Форма входа
0/0
Как появилась Вселенная? Большие и маленькие вопросы о космосе - Герайнт Фрэнсис Льюис
- Дата:05.09.2024
- Категория: Науки о космосе / Физика
- Название: Как появилась Вселенная? Большие и маленькие вопросы о космосе
- Автор: Герайнт Фрэнсис Льюис
- Просмотров:0
- Комментариев:0
Уважаемые читатели!
Тут можно читать бесплатно Как появилась Вселенная? Большие и маленькие вопросы о космосе - Герайнт Фрэнсис Льюис. Жанр: Науки о космосе / Физика. Так же Вы можете читать полную версию (весь текст) онлайн книги без регистрации и SMS на сайте Knigi-online.info (книги онлайн) или прочесть краткое содержание, описание, предисловие (аннотацию) от автора и ознакомиться с отзывами (комментариями) о произведении.
Описание онлайн-книги Как появилась Вселенная? Большие и маленькие вопросы о космосе - Герайнт Фрэнсис Льюис:
Кванты – это сверхмалые частицы, кирпичики «всего», космос – это триллионы звёзд и постоянно расширяющихся галактик. Жизнь на необъятных просторах Вселенной неотделима от взаимодействий в масштабах кварков. Объединяя эти измерения, авторы книги – ученые-физики, ведут диалог в поисках ответов на самые фундаментальные вопросы науки:– Откуда во Вселенной вещество?– Вечна ли материя?– Как разгадать «химию» небес?– Почему умирая, звезды взрываются?– Как выглядит «теория всего»?С авторами этой книги, учеными-физиками, мы погрузимся в глубокое прошлое Вселенной и заглянем в ее далекое будущее сквозь «оптику» квантового мира, а более понятным это изучение сделают иллюстрации этой книги.В формате PDF A4 сохранен издательский макет книги.
Аудиокнига "Как появилась Вселенная? Большие и маленькие вопросы о космосе"
🌌 Вас когда-нибудь интересовало, как возникла Вселенная? Что было до Большого взрыва? Все ответы на эти и другие вопросы вы найдете в аудиокниге "Как появилась Вселенная? Большие и маленькие вопросы о космосе" от Герайнт Фрэнсис Льюис.
👩🚀 Главный герой книги - это сама Вселенная. Она расскажет вам о своем зарождении, развитии и будущем. Вы узнаете о тайнах черных дыр, гравитации, теории относительности и многом другом.
🌠 Герайнт Фрэнсис Льюис - известный астрофизик и популяризатор науки. Он является автором множества популярных книг о космосе и Вселенной. Его работы пользуются огромной популярностью у читателей всего мира.
🎧 На сайте knigi-online.info вы можете бесплатно и без регистрации слушать аудиокниги на русском языке. Здесь собраны лучшие произведения различных жанров, включая научную литературу, романы, фэнтези и многое другое.
📚 Погрузитесь в увлекательный мир знаний и откройте для себя новые горизонты с помощью аудиокниги "Как появилась Вселенная? Большие и маленькие вопросы о космосе". Не упустите возможность расширить свой кругозор и провести время с пользой!
Читем онлайн Как появилась Вселенная? Большие и маленькие вопросы о космосе - Герайнт Фрэнсис Льюис
Шрифт:
-
+
Интервал:
-
+
Закладка:
Сделать
тела или одежды, не касаются атомов кресла. Да, так и есть – на атомном уровне мы никогда ничего не можем коснуться! Как это возможно? Всё дело в электрической силе. Электроны, окружающие ядра ваших атомов, отталкивают электроны, находящиеся на орбитах вокруг ядер атомов кресла. И каким бы внушительным ни был ваш вес, вам никогда не удастся коснуться других атомов, настолько велики электростатические силы!
В других частях Вселенной действуют силы, во много раз более могучие, чем доступные нашим хилым мускулам. В недрах звёзд атомам мешает коснуться друг друга не только электростатическое отталкивание электронов. Когда атомы оказываются достаточно близко друг к другу, их ядра должны ещё преодолеть электростатическое отталкивание положительно заряженных протонов. Энергетическая гора, по которой они должны подняться, – это очень крутой пик. Кинетическая энергия, которая для этого требуется, так велика, что, если бы даже этот подъём и удалось совершить, протоны, оказавшись по ту сторону горы, просто отскочили бы друг от друга. Как же тогда им всё-таки удаётся объединяться? Ответ на этот вопрос заключается в одной из особенностей квантовой физики, которая делает бесполезными почти все классические способы физических вычислений. Она называется квантовым туннельным эффектом.[41]
Физики часто жалуются на контринтуитивную природу квантовой теории. Но квантовый туннельный эффект – одна из немногих вещей в квантовой физике, которую довольно просто представить. Это явление в точности соответствует своему названию. Представьте, что вместо подъёма на вершину горы и последующего спуска с другой стороны вы решили пройти через гору насквозь, проделав в ней туннель.[42] Однако сделать это совсем не просто, и никакой гарантии успеха у вас нет. В большинстве случаев шанс очень мал. Поэтому физики говорят только о вероятностях просачивания или коэффициенте туннелирования. Чтобы почувствовать, насколько велико значение этого явления, достаточно вспомнить, что все скорости реакций, вычисляемые в ядерной физике и химии, – это, по сути, коэффициенты туннелирования. Все атомные процессы идут по этому короткому пути, а не «поднимаются» на высокие вершины «энергетических гор». Разумеется, для индивидуального атома или молекулы время, за которое эта частица испытает туннельный эффект, может оказаться сравнимым с возрастом Вселенной. Однако химия имеет дело с множеством идентичных атомов или молекул, и со всеми происходит одно и то же. Это напоминает ситуацию, когда множество людей делает что-то, что удаётся в единичных случаях: тогда, несмотря на малую вероятность успеха, всё равно хоть кто-то его добьётся. В казино так говорят о шансах или проценте выигрыша: для администрации важно, что происходит в целом, а не то, что случается с отдельными игроками.
