Архивы Наука физика

Кто открыл гравитацию — Исаак Ньютон или Леонардо да Винчи?

Ученые считают, что Леонардо да Винчи начал расшифровку законов гравитации раньше, чем Исаак Ньютон

Согласно популярной легенде, первым человеком, узнавшим о существовании силы гравитации, был Исаак Ньютон — английский физик, математик, механик и астроном. Озарение пришло случайно, когда великий ученый сидел под деревом и на его голову упало яблоко. После этого происшествия, Ньютон сформулировал закон всемирного тяготения, которая гласит, что все тела во Вселенной притягиваются друг к другу. Этот закон объяснил, почему Луна всегда удерживается в пределах Земли, а также помог астрономам узнать массу Солнца, открыть планету Нептун и совершить много других научных прорывов. Нам со школьных лет говорят, что гравитацию открыл сэр Исаак Ньютон, однако недавно были найдены весомые доказательства того, что впервые о ее существовании узнал Леонардо да Винчи. Что же это, получается, что скоро учебники по физике будут переписаны?

Интересный факт: история о том, как на формулировку закона всемирного тяготения Исаака Ньютона вдохновило упавшее яблоко, скорее всего, не выдумка. Впервые она была рассказана в книге «Воспоминания о жизни Ньютона» под авторством биографа Уильяма Стьюкли. Со слов племянницы ученого, история произошла в 1666 году, когда он пережидал эпидемию чумы в поместье своей матери.

Неожиданные рукописи Леонардо да Винчи

Доказательства причастности Леонардо да Винчи к открытию гравитации нашлись в Кодексе Арундела. Так называется собрание из почти 300 заметок, сделанных ученым в период с 1480 по 1518 год. На старинных листах имеется много текстов и рисунков, которые касаются тем механики и геометрии. Кодекс получил свое название в честь графа Арундела, который приобрел его в 1630-е годы в Испании.

Леонардо да Винчи оставил после себя огромное количество рукописей, который до сих пор изучаются специалистами

В 2017 году профессор Калифорнийского технологического института Мори Гариб (Mory Gharib) изучал рукописи ученого, в надежде найти иллюстрации, которые он мог бы показать своим ученикам. На одной из страниц он нашел весьма интригующий набросок с кувшином и высыпающимися из него частицами. Посоветовавшись с двумя инженерами, профессор пришел к выводу, что на рисунке изображен эксперимент, который дал начало расшифровке законов гравитации. Это произошло за десятилетия до того, как об этом задумался Исаак Ньютон.

Иллюстрация эксперимента, проведенного Леонардо да Винчи

Статья в тему: Ученые нашли ныне живущих потомков Леонардо да Винчи

Эксперимент Леонардо да Винчи, о котором никто не знал

В эксперименте Леонардо да Винчи, кувшин с водой или песком перемещается по прямой траектории, параллельно земле. В процессе этого перемещения, содержимое сосуда стекает вниз. Итальянский ученый отметил, что частицы воды или песка не падают с постоянной скоростью, а ускоряются. Он показал, что после высвобождения из кувшина, частицы перестают двигаться вместе с ним по горизонтали, а падают вниз.

Равнобедренный треугольник в набросках Леонардо да Винчи

Наброски ученого также демонстрируют, что если кувшин движется по горизонтали с тем же ускорением, что и падающие частицы, создается равнобедренный треугольник. А если сосуд движется со строго определенным ускорением, образуется наклонная линия. Судя по записям, Леонардо да Винчи также хотел сформулировать уравнение для описания ускорения, но сделать этого он не смог. При всем этом, компьютерное моделирование показало, что если ученый действительно провел эти эксперименты, ему бы вполне удалось рассчитать значение свободного падения с точностью 97%.

Что открыл Леонардо да Винчи?

Пожалуй, итальянец Леонардо да Винчи является самым известным ученым во всем мире — о нем слышали все. Большинству из нас он знаком как художник, руки которого создали знаменитую «Мона Лизу» и роспись «Тайная вечеря». Но также он был очень продуктивным изобретателем — он создал устройства, опередившие свое время. Так, в далеком 1508 году он разработал прообраз контактных линз в виде наполненного шара с водой. Если интересно, вы можете почитать об этом изобретении по этой ссылке.

