Какво Е Това? Отговорени Са Вашите Въпроси По Физика

{h1}

Полезни определения за объркваща, но готина физика, включително квантова механика, теория на струните, котка на шрьодингер и квантово заплитане.

абстрактно изображение на скорост на светлината.

Как смятате, че би изглеждал светът, ако можехме да видим такива образи от по-висок ред, в които две мънички частици са оплетени дори когато са разделени от големи разстояния в пространството?

(Изображение: © optimarc | Shutterstock)

Озадачаваща физика

Илюстрация на „суперфотон“, създаден, когато физиците превръщат фотоните на светлината в състояние на материята, наречено кондензат на Бозе-Айнщайн.

Илюстрация на „суперфотон“, създаден, когато физиците превръщат фотоните на светлината в състояние на материята, наречено кондензат на Бозе-Айнщайн.

Кой беше Шрьодингер и какво се случи с котката му? Какво точно е теорията на струните и защо трябва да се грижим? И каква е сингулярността така или иначе?

Ето няколко бързи и лесни освежители за тези объркващи, но готини теми в съвременната физика, за които всеки трябва да знае.

Какво е относителността?

Галактическият клъстер Абел 1689 е известен с начина, по който огъва светлина в явление, наречено гравитационно лещиране. Ново проучване на клъстера разкрива тайни за това как тъмната енергия оформя Вселената.

Галактическият клъстер Абел 1689 е известен с начина, по който огъва светлина в явление, наречено гравитационно лещиране. Ново проучване на клъстера разкрива тайни за това как тъмната енергия оформя Вселената.

„Относителност“ се отнася до две от най-известните теории на физиката, и двете, формулирани от Алберт Айнщайн. През 1905 г. Айнщайн публикува своята специална теория на относителността, която установи крайната космическа граница на скоростта: скоростта на светлината и показа, че времето може да се ускори и забави в зависимост от това колко бързо се движи нещо.

През 1916 г. Айнщайн последва с по-широко виждане, наречено общата теория на относителността. Тази идея се основава на специална относителност и се занимава с проблема на гравитацията, като напълно предефинира нашето разбиране за гравитацията като изкривяване на самото пространство-време от масивни предмети.

Общата относителност е най-точното описание, което имаме за движението на галактиките и струпванията на галактики из цялата Вселена. Той също така предсказва наличието на причудливи обекти като черни дупки и феноменът на гравитационните лещи, при които светлината се огъва, когато пътува през извито пространство-време. Например галактическият клъстер Abell 1689 (показан тук) е известен с гравитационния ефект на лещи, който виждаме.

Какво е квантовата механика?

Причудливите правила на квантовата механика всъщност могат да позволят много от основните процеси на живота, казват учените.

Причудливите правила на квантовата механика всъщност могат да позволят много от основните процеси на живота, казват учените.

(Изображение за кредит: agsandrew | Shutterstock)

Квантовата механика е управляващата теория на физиката над царството на много малките: субатомни частици. Теорията е формулирана в началото на 1900 г. и революционизира начина, по който учените мислят за съставките на материята.

В квантовия свят частиците не са билярдни топки, а по-скоро бръмчат, скачащи облаци с вероятност, които не са на едно място наведнъж и не пътуват от точка А до точка Б по един път. Съгласно квантовата теория, частиците често се държат като вълни и са описани от "вълнови функции", които предсказват какви са свойствата на частицата, като нейното местоположение и скорост, вероятно, а не какви са.

Някои от идеите за по-вълнуващи във физиката, като концепцията за заплитането и принципа на несигурността, произтичат от квантовата механика.

Какво е теория на струните?

Илюстрация на теорията за суперструни

Теорията на суперструните твърди, че в нашата Вселена има 10 измерения.

(Кредитна снимка: Обяд, Wikipedia Commons, разпространен под лиценз Creative Commons.)

Теорията на струните (и нейната модернизирана версия, суперструнната теория) предполага, че всички субатомни частици не са малки точки, а бримки от струни, подобни на гумени ленти. Единствената разлика между типовете частици е честотата, с която струните вибрират.

Теорията на струните е опит да се реши привидното несъвместимост на две водещи теории на физиката - квантовата механика и общата относителност - и да се създаде „теория на всичко“, която може да опише цялата вселена.

Теорията обаче е трудна за тестване и изисква някои корекции в настоящата ни картина на Вселената, а именно, че трябва да има много повече измерения в пространството и времето от четирите, които познаваме. Учените смятат, че е възможно тези скрити размери да бъдат свити толкова малки, че да не ги забележим.

Какво е сингулярност?

Рисунката на художник показва голяма черна дупка на звездна маса, която дърпа газ от звездата придружител.

Един претендент за най-малкото нещо във Вселената е сингулярността в центъра на черна дупка. (Показан тук, рисунка на художник на черна дупка, която дърпа газ от звездата на спътника.

Сингулярността е точка, в която пространството-времето е безкрайно извита.

Смята се, че сингулярностите съществуват в центровете на черните дупки, а една особеност вероятно е как вселената е започнала по времето на Големия взрив. Вътре в черна дупка, например, цялата маса на звездата е кондензирана в малко-малко пространство, може би дори в една точка.

