Тайны вселенной. Сумасшедшая физика

Ср, 06/26/2013 - 19:42


Рис. 1. Макс Карл Эрнст Людвиг Планк (23.04.1858 - 04.10.1947 г.г.) выдающийся немецкий физик, основатель квантовой теории

Рис. 2. Альберт Эйнштейн (14.03.1879 - 18.04.1955 г.г.) великий физик. Один из основателей современной физической теории; создатель Специальной и Общей теорий относительности; лауреат Нобелевской премии по физике 1921 года



Наука познания мира XIX века включала в себя множество различных дисциплин, где все ее понятия прочно опирались на здравый смысл, которым люди руководствовались в повседневной жизни. К концу XIX века на счету физики было достаточно веских успехов. К примеру, удалось достичь глубокого понимания природы магнетизма и электричества, были открыты радиоволны, на твердую основу встала атомистическая теория. Это в коей мере заставило физику выйти за пределы доступных человеку непосредственных восприятий, хотя новые идеи формулировались путем простой экстраполяции привычных представлений. Так, атомы рассматривались как всего лишь крохотные подобия шаров для игры в пинг-понг; электромагнитные поля представлялись как напряжения в гипотетической среде, которую называли эфиром, а световые волны – как колебания этого эфира. Хотя атомы ввиду их слишком малых размеров были недоступны непосредственному наблюдателю, а таинственный эфир – неосязаем и невидим, с помощью аналогий с хорошо известными объектами им удалось придавать наглядность, да и управляют ими те же законы, которые действуют в мире более конкретных, знакомых физических систем.

Но в начале XX века возникает новая физика. Рождаются новые идеи, разрушившие до основания привычные, сложившиеся веками представления об окружающем мире. Выяснилось, что в окружающем мире все зыбко и неопределенно, а здравый смысл – не надежный проводник. Физики были вынуждены пересмотреть свои взгляды на реальность, наделив ее чертами, не известными человеческому опыту, кроме того, пришлось ввести абстрактные, лишенные всякой наглядности и на первый взгляд здравого смысла понятия, допускающие только чисто математические описания.

Произошли две революции в науке, последовавших одна за другой. Сначала появилась квантовая теория, открывшая новый подход к пониманию странного поведения микромира, а затем настал черед теории относительности, соединившей воедино пространство и время. То есть, старое представление о рациональном и механическом мире, которым управляют причинно-следственные связи, рухнуло, уступив место таинственному и загадочному миру парадоксов, добавив к этому “потустороннюю” реальность.

Первой жертвой этих двух революций стала интуиция, потому как наглядно представить себе некоторые явления оказалось трудно даже физикам – профессионалам. Создатель квантовой теории Макс Планк так и не принял всей ее причудливости, а Альберт Эйнштейн считал эту теорию столь абсурдной, что до конца дней своих упорно отрицал ее идеи. (рис. 1,2)

Не зря у входа одного из английских университетов студенты вывешивали плакат: “Будьте осторожны: физика может свести с ума!” Это предостережение полностью относится к миру субатомных частиц, например электрону.

К слову, сфотографировать элементарную частицу удалось научной группе из шведского университета города Лунд, а фотоснимок был опубликован в лондонском еженедельнике Observer (рис. 3). “Портрет” электрона представляет собой десять концентрических кругов, которые являются его энергетическим выражением.

В работах был использован сложный фотокомплекс, включающий лазер, спектрометр и стробоскоп. Съемки на высоких скоростях через кратчайшие промежутки времени проводились в момент яркой вспышки света, которая вызывала распад атомов и выделение электронов. Последние попадали на специальную мишень.
Так вот, если рассмотреть физику “барьерного эффекта”, то электрон со слабой энергией отскакивает от барьера, состоящего из цепочки атомов или электрического напряжения, а электрон с сильной энергией преодолевает этот барьер.

И это логично, но иногда это правило коренным образом нарушается: электрон отражается, хотя имеет достаточную энергию для преодоления барьера и наоборот, что самое удивительное, проходит его, когда совсем не имеет энергии. Эту картину можно представить так: камешек, запущенный с улицы на небольшой скорости проникает сквозь стекло окна и падает в комнату, а стекло при этом оказывается невредимым.

Другие материалы рубрики


  • Термин «фотополимер» традиционно связывают со стоматологами, а также с чем-то инновационным и надежным. Первая волна моды на эти материалы, похоже, прошла, но вскоре, очевидно, сменится второй. Пока сдерживающим фактором выступают дороговизна или неразвитость производства компонентов. Но как не раз было в производстве пластмасс, подобные затруднения иногда решаются одним патентом в течение полугода, после чего идет рост популярности материала.

    Теоретические вопросы фотополимеризации композиций изобилуют спецтерминами. Наиболее уместно разделить их на фотосшиваемые и фотополимеризуемые материалы. Фотосшиваемые материалы уже являются полуполимерами (например, эфиры ПВС и коричной кислоты, поливинилциннаматы), для окончательного сшивания которых требуется облучение. Фотополимеризующиеся — как правило, композиции нескольких отверждаемых олигомеров и мономеров, полимеризующихся по классическому механизму при помощи фотоинициаторов или фотоинициируемых групп в своей полимерной цепи.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4


  • Известно, что в состав топлива входят такие горючие элементы, как углерод, водород и сера. Поэтому на основе предположения о том, что данные компоненты в топливе имеют вид смеси, можно осуществить подсчёт теплотворной способности данного топлива, как суммы компонентов смеси.