Наброски изобретений Леонардо ла Винчи

Если выводы профессора Мори Гариба и его коллег верны, Леонардо да Винчи вполне может быть первым человеком, который догадался о существовании гравитации. По словам профессора, они не знают, продолжил ли итальянец свои эксперименты. Но сам факт наличия таких записей говорит о том, что ученого интересовало, почему и как объекты падают на землю. Мышление Леонардо да Винчи дошло очень далеко, но сформулировать закон всемирного тяготения ему все-таки не удалось — это сделал Исаак Ньютон. Скорее всего, именно он останется общепринятым человеком, который открыл гравитацию. Но первые шаги в этом направлении сделал Леонардо да Винчи.

Кажется, Леонардо да Винчи опередил Исаака Ньютона, но не довел дело до конца

Самые свежие новости науки и технологии вы найдете в нашем Telegram-канале. Подпишитесь прямо сейчас!

Напоследок стоит отметить, что великий ученый является автором самой дорогой картины в мире — она называется «Спаситель мира». В нее заложен любопытный секрет, о котором мы рассказывали в этом материале.

Создан первый в мире лазер-громоотвод, направляющий молнии

Первый в своем роде лазерный громоотвод позволит управлять молниями

Молния чрезвычайно горячая — всего одна вспышка способна нагреть воздух до температуры, в пять раз превышающей температуру поверхности Солнца. Из-за резкого скачка температур окружающий молнию воздух создает раскаты грома, которые мы слышим увидев вспышку. По сути, молния – это мощный электрический разряд, возникающий в грозовых облаках. Попав, например, в дерево или дом, она может стать причиной пожара и гибели людей. Так, чтобы обеспечить защиту зданий и их обитателей от подобной участи, почти три столетия назад американский политик и интеллектуал Бенджамин Франклин изобрел молниеотвод. С тех пор эти металлические решетки над зданиями спасли тысячи жизней и критически важных объектов, а в основу всех последующих разработок в этой области легло изобретение Франклина. И все же недавно произошло кое-что интересное – инженеры разработали устройство для управления молнией с помощью лазера. Последний, как оказалось, работает как громоотвод, рассеивая атмосферные разряды.

В чем опасность молнии?

По статистике каждую секунду поверхность нашей планеты принимает не менее сотни ударов молний, каждый из которых движется со скоростью более 320 000 километров в час и вырабатывает огромное количество электроэнергии. Удары молний во время грозы создают радиочастотные помехи и скачки напряжения, которые сокращает срок службы электронных устройств.

Так, удары молний ответственны за 20% случаев повреждения электрооборудования в жилых и офисных помещениях, а остальные 80% приходится на скачки напряжения. Но вот что особенно интересно – по данным государственной электросетевой корпорации Китая, в 84% случаев повреждения оборудования молниезащита не сработала, хотя сами молниеотводы исправно работают.

Удары молний – серьезная проблема не только для электроники

Это интересно: Шаровая молния — самое таинственное природное явление

Причина, как указывают специалисты, заключается в ошибках при установке и обслуживании комплекса устройств по защите от молний. В то же самое время современная молниезащита не может на 100% гарантировать сохранение оборудования после удара.

Помимо угрозы для всех типов электрических и коммуникационных сетей, удары молний опасны для жизни. Исследователи выделяют пять различных способов поражения человека молнией. Так, жертвы прямого удара чаще всего находятся на открытой местности, а часть тока проходит вдоль поверхности кожи и непосредственно над ней, другая часть проходит через тело – как правило через сердечно-сосудистую и/или нервную системы.

Подробнее о том, в какие места чаще всего попадают молнии и как от них спастись ранее рассказывал мой коллега Рамис Ганиев, рекомендую к прочтению

Что такое молниеотвод?

Молниезащита (грозозащита или громоотвод) – представляет собой комплекс разнообразных мер. Самый известный тип громоотвода называется «стержень Франклина» – проводящий электричество металлический стержень, который перехватывает молнии и направляет их на землю. Чаще всего молниеотвод устанавливают на аэродромах, портах, промышленных зданиях или рядом с ними.

Молниеотвод помогает предотвратить накапливание заряда.

Если говорить совсем просто, то система молниезащиты обеспечивает легкий путь молнии к земле. Каждая часть «стержня Франклина» изготавливается из алюминия или меди и устанавливается в самой высокой точке здания или другой конструкции.

Больше по теме: Интересные и малоизвестные факты о молниях

Громоотводы также соединяются с другими металлическими компонентами например, с телевизионной антенной и нисходящими проводами, соединяющие стержень и систему заземления. Интересно, что устанавливать громоотводы можно на любом количестве зданий и других конструкций.

Что такое молниеотвод? Молния — электрический искровой разряд в атмосфере, обычно может происходить во время грозы, проявляющийся яркой вспышкой света и сопровождающим её громом. Фото.

