7 фактов из физики, которые потрясут ваш разум

Чисельність населення України на вільних територіях 31,5 мільйона

28/03/2024 AA 0

Міністерство соціальної політики презентувало Стратегію демографічного розвитку України на період до 2040 року. Вона на меті забезпечити довгострокове відтворення населення України, зокрема, в умовах війни, епідемії, бідності, […]

Всего лишь несколько физических фактов, демонстрирующих относительность наших знаний и преждевременность космологических выводов. Никакой Альтернативной науки.

Итак, начнем…

1. Если бы вы удалили все пустое пространство из атомов, из которых состоит каждый человек на Земле, все население мира поместилось бы в одно яблоко

Учтем, что размер пустого пространства внутри атома трудно точно определить, потому что электроны не имеют фиксированного положения или траектории. Они существуют в облачном распределении вероятностей, электронном облаке или орбитали.

Форма и размер электронного облака определяются энергией электрона и квантовыми числами, описывающими его свойства. Однако размер самого атома можно только оценить, измерив его атомный радиус, который представляет собой расстояние между ядром и самой внешней электронной оболочкой.

Атомный радиус варьируется в зависимости от типа атома и его электронной конфигурации, но обычно составляет порядка нескольких ангстрем (1 ангстрем равен 10^-10 метрам).

При этом атомный радиус элемента обычно выражается в пикометрах (pm) или ангстремах (Å). Например, атомный радиус водорода составляет около 53 pm, а атомный радиус углерода – 77 pm.

Важно отметить, что атомный радиус – это не фиксированное значение, а скорее диапазон значений из-за принципа неопределенности в квантовой механике. Кроме того, атомный радиус может варьироваться в зависимости от того, находится ли атом в основном состоянии или в возбужденном состоянии.

Хотя большая часть пространства внутри атома занята электронным облаком, между электронами и ядром все еще есть пространство. Такое пространство не совсем пусто, поскольку оно заполнено морем виртуальных частиц, возникающих в результате квантовых флуктуаций. Виртуальные частицы могут ненадолго появиться, прежде чем снова исчезнуть, внося свой вклад в общую структуру и поведение атома.

А вот в какой объем можно уместить всю Вселенную?

Для того, чтобы определить этот объем, сделаем несколько предположений.

Атомы подобны солнечным системам, крупномасштабная структура Вселенной подобна нейронам в человеческом мозге, а количество звезд в галактике, галактик во Вселенной, атомов в клетке и клеток в живом существе - все это примерно одинаково большое (от 10^11 до 10^14) число
  • По оценкам, видимая Вселенная содержит около 10^80 атомов.
  • Атомы в основном представляют собой пустое пространство, причем подавляющая часть их объема состоит из электронов, вращающихся вокруг ядра.
  • Размер ядра атома порядка 10^-15 метров, а размер электронного облака атома порядка 10^-10 метров.

Основываясь на этих предположениях, мы можем оценить объем одного атома порядка 10^-30 кубических метров. Если мы умножим этот объем на общее количество атомов в видимой Вселенной, nj получим общий объем около 10 ^ 50 кубических метров. Или 10 ^ 41 кубических километра. Или приблизительно 0,4 кубических парсека.

Так что видимая вселенная на самом деле очень малых размеров. Свободно помещается в пространство Солнечной системы.

2. Вселенная может быть голограммой

Некоторые физики, в том числе голландец Эрик Верлинде, считают, что вселенная на самом деле может быть голограммой, в которой вся информация, составляющая нашу реальность, закодирована в двух измерениях, а не в трех. Эта теория еще полностью не доказана, есть развернутая идея, но она захватывает и срывает все прежние теоретические нарративы.

Идея "голографичкской вселенной" очень популярна последнеие 10 лет. Однако реальных доказательств теории нет

Согласно этой точке зрения, Вселенная проявляется через голографический принцип, методологический прием, который возникает из попыток примирить квантовую механику с общей теорией относительности.

Эти две теории кажутся принципиально несовместимыми, поскольку квантовая механика работает в микроскопическом масштабе, а общая теория относительности “работает” с космосом в целом.

Голографический принцип предполагает, что Вселенная подобна голограмме, где информация, составляющая видимый нами трехмерный мир, закодирована на двумерной поверхности, как голограмма на кредитной карте. Возникает некая «голографическая граница», и она может быть расположена на краю наблюдаемой Вселенной или на горизонте событий черной дыры.