Идея квантового туннелирования перекидывает забавный мостик между классической и квантовой физикой. Хоть в этом случае вычисления на основе классической физики больше не применимы (ясно, что представить себе такие вещи, как туннельный переход сквозь энергетический барьер, в классических рамках невозможно), идеи классической физики здесь всё равно помогают. Классическая интуиция и классическая физика могут подвести нас к построению мысленной модели того, что в этим случае происходит: мы воображаем, что находимся в долине, что перед нами непреодолимая горная стена, и вот в последний момент, когда, кажется, никакой надежды не осталось, в стене открывается квантовый туннель и решает все проблемы. На классическом языке можно выразить очень многое из того, о чём мы задумываемся в квантовой физике. В случае туннельного эффекта квантовая физика просто добавляет чуть больше к тому, что позволяет физика классическая. К сожалению, на человеческих масштабах трюк с туннелем не работает – только на квантовых.
Невозможная мощь супергероя
Представьте себе, что вы каким-то образом оказались на полосе препятствий и должны её преодолеть. Перед вами стена, и через неё надо перемахнуть. Это чисто физическая задача – неважно, думаете ли вы о ней в физических терминах. Ваше тело должно каким-то образом собрать столько кинетической энергии, чтобы получить – и превзойти – потенциальную энергию, которую имело бы, оказавшись на верхней кромке стены. Эй, погоди-ка, думаете вы. А что, если пройти прямо сквозь стену при помощи туннельного эффекта? Конечно, можно попробовать использовать этот шанс: разбежаться как следует, броситься прямо на стену – и вдруг очутиться с той стороны. Но, прежде чем вы на это решитесь, знайте: шансы на успех невообразимо малы. Вы можете врезаться в стену каждый день на протяжении всей жизни, но, даже если проживёте до конца Вселенной, у вас, по всей вероятности, так ничего и не получится: туннель не откроется. То есть, может, и откроется, но с вероятностью не просто малой, а космически малой. К тому же будет больно.
Вероятность туннелирования объекта зависит от нескольких условий: насколько высок энергетический барьер, сколько энергии у объекта, насколько далеко он должен пройти, каковы размеры объекта. Чем больше объект, тем меньше вероятность успеха. Если он настолько велик, что его можно увидеть, шанс преодолеть барьер через туннель практически нулевой – во всяком случае, достаточно близкий к нулю, чтобы считать такой исход невозможным. Поэтому мы никогда не наблюдаем проявлений туннельного эффекта в ежедневной жизни, жизни больших объектов. Сидя в кресле, вы знаете, что оно вас удержит. Если бы законы квантовой механики были применимы к большим объектам, таким, как человеческое тело, вы бы рисковали нежданно-негаданно провалиться сквозь кресло и очутиться на полу, а может, и гораздо ниже! А вот для микроскопических предметов вроде протонов и электронов туннелирование – это преимущественный способ транспортировки в пространстве. Так что, если вы пишете комикс о супергерое, проходящем сквозь стены при помощи туннельного эффекта, помните: персонаж должен быть микроскопическим!
Квантовая «зона Златовласки»
Мы начали эту главу с разговора об источнике энергии Солнца и о роли звёзд в образовании элементов. Вспомним, что создание ядер элементов начинается снизу, с отдельных частиц: один нуклон, потом два, три… Первым шагом на пути создания ядер тяжёлых элементов, состоящих из многих нуклонов, было образование дейтерия, самого маленького составного ядра – связанных воедино протона и нейтрона. Но в центральной области Солнца нейтронов нет: там можно найти только сталкивающиеся друг с другом протоны. Положительно заряженные, они с огромной силой отталкиваются и никогда не могут сблизиться настолько, чтобы начало сказываться влияние сильного взаимодействия.
Каждую секунду каждый отдельный протон сталкивается здесь с другими протонами много миллиардов раз, не объединяясь ни с одним. Но в этом вихре столкновений, происходящих в огромном количестве, два протона то и дело оказываются способны благодаря туннельному эффекту просочиться сквозь разделяющий их электростатический барьер. Тогда эти протоны вдруг обнаруживают, что уже достаточно близки друг к другу, чтобы включилось сильное взаимодействие и связало их вместе. Они превращаются в
На этой странице вы можете бесплатно читать книгу Как появилась Вселенная? Большие и маленькие вопросы о космосе - Герайнт Фрэнсис Льюис бесплатно.
Похожие на Как появилась Вселенная? Большие и маленькие вопросы о космосе - Герайнт Фрэнсис Льюис книги
- Улыбка - Рэй Брэдбери - Научная Фантастика
- Вселенная Г. Ф. Лавкрафта. Свободные продолжения. Книга 8 - Роберт Альберт Блох - Мистика / Прочее / Периодические издания / Ужасы и Мистика
- 20-ть любительских переводов (сборник) - Рид Роберт - Мистика
- Великолепные модели штор и гардин - Антонина Спицына - Сделай сам
- И грянул гром… (Том 4-й дополнительный) - Вашингтон Ирвинг - Научная Фантастика