Молния — электрический искровой разряд в атмосфере, обычно может происходить во время грозы, проявляющийся яркой вспышкой света и сопровождающим её громом.

К слову, деревянные конструкции без «стержней Франклина» подвержены риску возгорания, а пористые или насыщенные водой строительные материалы, такие как кирпич и бетон, могут и вовсе взорваться после удара молнии.

Хотите всегда быть в курсе последних новостей из мира науки и высоких технологий? Подписывайтесь на наш канал в Telegram – так вы точно не пропустите ничего интересного!

Может ли лазер защитить от молнии?

Недавно группа ученых из Женевского университета и других исследовательских центров разработала первый в мире лазерный громоотвод. С его помощью, как сообщают авторы изобретения, можно отражать молнии на десятки метров причем даже в плохую погоду. И несмотря на то, что это звучит необычно, в 2004 и 2011 году над ней работали исследователи из разных стран мира. Правда, никаких убедительных доказательств получить так и не удалось.

Теперь мощный лазер, направленный в небо, можно использовать как громоотвод. Дело в том, что мощный лазерный луч, направленный в атмосферу, ионизирует путь, по которому следует молния и фактически направляет ее в определенное место, где ее можно заземлить.

Устройство испытали на горе Санти для защиты 124-метровой телекоммуникационной антенны.

Чтобы доказать работоспособность теории, ученые провели эксперимент на горе Санти на северо-востоке Швейцарии, установив новый громоотвод рядом с телекоммуникационной антенной высотой 124 метра. В результате новое лазерное устройство уловило и перенаправило разряд молнии в небо, предотвратив его попадание в антенну.

Мы потратили год анализируя данные и пришли к выводу, что разряд молнии следует за лучом практически 60 метров прежде чем достигает антенны. Это означает, что лазер увеличивает радиус защитной поверхности со 120 до 189 см, – объясняют авторы эксперимента.

Так как удары молнии можно предсказать, исследователи из Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) разработали систему искусственного интеллекта, дополняющую лазерный громоотвод для прогнозирования вспышек молнии. Новая система позволяет прогнозировать удар за 10-30 минут на площади 30 километров (с погрешностью 20%).

Может ли лазер защитить от молнии? Новое исследование призвано улучшить стратегии молниезащиты жизненно важной инфраструктуры — электростанций, аэропортов и стартовых площадок для космических миссий. Фото.

Новое исследование призвано улучшить стратегии молниезащиты жизненно важной инфраструктуры — электростанций, аэропортов и стартовых площадок для космических миссий.

И хотя новая модель имеет фундаментальное преимущество над ранее разработанными системами, у ученых впереди много сложной работы. Так, исследователям предстоит понять как именно возникают удары молнии и найти наилучший способ защиты зданий, самолетов, небоскребов и людей.

Не пропустите: В документах XII века найдено самое первое упоминание шаровой молнии

Как управлять молнией

Создатели первого в мире лазерного молниеотвода пришли к выводу о необходимости дополнительных исследований и экспериментов, полученные ими результаты расширяют современное понимание лазерной физики в атмосфере и могут помочь в разработке новых стратегий защиты людей и критически важных объектов инфраструктуры.

В ходе эксперимента за шесть часов работы во время грозовой активности лазер изменил траекторию четырех восходящих грозовых разрядов.

А вы знали, что антиматерию охладили почти до абсолютного нуля лазерным лучом? Все подробности здесь, не пропустите!

Полученные результаты также имеют большое значение для изучения климатических изменений – удары молнии над горами (в результате глобального потепления) могут спровоцировать ураганы и послужить дополнительной причиной лесных пожаров, которые ранее достигли беспрецедентного уровня. Ученые также надеятся, что их разработка существенно снизит риск поражения молнией в густонаселенных районах мегаполисов.

Почему со временем научных открытий становится меньше?

Одни из величайших культурных и технологических достижений произошли в период с 1945 по 1971 год.

Как думаете, мы и правда живем в «золотой век» технологического, медицинского, научного и социального прогресса? Похоже, все действительно так – нас окружают удивительные технологии, представить которые было не так уж и просто всего 20 лет назад. Средняя продолжительность жизни растет с каждым днем и практически каждую неделю мы узнаем о «новых надеждах» для больных раком, разработках в лаборатории, которые могут привести к новым методам лечения, разговорах о новой эре космического туризма, суперджетах и отправке людей на Марсе. Звучит потрясающе, но если присмотреться внимательнее, то видение беспрецедентных инноваций оказывается иллюзорным – многие из захватывающих дух историй о прогрессе на самом деле предположения (а временами и вовсе фантазии). Так, согласно недавно опубликованному исследованию, темпы новаторских научных открытий и технологических инноваций замедляются, несмотря на постоянно растущий объем знаний. Но почему?