  • ...Теории, которые пытаются объединить все четыре типа взаимодействия, называют «Универсальными теориями», «Теориями всего сущего» или «Теорией великого объединения». Если бы у нас была такая теория, то это бы означало, что человечеству удалось построить замкнутую физическую картину мира, она бы включала в себя все базовые принципы и законы мироздания, и во всей Вселенной уже не было бы того, что мы не можем понять и описать. Эта заветная цель современной физики пока еще далека от того, чтобы быть достигнутой, но уже сейчас делаются попытки построения таких теорий...

    • Страницы
    • 1
    • 2


  • Ответ на вопрос, поставленный в заголовке, кажется очень простым... Действительно, стоит взять любую популярную книгу по авиации и даже некоторые издания, претендующие на роль учебника, как сразу натолкнетесь на уже ставшую хрестоматийной притчу о двух частицах воздуха, бегущих в струйках по крылу и встречающихся на задней кромке...

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4


  • ...Состояние в сверхпроводнике 1-го рода, когда сверхпроводящие домены соседствуют в материале с нормальными областями, называется промежуточным. Такое состояние может возникать при значениях индукции приложенного поля, лежащих в интервале (1–D)Bc < B < Bc, где размагничивающий фактор D определяется формой образца. Интервал изменения размагничивающего фактора — от нуля (для длинного цилиндра или тонкой пластины в параллельном поле) до единицы (для плоскопараллельной пластины в случае, когда поле приложено перпендикулярно ее поверхности)...

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6


  • Полное отсутствие проводов у электробытовых приборов и доступ к электроэнергии в любой точке земного шара без ограничений, в требуемом количестве — имея при себе лишь передатчик размером со спичечный коробок…

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3


  • ...Технология плазменных ускорителей развивается семимильными шагами. Многие принципиальные проблемы уже решены, но создание конкретных устройств пока сопряжено с серьезными трудностями. В частности, инженерам еще предстоит повысить эффективность ускорителя (долю энергии ведущего импульса, которая передается ускоряемым частицам), точность настройки пучков (в точке столкновения они должны быть выровнены с точностью до единиц нанометров) и частоту повторения рабочих циклов (количество импульсов, ускоряемых за единицу времени). Плазменные установки могут ускорять и более тяжелые частицы, например, протоны. Однако тут есть одно важное требование: вводимые частицы должны двигаться почти со скоростью света, чтобы не отстать от плазменной волны. Это означает, что энергия ускоряемых протонов должна быть не меньше нескольких ГэВ...

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3


  • Как родилась и эволюционирует наша Вселенная? Почему кольца Сатурна такие тонкие, но протяженные? Почему активность Солнца изменяется периодически с периодом около 11 лет? Что вызвало гибель динозавров? Отчего нас так пугают ослепительные вспышки молний, оглушительные удары грома, неистовые землетрясения, разбушевавшиеся вулканы? Отчего во время шторма возникает «девятый вал»? Почему цунами — столь грозная стихия? Почему рельеф снежных заносов волнистый? Почему у ягуара тело пятнистое, а хвост полосатый? И что объединяет эти совершенно не связанные между собой явления? Оказывается, все они — результат нелинейности.



  • В 1905 г. Альберт Эйнштейн предложил частную теорию относительности и опроверг представление о свете как о колебаниях гипотетической среды — эфира. Великий физик утверждал, что, в отличие от звуковых, световые волны могут распространяться в вакууме и для их существования не требуется какой-либо материальной среды. Это справедливо и в общей теории относительности, и в квантовой механике. Вплоть до сегодняшнего дня все экспериментальные данные в масштабах от субъядерного до галактического успешно объясняются названными теориями.
    Тем не менее существует серьезная концептуальная проблема: с позиций современной науки общая теория относительности и квантовая механика несовместимы. Гравитация, которую общая теория относительности приписывает искривлению пространственно-временного континуума, никак не вписывается в рамки квантовой механики. Физики сделали лишь небольшой шаг к пониманию сильно искривленной структуры пространства-времени, которая, согласно квантовой механике, должна наблюдаться на чрезвычайно малых расстояниях.

    • Страницы
    • 1
    • 2


  • Очевидные успехи в развитии науки и техники в XIX и ХХ веках вызвало в мировом общественном сознании некую эйфорию, уверенность в том, что человек стал властелином Природы, что его знания об устройстве окружающего Мира почти абсолютны, что человек может все. И действительно, изобретение в конце 18 века паровой машины существенно изменило жизнь общества, в значительной мере освободив его от утомительного физического труда, заложило основы современной промышленности и транспорта. Постулирование Исааком Ньютоном на рубеже 17 и 18 веков его трех принципов движения материальных тел и закона всемирного тяготения, создание начал дифференциального исчисления вызвало к жизни целый ряд научных открытий. Трудами нескольких поколений ученых в 18-19 столетиях была построена научная дисциплина, очертившая основы машиностроительной и технологической культуры нашей цивилизации, называемая сегодня теоретической механикой. Далее последовали фундаментальные открытия в области астрономии, физики, химии, получившие выход в различные области технических приложений — металлургию, строительство, транспорт, химическое производство, энергетику, судостроение, электротехнику, проводную и беспроводную связь, военное дело. Быстро развивались биология и медицина.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5