Настоящите теории на физиката предполагат, че тази точка е безкрайно плътна, въпреки че учените казват, че това е вероятно продукт на физиката, който се разпада поради несъответствието на общата относителност и квантовата механика. В действителност учените подозират, че особеностите са невероятно плътни, но не и безкрайно плътни.

Какъв е принципът на несигурността?

Атомът се състои от ядро ​​от протони и неутрони, около които орбитират електрони.

Електроните, свързани с атом, понякога могат да избягат, дори и да им липсва необходимата енергия, чрез явление, известно като квантово тунелиране.

Принципът на несигурност, формулиран от немския физик Вернер Хайзенберг през 1927 г., е следствие от квантовата механика. Принципът гласи, че има ограничение за това как точно могат да бъдат определени позицията и импулсът на една частица, като например електрон около атом.

Тази несигурност възниква от два фактора. Първо, актът за измерване на нещо неизбежно нарушава това нещо, като по този начин променя неговото състояние. Второ, тъй като квантовият свят не е конкретен, а се основава на вероятности, съществува по-дълбока, по-фундаментална граница на точността, с която може да се знае състоянието на частицата.

Какво е котката на Schrödinger?

Илюстрация на квантовата телепортация на вълновите пакети светлина „Котка на Schrodinger“.

Илюстрация на квантовата телепортация на вълновите пакети светлина „Котка на Schrodinger“.

„Котката на Шрьодингер“ е името на мисловен експеримент, предложен от австрийския физик Ервин Шрьодингер през 1935 г., за да опише неудобна истина за квантовата механика: Някои свойства на частиците не се решават, докато измерването не ги принуди да избират.

Историята върви така: В кутията е котка, заедно с малко количество радиоактивно вещество. В рамките на един час има 50-процентов шанс това вещество да се разпадне и да отдели отрова, която би убила котката, и 50-процентов шанс веществото да не се разпадне и котката да оживее.

Според класическата физика един от тези два резултата се случва вътре в кутията и става известен на външните наблюдатели, след като отворят кутията. Но в причудливия свят на квантовата механика котката не е нито мъртва, нито жива, докато кутията не се отвори и външен наблюдател "измери" ситуацията. Докато кутията остава затворена, цялата система е спряна в състояние на несигурност, като котката е мъртва и жива.

Експериментът има за цел да илюстрира причудливостта на квантовата механика, която звучи нелепо, когато се простира от частици до макроскопични предмети като котки.

Какво е заплитане?

Квантовото заплитане е демонстрирано в два макроскопични диаманта

Вибрационните състояния на два пространствено отделени милиметра с диаметър се заплитат при стайна температура чрез лъчева светлина върху тях (зелена). Изследователите потвърдиха това заплитане, като изследваха следващите лазерни импулси, излъчвани през системата.

Заплитането е едно от най-известните прогнози на теорията на квантовата механика. Описва състоянието на две частици, които стават толкова свързани, че дори след разделяне на огромни разстояния, действие, извършено върху една, влияе върху другата. Би било като две умиращи, които при навиване винаги трябва да показват едно и също число.

Концепцията толкова разстрои Алберт Айнщайн, че той нарече заплитане „призрачно действие на разстояние“. И все пак това не е просто странно предсказване, а феномен, постигнат при експерименти, като например този, в който учените оплетоха два миниатюрни диаманта при стайна температура, като на тях лъче лазерна светлина (зелено на изображението). Учените дори се надяват някой ден да създадат квантови компютри, които да се възползват от заплетени частици за свръхбързи изчисления.


Видео Добавка: Уникальное воздействие на кровь. Эксперимент ПИРАМИДА.




Изследване


Тези Двама Фотографи Никога Не Са Се Срещали, Но Са Направили Същата Снимка
Тези Двама Фотографи Никога Не Са Се Срещали, Но Са Направили Същата Снимка

Астероидно Въздействие, Което Уби Динозаврите: Нови Доказателства
Астероидно Въздействие, Което Уби Динозаврите: Нови Доказателства

Наука Новини


В Снимки: Мозайката На 1700 Години, Някога Украсена Израелски Двор
В Снимки: Мозайката На 1700 Години, Някога Украсена Израелски Двор

Сателитни Снимки Разкриват Как Нов Остров Е Роден В Северна Каролина
Сателитни Снимки Разкриват Как Нов Остров Е Роден В Северна Каролина

Жените Не Се Потете Толкова Много Или Толкова Ефективно, Колкото Мъжете
Жените Не Се Потете Толкова Много Или Толкова Ефективно, Колкото Мъжете

Брутната Наука За Кашлица И Кихане
Брутната Наука За Кашлица И Кихане

Колко Звезди Са Във Вселената?
Колко Звезди Са Във Вселената?


BG.WordsSideKick.com
Всички Права Запазени!
Възпроизвеждането На Използваните Материали Оставя Само Prostanovkoy Активна Връзка Към Сайта BG.WordsSideKick.com

© 2005–2020 BG.WordsSideKick.com