Эксперты называют прорывными открытиями те, которые не основаны на уже существующих идеях и выводят всю научную область на новую территорию.

«Золотой век» научно-технического прогресса

За несколько лет до публикации Общей теории относительности (ОТО), академическое сообщество считало, что физика, как дисциплина, достигла предела. Однако после публикации Эйнштейна, ставшей самой настоящей революцией в этой области, появилась квантовая механика. Сегодня едва ли кто-то усомниться в том, что середина ХХ века стала отправной точкой стремительного научно-технического прогресса.

Так, в 1942 году в США был разработан первый атомный реактор, а 11 лет спустя ученые изучили молекулярную структуру ДНК (которая хранит генетический код), что положило начало развитию генной инженерии. Четыре года спустя, в 1957 году, СССР запустили в космос первый спутник, а в 1961 году – Юрий Гагарин стал первым человеком в космосе. Поразительно, но спустя всего 8 лет американская миссия «Аполлон-11» достигла Луны и астронавты Нил Армстронг и Эдвин «Базз» Олдрин впервые ступили на поверхность нашего спутника.

«Золотой век» научно-технического прогресса. Исследователи обнаружили, что в последние десятилетия темпы прорывных научных открытий замедлились. Фото.

Исследователи обнаружили, что в последние десятилетия темпы прорывных научных открытий замедлились.

И несмотря на то, что в 1990 годы интернет стал доступен широкой публике, как и мобильная спутниковая связь, «золотой век» научно-технического прогресса пришелся на 40-50-е гг. ХХ века. многие исследователи считают, что это стало возможным благодаря превращению науки в главный фактор социально-экономического развития общества.

Больше по теме: Математика конца света: может ли научный прогресс привести к гибели человечества?

Ряд исследователей и вовсе считает, что так называемый золотой век инноваций длился примерно с 1945 по 1971 год. Практически все, что определяет современный мир, либо возникло, либо посеяло семена именно в этот период: таблетки, электроника, компьютеры, Интернет, атомная энергия, телевидение, антибиотики, космические путешествия и пр. Но что происходит сегодня? Можем ли мы с уверенностью утверждать, что научно-технический прогресс по-прежнему продолжается?

Современная наука распадается на более изолированные области знания

Может показаться удивительным, но несмотря на все достижения в области медицины, ядерной энергетики и искусственного интеллекта, научно-технический прогресс замедляется, а новых, иновационных открытий становится меньше. К такому выводу пришли авторы работы, недавно опубликованной в журнале Nature. Они полагают, что большинство современных открытий развивают уже существующие знания.

Вам будет интересно: Каким будет мир с населением 10 миллиардов человек?

Научно-технический прогресс замедлился

В ходе работы авторы проанализировали примерно 45 миллионов научных работ и не менее 3,9 миллионов патентов в период с 1945 по 2010 год. Полученные результаты показали, что с начала этих временных интервалов исследовательские работы и патенты консолидировали или развивали уже имеющиеся знания. При этом больше всего пострадали области естественных наук, таких как химия и физика.

Характер исследований меняется, поскольку постепенные инновации становятся все более распространенными, – пишут авторы научной работы.

Научно-технический прогресс замедлился. В будущем эта тенденция, скорее всего продолжится

Исследователи обнаружили, что, несмотря на взрывной рост инноваций и научных исследований в последние десятилетия, разработки стали более постепенными и менее разрушительными, замедлив прогресс во многих ключевых областях. Это означает, что “может потребоваться больше времени, чтобы сделать те ключевые прорывы, которые значительно продвинут науку вперед”.

Читайте также: Стоит ли доверять науке?

Полученные результаты также подчеркивают необходимость переосмысления методов в научных исследованиях и использовать инновации для решения насущных проблем человечества, например изменение климата и освоение космоса. И это несмотря на достижения за последние годы, включая развитие искусственного интеллекта, ядерного синтеза и редактирования генома – по мнению авторов нового исследования, эти достижения не противоречат замедлению темпов роста научно-технического прогресса.

Научно-технический прогресс застопорился во многих ключевых областях науки.

