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
её локальный минимум – по крайней мере, в окрестности некоторой точки. Такие точки называются точками устойчивого равновесия. Говоря о мяче и его положении в долине, мы называем его состояние устойчивым: он просто-напросто лежит, где остановился. Однако во всех других местах вне долины состояние мяча неустойчиво: он покатится куда-то ещё. Чтобы унести мяч из долины, потребуется столько энергии, чтобы можно было перекатить его через ближайший пик. Такой переход из одного устойчивого состояния в другое требует толчка, впрыскивания энергии, которая бы заставила мяч начать двигаться из устойчивого положения.
Этот рисунок прекрасно иллюстрирует ситуацию, которая возникает каждый раз, когда мы говорим об энергии и путях её перехода из одной формы в другую. Дело, конечно, не в мячиках, катающихся по горкам. Мяч представляет объект, энергетическое состояние которого нас интересует, гора – потенциальную энергию этого объекта, а положение мяча – собственно состояние объекта, сумму всей информации об объекте, которой мы располагаем. Весь рисунок в целом построен на нашей интуиции, и это подсказывает, что мы вернулись в рамки классической физики. Но при этом надо быть готовыми к квантовому повороту!
Математикам не потребовалось много времени для того, чтобы, воспользовавшись первыми успехами квантовой физики, залатать пробоины в здании физики классической. Их теоретические достижения выглядели как модификация классических теорий, позволявшая тем соответствовать новой парадигме. Этот процесс получил название квантования. Творцы квантовой физики квантовали ньютоновскую физику: законы движения и описание реакций тел на действующие на них силы. Но выведенных Максвеллом уравнений электродинамики этот процесс не коснулся – чтобы квантовать электродинамику, требовался новый мощный математический аппарат. Его изобретение выявило возможность существования новых физических сил – слабого и сильного ядерного взаимодействия.
Эти силы обобщены в рамках того, что мы называем «стандартной моделью»[18]. За довольно скучным названием скрывается комплекс тщательно разработанных мощных математических рецептов, позволяющих точно вычислять действие каждой из сил. Кроме того, стандартная модель описывает связанные с силами частицы – квантованные порции энергии, опосредующие каждую из сил. Увы, со множеством непривычных терминов в этой модели придётся смириться, но мы постараемся побыстрее с ними освоиться.
Подытожить стандартную модель можно так. Есть четыре силовых частицы, носящие общее название бозонов, в честь индийского физика Сатьяндраната Бозе: фотон, переносящий электромагнитные взаимодействия, глюон – частица сильного взаимодействия в атомных ядрах, и загадочно названные частицы W и Z, ответственные за слабое взаимодействие – что-то вроде радиоактивности. В эту компанию входит ещё бозон Хиггса – самый, может быть, знаменитый из всех бозонов – он связан с процессом, благодаря которому частицы приобретают массу.[19] Кроме бозонов, есть 12 частиц, из которых состоит вещество. Они называются фермионами в честь итальянского физика Энрико Ферми. Шесть из них – кварки, единственные частицы, чувствительные к сильному взаимодействию: верхние, нижние, странные, очарованные, прелестные и истинные. Сочетаясь друг с другом разными способами, кварки образуют фундаментальные «строительные кирпичики» вещества, в том числе более привычные для нас протоны и нейтроны.
Остальные шесть фермионов— лептоны: в их число входит электрон и два его собрата мюон и таон, каждый из которых тяжелее предыдущего, а также три разновидности частицы, называемой нейтрино. С каждой из этих частиц мы ещё познакомимся поближе.
Однако в стандартной модели зияет пропущенное звено: гравитация. До сих пор она не поддаётся квантованию, и вовсе не потому, что научное сообщество недостаточно много работает над решением этой проблемы! Некоторые физики посвятили всю жизнь попыткам включить гравитацию в стандартную модель. Постоянно появляются и уходят новые варианты квантовых теорий тяготения, но большинство из них так и не получает никаких экспериментальных подтверждений.
Площадками, на которых происходит поиск новых квантовых теорий, стали великолепные исследовательские лаборатории современной теоретической физики – ускорители частиц, такие, например, как грандиозный Большой Адронный Коллайдер, построенный Европейским советом по ядерным исследованиям (CERN) на границе Швейцарии и Франции. В ускорителях сталкиваются друг с другом частицы, разогнанные почти до скорости света, и столкновения приводят к рождению новых. За последние 60 с лишним лет эксперименты на ускорителях выявили существование множества частиц, о которых мы не знали раньше. Пытаясь найти всё новые гипотетические – а возможно, и совершенно неожиданные – частицы, физики строят ускорители всё больших и больших масштабов. Некоторые из обнаруженных частиц – в том числе упомянутый бозон Хиггса – открывают для нас энергетические поля, на которых зиждется существование Вселенной.
Потенциальное решение вопроса о том, почему Вселенная выглядит такой однородной, – существование ещё одного энергетического поля, так называемого инфлатонного.[20] Ассоциированная с ним частица, которую называют инфлатоном, пока гипотетична и к тому же могла существовать только в ранней Вселенной.[21] То, что в нашу эпоху мы её не наблюдаем, свидетельствует, что в прошлом должно было произойти некое драматическое событие – возможно, самое драматическое за всю историю космоса. Но не будем забегать вперёд: вернёмся к нашим горкам.
В классических энергетических горках долины – участки устойчивости. Состояние может быть устойчивым или неустойчивым – чёрным или белым. В случае горок квантовой энергии устойчивость предстаёт как спектр оттенков серого. Вспомним: на нашем рисунке с энергетической горкой уровень моря был самым низким уровнем потенциальной энергии. В квантовой физике он называется состоянием вакуума.
Кинетическая энергия мяча (когда он катится из долины) аналогична квантовым возбуждениям и проявляется в виде частиц. Таким образом, энергия, ассоциированная с силой определённого вида, соответствует долине в отсутствие частиц и движению по склону горки в их присутствии. Мяч может застрять в долине и остаться в ней навсегда, так и не докатившись до моря – своего вакуумного состояния. Но в квантовой физике, где движение и положение в пространстве – понятия неопределённые, дела обстоят интереснее. Спонтанные квантовые флюктуации могут быть просто толчком, необходимым для создания того, что называется фазовым переходом.
Перерыв на водные процедуры
Как только появляется квантовый жаргон, всё сразу начинает казаться страшно сложным. Ну, вот что это за «фазовый переход»? Возьмём стакан воды, немного отольём оттуда и дольём снова. Перед нами тот же самый стакан воды? Вроде бы, да. Вода выглядит вполне однородной. У неё есть свойство, которое физики называют симметрией. Но в другой раз давайте перед тем, как добавить новую часть воды, заморозим её. Теперь появилась кое-какая разница: каждый раз, когда мы замораживаем воду, получившийся лёд выглядит чуть иначе.
Если у вас дома есть форма для ледяных кубиков, вытащите несколько штук и осмотрите их внимательно. У каждого кубика разные трещинки, вмороженные пузырьки воздуха, другие дефекты и особенности. Если мы заменим часть кубика на такой же кусочек другого кубика, у нас получится явно другой ледяной
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