Также данный принцип утверждает, что космос может оказаться симуляцией, иллюзией, а истинная природа реальности фундаментально отличается от того, что мы воспринимаем.

Интересно, что голографический принцип поддерживается различными альтернативными теоретическими моделями, такими, как теория струн и петлевая квантовая гравитация. Однако вся проблема заключается в том, что пока не ясно, как их доказать и что нужно измерить для их доказательства.

3. Магнитное поле Земли постоянно меняется

Магнитное поле, окружающее Землю, создается движением расплавленного железа в ядре планеты. Это поле постоянно меняется и может даже полностью изменить направление, что случалось много раз на протяжении всей геологической истории Земли.

Единственное значительное воздействие на Землю, связанное с аврорами, - это возможное нарушение радиосвязи, поскольку заряженные частицы Солнца нарушают магнитное поле Земли

Оно играет важную роль в защите нашей планеты от солнечного ветра, потока заряженных частиц, исходящего от Солнца. Магнитное поле действует как экран, отклоняя опасные для жизни частицы и предотвращая их взаимодействие с атмосферой.

В то же время изменения магнитного поля Земли определяют структуру распределения заряженных частиц в верхних слоях атмосферы, что, в свою очередь, влияет на формирование и поведение климатических поясов Земли.

Действительно, ионосфера играет ключевую роль в передаче тепла и энергии от Солнца на Землю, а значит формирует климатические пояса. загрузка…

Другой способ, которым изменения магнитного поля влияют на климат Земли, – модуляция космических лучей. Речь идет о высокоэнергетических частицах, приходящих из-за пределов Солнечной системы.

Но они, – вы будете удивлены, – формируют облака, состоящие из воды. Возникают локальные отличия внутри климатических поясов.

Кроме того, bvt.ncz данные, позволяющие предположить, что есть связь между изменениями магнитного поля Земли и геологическими периодами, хотя точный характер этой связи все еще до конца не изучен.

Сила и ориентация магнитного поля Земли могут меняться со временем: периоды относительно стабильной напряженности поля сменяются периодами быстрой инверсии магнитных полюсов.

Одна из теорий заключается в том, что как раз такая инверсия влияет на формирование и движение тектонических плит, которые представляют собой большие участки земной коры, плавающие на подстилающей мантии.

Тектонические плиты ответственны за землетрясения, извержения вулканов и образование горных хребтов. Если будет доказана эта гипотеза, придется начисто переписывать геологическую историю Земли.

Впрочем, исследования обнаружили некоторую корреляцию между изменениями магнитного поля и временем определенных геологических событий.

Например, есть свидетельства того, что частота инверсий увеличилась за последние несколько сотен миллионов лет, что совпадает с увеличением частоты массовых вымираний и других крупных изменений в экосистемах Земли.

Однако точная природа механизмов, лежащих в их основе, до сих пор являются предметом недипломатических дискуссий в научном сообществе.

4. Квантовая запутанность – это явление, при котором две частицы «чувствуют» друг друга, хотя находятся на огромном расстоянии одна от другой

Согласно квантовой механике, нет предела расстоянию, на котором может действовать запутанность.

Однако эффекты запутывания, если и наблюдаются, то пока на расстоянии в несколько километров, что было продемонстрировано в экспериментах с участием запутанных фотонов, передаваемых по оптическим волокнам.

Несколько километров - максимальное расстояние, известное для квантовой запутанности

Важно отметить, что процесс измерения запутанных частиц разрушает саму запутанность и любую информацию, которая могла быть в ней закодирована.

Иными словами, квантовая запутанность – это такая условная теоретическая модель, которая возникает в момент самого измерения. На сколько длится этот момент – точно не ответит ни один физик. Как и не признает того факта, что о «запутанности» можно судить только по «косвенным уликам». Без прямого наблюдения.

Рискну высказать предположение: а вдруг нам не нужно искать квантовую теорию гравитации? Нужно лишь сместить методологические усилия и рассматривать гравитацию, как и пространство-время, с точки зрения «квантовой запутанности». Что тогда получится? Чисто математически?

5. Нейтронные звезды невероятно плотные

Нейтронные звезды – это коллапсированные остатки массивных звезд, и они невероятно плотные. Чайная ложка материала нейтронной звезды весила бы на Земле около 6 миллиардов тонн!