Обнаружение гравитационных волн и разработка вакцин против COVID-19 являются прекрасными примерами новаторской работы, происходящей в то время, когда большинство исследований носят более поэтапный и медленный характер. При этом наблюдаемый упадок прорывных научных открытий вряд ли связан со снижением качества исследований. Но как в том случае объяснить происходящее?

Еще больше интересных статей о последних открытиях в области науки и технологий читайте на нашем канале в Яндекс.Дзен – там регулярно выходят статьи, которых нет на сайте!

Причины упадка научно-технического прогресса

Среди причин замедления научно-технического прогресса исследователи выделяют процесс обучения, который стал более длительным и включает в себя масштабный объем знаний. Некоторые эксперты называют сложившуюся ситуацию «бременем исследований» отмечая, что современным ученым приходиться слишком много учиться, из-за чего у них остается не так много времени на грандиозные и прорывные открытия.

Другой причиной также может быть обстановка в академических кругах, которая требует от исследователей публиковать все больше и больше научных статей (по которым эксперты оценивают друг друга). Сегодня многие специалисты и изобретатели вынуждены фокусироваться на узких специализациях, а они редко являются чем-то новаторским.

Причины упадка научно-технического прогресса. XX век подвел итоги развития фундаментальной науки, после чего начался переход к совершенно новой форме существования знания. Фото.

XX век подвел итоги развития фундаментальной науки, после чего начался переход к совершенно новой форме существования знания

Прогресс прекратился более 40 лет назад. Большая часть того, что произошло с тех пор – постепенное улучшение. Хотя с этой точкой зрения многие не согласны, – отмечают ученые, которые не принимали участие в исследовании

При этом авторы научной работы полагают, что мы не становимся менее инновационными как вид, однако ситуация в которой ученых «заставляют сокращать свои статьи», чтобы увеличить количество публикаций, может привести (и очевидно приводит) к «притуплению научных исследований».

Это интересно: В поисках межзвездных памятников или что останется после нас?

Авторы метаанализа призывают университеты и финансирующие корпорации уделять больше внимания качеству публикаций, а не количеству, а также рассмотреть возможность предоставления годичных академических отпусков, что позволит ученым больше размышлять и пробовать что-то новое.

Социально-экономическое развитие общества

Возможно наибольшим эффектом на развитие науки и технологий обладает экономическая ситуация – сегодня прогресс практически полностью направлен на потребителя. Американский экономист Тайлер Коуэн в своем эссе «Великая стагнация» (2011) утверждает, что, по крайней мере, в США достигнуто технологическое плато. Конечно, смартфоны великолепны, но вряд ли их можно сравнить с созданием космических обсерваторий и победой над оспой.

Современная наука переживает очередной кризис – некогда единое научное пространство фрагментируется

Экономисты описывают этот экстраординарный период в терминах увеличения богатства. После Второй мировой войны мир захлестнул бум научных и технологических инноваций наряду с увеличением продолжительности жизни и ее качества. Еще одной причиной может являться глобальное старение населения, о чем мы рассказывали ранее.

И все же за последние десятилетия мир сильно изменился – то, что считалось нормой в 1945 году (и даже в 1970-х) сегодня кажется неприемлемым, а общество избавилось от огромного количества предрассудков, которые отошли на второй план. Так что будем наблюдать к чему нас приведут ближайшие десятилетия.

Ученые наблюдали новый вид квантовой запутанности внутри атомных ядер

Коллайдер тяжелых ионов (RHIC) позволяет отслеживать частицы, возникающию в результате столкновений в центре детектора.

Как устроена реальность? И не является ли она постоянной иллюзией? Физики десятилетиями пытаются ответить на эти вопросы, но чем больше они узнают о мире, тем более странным он становится. Мы знаем, что материя состоит из крошечных частиц, а их взаимодействие между собой едва ли можно представить. Взять, к примеру, квантовую суперпозицию – согласно этому принципу частицы могут находиться в нескольких состояниях одновременно, однако определить результат их состояния до момента наблюдения невозможно. Еще одним фундаментальным принципом физики элементарных частиц является квантовая запутанность, согласно которой частицы остаются взаимосвязанными вне зависимости от расстояния между ними. И хотя «привычная» запутанность демонстрирует иллюзорность нашей реальности, в начале 2023 года физики из Брукхейвенской национальной лаборатории (США) сообщили о ее новом виде, обнаруженном впервые в истории.

Новая квантовая запутанность

Фундаментальные принципы квантовой механики раз за разом бросают вызов здравому смыслу, показывая что реальность в значительной степени иллюзорна. К счастью, современные научные инструменты позволяют детально изучать форму и детали внутри атомных ядер – последнее удалось физикам из Брукхейвенской национальной лаборатории США с помощью релятивистского коллайдера тяжелых ионов (RHIC).

