепортује било где у универзуму..

Гравитација утиче на светлост

Вратимо се свјетлу и говоримо о опћој теорији релативности (коју је такођер написао Ајнштајн). Ова теорија укључује концепт познат као скретање светлости - пут светлости не мора увек бити директан.

Колико год чудно звучало, доказано је више пута. Иако светлост нема масу, њен пут зависи од ствари које имају ову масу - попут сунца. Према томе, ако светлост из удаљене звезде прође довољно близу друге звијезде, она ће се кретати око ње. Како се то тиче нас? Једноставно је: можда су оне звезде које видимо у сасвим различитим местима. Запамтите када следећи пут гледате у звезде: све то може бити само игра светлости.

Дарк маттер

Захваљујући неким теоријама о којима смо већ разговарали, физичари имају прилично прецизне начине за мјерење укупне масе присутне у Универзуму. Они такође имају прилично тачне начине за мерење укупне масе, које можемо приметити - али срећа, ова два броја се не подударају.

Заправо, волумен укупне масе у универзуму је много већи од укупне масе коју можемо израчунати. Физичари су морали да траже објашњење за ово, и као резултат тога, појавила се теорија која је укључивала тамну материју - мистериозну супстанцу која не емитује светлост и заузима око 95% масе у Универзуму. Иако постојање тамне материје није формално доказано (јер је не можемо посматрати), много доказа говори у прилог тамној материји, и она мора постојати у једном или другом облику..

Наш универзум се брзо шири

Концепти су компликовани, и да бисмо разумели зашто, морамо се вратити на теорију Великог праска. Пре него што је постала популарна телевизијска емисија, теорија Великог праска била је важно објашњење за настанак нашег универзума. Ако је једноставније: наш свемир је почео са експлозијом. Крхотине (планете, звезде, итд.) Шире се у свим правцима, вођене огромном енергијом експлозије. Пошто је олупина довољно тешка, очекивали смо да ће се ова експлозивна маржа временом успорити..

Али то се није догодило. У ствари, експанзија нашег универзума се дешава брже и брже током времена. И то је чудно. То значи да простор стално расте. Једини могући начин да се ово објасни је тамна материја, односно тамнија енергија, која узрокује ово константно убрзање. Шта је тамна енергија? Боље ти је да не знаш.

Свака материја је енергија

Материја и енергија су само две стране истог новчића. У ствари, увек сте то знали ако сте икада видели формулу Е = мц2. Е је енергија, а м је маса. Количина енергије која се налази у одређеној количини масе одређена је множењем масе са квадратом брзине светлости..

Објашњење овог феномена је веома задивљујуће и због чињенице да се маса објекта повећава како се приближава брзини светлости (чак и ако се време успорава). Доказ је прилично компликован, тако да можете само да пишете. Погледајте атомске бомбе које претварају мале количине материје у снажне емисије енергије..

Дуализам корпускуларног вала

Неке ствари нису тако једноставне као што се чини. На први поглед, честице (на пример, електрон) и таласи (на пример, светлост) изгледају потпуно другачије. Први су чврсти делови материје, други су зраке енергије зрачења или нешто слично. Као јабуке и поморанџе. Испоставља се да ствари као што су светлост и електрони нису ограничене само на једно стање - оне могу бити и честице и таласи у исто време, у зависности од тога ко их гледа..

Озбиљно. Звучи смешно, али постоје конкретни докази да је светлост талас, а светлост честица. Светлост је обоје. У исто време. Не нека врста посредника између две државе, наиме оба. Вратили смо се на поље квантне механике, а квантна механика га воли на овај начин, а не на други начин..

Сви објекти падају истом брзином.

Многима се може чинити да тешки предмети падају брже од лаких - то звучи разумно. Наравно, кугла за куглање пада брже од перја. То је истина, али не због гравитације - једини разлог за то је да атмосфера Земље пружа отпор. Чак и пре 400 година, Галилео је први пут схватио да гравитација ради једнако на свим објектима, без обзира на њихове масе. Ако поновите експеримент са куглом за куглање и пером на месецу (који нема атмосферу), они ће пасти у исто време.

Куантум фоам

Па, то је то. У овом тренутку, можете померити ум.

Мислите да је сам простор празан. Ова претпоставка је сасвим разумна - јер је то простор, простор. Али Универзум не толерише празнину, стога у простору, у простору, у празнини честице се стално рађају и умиру. Они се називају виртуалним, али у стварности су стварни, а то је доказано. Они постоје делић секунде, али је довољно дуг да би се прекршили неки основни закони физике. Научници овај феномен називају "квантном пјеном", јер је ужасно попут мјехурића плина у газираном безалкохолном пићу..

Експеримент двоструког прореза

Изнад смо приметили да све може бити и честица и талас истовремено. Али ево улов: ако у руци постоји јабука, знамо тачно какав је то облик. Ово је јабука, а не нека врста јабучног таласа. Шта одређује стање честице? Одговор је: ми.

Експеримент са два слота је само невероватно једноставан и мистериозан експеримент. То је оно што је. Научници постављају екран са два слота испред зида и бацају сноп светлости кроз отвор тако да можемо да видимо где ће пасти на зид. Пошто је светлост талас, она ће створити одређени дифракциони образац, и видећете трагове светлости разбацане по зиду. Иако су постојала два слота.

Али честице треба да реагују другачије - лете кроз два слота, треба да остављају две траке на зиду насупрот прореза. А ако је светлост честица, зашто то не показује ово понашање? Одговор је да ће светло показати ово понашање - али само ако желимо. Као талас, светлост лети кроз оба слота у исто време, али као честица, она ће летети само кроз један. Све што нам треба да претворимо светлост у честицу је да измеримо сваку честицу светлости (фотона) која пролази кроз празнину. Замислите камеру која фотографира сваки фотон који лети кроз отвор. Исти фотон не може да прође кроз другу празнину без да буде талас. Интерференцијски узорак на зиду ће бити једноставан: двије траке свјетла. Физички мијењамо резултате неког догађаја, само их мјеримо, проматрамо.

Ово се назива "ефекат посматрача". И иако је ово добар начин да се заврши овај чланак, она чак ни површно није копала у апсолутно невероватне ствари које физичари проналазе. Постоји много варијација експеримента са двоструким прорезом, још лудије и занимљивије. Можете их тражити само ако се не бојите да ће вас квантна механика усисати.