Объект, излучающий свет 1 миллиона солнц, расположенный на расстоянии 23 миллионов световых лет от нас, долгое время считался черной дырой. Недавно его признали нейтронной звездой

Невероятная плотность нейтронных звезд объясняется тем, что их масса сосредоточена в очень маленьком объеме. Такие астрономические объекты имеют радиус всего около 10 километров, но они могут содержать столько же массы, сколько и Солнце. То есть материал очень плотно упакован, а нейтроны прижаты друг к другу так сильно, что практически соприкасаются.

И вот проблема: искривление пространства-времени вблизи таких объектов на столько велико, что об их существовании мы можем судить только по второстепенным эффектам, которые произвольно интерпретируются в соответствии с имеющимся у исследователей математическими моделями.

Другими словами: какова разница между черной дырой и нейтронной звездой?

С практической точки зрения, между ними нет особой разницы.

  • Во-первых, и те, и другие образуются после «коллапса» крупных звезд. Ну ладно, малые и средние космические объекты трансформируются в белые карлики. А вот крупные – в нейтронные звезды и черны дыры. С чего это вдруг?
  • Во-вторых, отсюда возникает проблема плотности: чем «упакованнее» звезда, тем она «нейтроннее». Почему она должна уходить в гипотетическую сингулярность, – загадка.
  • В-третьих, на практике вы не определите, есть ли «горизонт» или вы имеете дело с очень «плотной» гравитацией. Опять возникает проблема интерпретации и, скажем так, идеологических взглядов ученого. На сколько свободно он мыслит?

Да, нейтронные звезды взаимодействуют с другими астрономическими объектами, в том числе посредством рентгеновского излучения. Но это чуть ли не единственная разница между ними, и то весьма условная – обычно «черные дыры» обнаруживаются в ядрах галактики, где тесное звездное соседство буквально нивелировать наши исследовательские потуги. Или поблизости от рентгеновского источника. Ошибки измерений и интерпретаций чрезвычайно велики.

6. Свет может вести себя и как волна, и как частица

Данное явление известно как корпускулярно-волновой дуализм и является фундаментальным принципом квантовой механики.

Проблема заключается в том, что «частицы» возникают только в момент измерения. Тогда волны и ведут себя как частицы. Точнее говоря, волны описываются математическим аппаратом, применяемом для «частиц».

Иожно даже предположить, что свет очень боится физиков. Поэтому когда они экспериментируют, любое излучение мгновенно трансформируется в «частицы». И то на время эксперимента. Больше того, поведение света определяется проводимым экспериментом, наблюдением и условиями, в которых он наблюдает.

Если серьезно, то есть ли частицы, нет ли частиц – науке точно неизвестно. Хотя студентам предъявляют кучу элементов, которые мгновенно распадаются во время самого эксперимента.

7. Путешествие во времени теоретически возможно

Согласно теории относительности, путешествие во времени возможно, хотя для этого потребуется путешествие с околосветовой скоростью или при помощи ак называемой «червоточины».

То есть имеем “условный” межзвездный аппарат, субсветовую скорость и длительное путешествие.

Есть и другой вариант. Общая теория относительности предсказывает существование «замкнутых времяподобных кривых» – путей в пространстве-времени, которые позволяют объекту вернуться в свое прошлое.

Однако существование ЗВК, то есть «червоточин», порождает парадоксы, которые отрицают их появление. Таким образом наступает момент, когда ОТО перестает работать. Особенно в контексте «мгновенных» перемещений при догмате о предельности скорости света.

Правда уточним: во всех академических теориях время считается линейным в том смысле, что оно непрерывно течет вперед, от прошлого через настоящее и в будущее. Именно так мы его воспринимаем в повседневной жизни. И именно так время представляется в физике и других научных дисциплинах.

Не исключено, что время может быть более сложным, чем простая линейная прогрессия.

Та же теория относительности предполагает, что на время могут влиять гравитация и движение, и что оно может двигаться с разной скоростью для разных наблюдателей.

Кроме того, некоторые интерпретации квантовой механики предполагают, что время может фундаментально отличаться от того, что мы ощущаем; оно далеко не линейно и вовсе не фундаментально.

Дата: 28 февраля 2023

Автор: Всеволод Гордиенко

MIXADV

цікаве