В ходе эксперимента исследователи наблюдали за фотонами и ионами золота в момент их ускорения вокруг коллайдера и обнаружили новый тип квантовой запутанности. Но вот что еще удивительнее – ученые также наблюдали совершенно новый вид квантовой интерференции – экзотического эффекта, согласно которому частица вроде фотона при движении может пересекать собственную траекторию. Исследование этого эффекта считается одним из самых перспективных в современной физике. Но обо всем по-порядку.

Законы, по которым работает Вселенная, весьма странные.

Интересный факт Изучая одну запутанную частицу, ученые сразу же узнают о другой, даже если они находятся на расстоянии миллионов световых лет друг от друга. Эта странная связь между двумя (и более) частицами происходит мгновенно, по-видимому, нарушая фундаментальный закон Вселенной. По этой причине Альберт Эйнштейн называл запутанность "жуткой" и "сверхъестественной".

Коллайдер RHIC располагается в учреждении Министерства образования и науки США, где физики могут изучать строительные блоки ядерной материи – т.е. кварки и глюоны, из которых состоят протоны и нейтроны. Сталкивая ядра тяжелых атомов, например золота, исследователи наблюдали их движение в противоположных направлениях вокруг коллайдера со скоростью, близкой к скорости света.

Это означает, что интенсивность столкновений между ядрами может «расплавить» границы между отдельными протонами и нейтронами, позволяя изучать кварки и глюоны такими, какими они существовали вскоре после Большого взрыва – до образования протонов и нейтронов, – говорится в работе.

Новая квантовая запутанность. На самом деле никто не знает, какие квантовые процессы в реальном мире отвечают за создание пространства-времени. Фото.

На самом деле никто не знает, какие квантовые процессы в реальном мире отвечают за создание пространства-времени.

Как гласит принцип квантовой запутанности, аспекты одной частицы запутанной пары зависят от аспектов другой частицы, вне зависимости от того, насколько далеко друг от друга они находятся (и что лежит между ними). Этими частицами могут быть, например, электроны или фотоны, а аспектом может быть состояние, в котором они находятся, к примеру, «вращение» в том или ином направлении. Физики также хотят знать, как кварки и глюоны ведут себя внутри атомных ядер в их нынешнем состоянии чтобы лучше понять силу, которая удерживает эти строительные блоки материи вместе.

Больше по теме: Может ли квантовая механика объяснить существование пространства-времени?

Что происходит внутри атомных ядер

Чтобы узнать больше информации о частицах и их поведении, физики использовали «облака» фотонов (частиц света), которые окружали ускоряющиеся ионы вокруг коллайдера RHIC – именно этот способ позволил ученым заглянуть внутрь ядер. Если два иона золота проходили мимо друг друга на близком расстоянии и не сталкивались, фотоны, окружающие один ион, позволяли изучить внутреннюю структуру другого.

Эта двумерная визуализация, как показали результаты эксперимента, оказалась революционной – атомное ядро выглядит слишком большим по сравнению с тем, что предсказывали теоретические модели. Более того, поляризованный свет позволил получить подробные изображения атомных ядер с высокой энергией и рассмотреть распределение глюонов (вдоль направления движения фотона и перпендикулярно ему).

Что происходит внутри атомных ядер. Полученные результаты также совпадают с теоретическими предсказаниями распределения глюонов и измерения распределения электрического заряда внутри ядер. Фото.

Полученные результаты также совпадают с теоретическими предсказаниями распределения глюонов и измерения распределения электрического заряда внутри ядер

Еще больше интересных статей о последних открытиях в области квантовой механики и высоких технологий читайте на нашем канале в Яндекс.Дзен – там регулярно выходят статьи, которых нет на сайте

Новые измерения также показали, что импульс и энергия самих фотонов запутываются с импульсом и энергией глюонов. Измерение только вдоль направления фотона (или его неизвестного направления) приводит к искажению изображения фотонными эффектами. Но измерение в поперечном направлении позволяет избежать «размытия» частиц света.

Теперь мы можем сделать снимок, на котором можно различить плотность глюонов под заданным углом и радиусом. Полученные изображения настолько точны, что мы начинаем видеть разницу между тем, где находятся протоны, и тем, где расположены нейтроны внутри этих больших ядер, – пишут авторы исследования.

Коллайдер в Брукхейвенской национальной лаборатории США

Измеряя две частицы с различными зарядами физики наблюдали интерференционную картину, что указывает на запутанность или синхронизацию частиц друг с другом, даже если эти частицы разные (включая заряд).

Вам будет интересно: Предполагает ли квантовая механика множественность миров или что такое интерпретация Эверетта?

Новый взгляд на запутанность и интерференцию

Авторы работы, опубликованной в начале 2023 года в журнале Science Advances, отмечают, что все частицы, о которых идет речь в работе,
существуют не только как физические объекты, но и как волны – подобно ряби на поверхности пруда, они ударяются о камень (математические “волновые функции”) и могут интерферировать, усиливая или нейтрализуя друг друга.

Интерференция возникает между двумя волновыми функциями идентичных частиц, но без запутывания (между двумя разнородными частицами) эта интерференция была бы невозможна. Вот так квантовая механика становится все более и более странной – новый эксперимент показал, что квантовая запутанность существует между разнородными частицами.

«Этот метод похож на позитронно-эмиссионную томографию (ПЭТ-сканирование), чтобы увидеть происходящие внутри мозга и других частей тела процессов», – объясняет Джеймс Дэниел Бранденбург из Брукхейвенской лаборатории (США). В последние годы ученые уделяют все больше внимания квантовой механике. Одна из причин повышенного внимания заключается в создании новых мощных средств связи и компьютеров.

Запутанность квантовых состояний – это реальность.

Исследователи также намерены проводить новые измерения в RHIC с более тяжелыми частицами (чтобы проверить другие возможные сценарии квантовой запутанности). Подробнее о том, какие открытия 2022 года оказали огромное влияние на наши знания об устройстве Вселенной мы рассказывали здесь, не пропустите!

Могут ли фотоны двигаться вперед и назад во времени?

«Квантовый переворот времени» заставляет свет двигаться одновременно вперед и назад во времени

Законы, по которым работает Вселенная, весьма странные. И хотя физики смогли объяснить взаимодействие наблюдаемых небесных тел, на уровне элементарных частиц все намного сложнее. Так, сразу два отдельных исследования, проведенных осенью 2022 года, продемонстрировали так называемый «квантовый переворот времени» – эксперимент, в котором фотоны могут одновременно двигаться вперед и назад во времени. И хотя речь не идет о создании Делориана, это открытие может помочь в разработке квантовых компьютеров и создании теории квантовой гравитации (той самой теории всего). Трудно поверить, но в ходе работы физикам удалось расщепить фотон (квант самого света) и наблюдать его как в прямом, так и в обратном временном состоянии, в очередной раз демонстрируя многочисленные странности квантового мира. Исследователи отмечают, что в основе проведенных экспериментов лежат самые загадочные принципы квантовой механики.

Странный квантовый мир

Квантовая механика объясняет как крошечные элементарные частицы взаимодействуют между собой создавая окружающий мир. И хотя мы практически не сталкиваемся с квантовым миром в повседневной жизни, представить современную жизнь без нее невозможно, из-за чего ученые уделяют ей много времени, постепенно раскрывая различные области ее применения.

Ведущим принципом квантовой механики является квантовая суперпозиция – явление, продемонстрированное в ходе двухщелевого эксперимента, результат которого показал, что частицы могут одновременно находиться в двух или во «всех» возможных местах одновременно. Лучше прочего этот феномен описал физик Эрвин Шредингер в своем мысленном эксперименте с кошкой и коробкой (подробнее мы рассказывали здесь).

Больше по теме: Тайны квантовой механики – что такое квантовая запутанность?

В квантовом мире время может одновременно протекать в нескольких направлениях.

Но квантовая суперпозиция – не единственный феномен физики элементарных частиц. Альберт Эйнштейн, к примеру, не мог смириться с таким явлением как квантовая запутанность, которую он называл «сверхъестественной». И его можно понять – как могут элементарные частицы, находясь вдали друг от друга, оставаться взаимозависимыми?

Напомним, что квантовая запутанность возникает когда две или более частицы поддерживают между собой связь – то, что происходит с одной частицей, моментально оказывает влияние на другую, несмотря на расстояние между ними. Согласитесь, объяснить это классическим способом невозможно, как, собственно, и должным образом представить. И тем не менее эти два принципа – суть квантовой механики.

Еще больше интересных статей о последних открытиях в области физики элементарных частиц и новейших технологий читайте на нашем канале в Яндекс.Дзен – там регулярно выходят статьи, которых нет на сайте!

Кошка в коробке

Квантовый эксперимент, в котором частица света может одновременно двигаться вперед и назад во времени, является еще одним примером странностей квантового мира. В ходе двух не связанных между собой экспериментах физикам удалось продемонстрировать явление под названием
«квантовый переворот времени», в основе которого, как вы могли догадаться, лежат квантовая суперпозиция и квантовая запутанность.

Совокупность всех состояний, в которых может одновременно находиться кот называется квантовой суперпозицией

Так как квантовая суперпозиция позволяет таким частицам как фотоны существовать в разных состояниях, а запутанность связывает их между собой, «квантовый переворот времени» позволяет фотонам существовать как в прямом, так и в обратном временных состояниях. Это означает, что частицы подчиняются одним и тем же законам физики, даже когда они находятся в перевернутом (или зеркальном) состоянии.

Не пропустите: Существует ли реальность без наблюдателя?

Объединив две основные концепции квантовой механики физики из Оксфордского университета расширили математические представления о том, как может выглядеть суперпозиция процессов, одновременно идущих вперед и назад во времени. (Суперпозиция процессов по мнению физиков, больше похожа на объект, вращающийся одновременно по и против часовой стрелки).

Мы воспринимаем время как стрелу, указывающую вперед. Но что, если это не так?

Представить этот «квантовый переворот времени» можно вновь воспользовавшись кошкой и коробкой – будучи ни живой ни мертвой (т.е. в состоянии суперпозиции), кошка в коробке движется в прошлое и будущее одновременно. Да, кажется безумием. Но только на первый взгляд.

Квантовый переворот времени

Как пишет один из авторов нового исследования Эрик Лутц из Штутгартского университета, если квантовая механика допускает суперпозицию состояний, почему нельзя допустить суперпозицию процессов? Удивительно, но это утверждение удалось доказать в ходе проведенного эксперимента.

Выбрав фотон в качестве испытуемой частицы, физики успешно расщепили его с помощью специального оптического кристалла, при котором фотон существует в разных временных состояниях. Обе команды, как сообщает Live Science, наблюдали как расщепленная частица света проходит через кристалл. Повторив этот эксперимент необходимое количество раз, обе команды статистически доказали, что расщепленная частица может двигаться сразу в двух направлениях времени — прямом и обратном.

Квантовый компьютер – тихнологии будущего

Мы наблюдали квантовую интерференционную картину – узор из светлых и темных полос, который мог существовать только в том случае, если фотон был расщеплен и двигался в обоих временных направлениях, – говорится в работе.

В будущем это открытие, как отмечают его авторы, может помочь в создании теории всего (объединив квантовую механику с нашим понимаем гравитации), а также может оказаться полезным для квантовых вычислений.

Проведенные эксперименты в конечном итоге позволят исследователям наблюдать самые загадочные явления во Вселенной, став ключом к пониманию экзотической физики черных дыр и путешествий во времени и пространстве. Полученные результаты противоречат многим фундаментальным законам физики, которые в целом симметричны и не имеют предпочтительного направления времени (что ставит под сомнение известную и общепринятую сегодня концепцию стрелы времени).

Свет может одновременно вести себя и как частица и как волна

Отметим, что обе работы были недавно опубликованы на сервере препринтов arXiv и пока не прошли экспертную оценку (рецензирование). Ознакомиться с текстом исследований можно здесь и здесь. Напомним также, что новым этапом в развитии квантовых технологий может стать применение так называемых кристаллов времени, о чем мы ранее подробно рассказывали.

Какие вещи нельзя оставлять в автомобиле в зимние морозы

Существуют вещи, которые лучше не оставлять зимой внутри автомобиля

Зима — красивое, но достаточно тяжелое время года. Чтобы выйти на улицу, людям приходится надевать целую кучу теплой одежды, но это далеко не все заботы в зимнее время. Например, владельцам автомобилей необходимо по утрам выходить на улицу раньше, чтобы успеть прогреть двигатель — нельзя просто взять и поехать по делам. Но и это не единственная забота автомобилистов, потому что им нужно тщательно следить за тем, чтобы не оставить на морозе личные вещи. Ведь если ночью нагрянет сильный мороз, забытая в салоне техника может быть сломана, а продукты могут быстро испортиться. В рамках данной статьи предлагаем выяснить, какие вещи категорически нельзя оставлять в машине в мороз — возьмите на заметку!

Как ломается техника на морозе

В первую очередь нужно запомнить, что зимой ни в коем случае нельзя оставлять в салоне автомобиля электронную технику. Речь идет не только о смартфоне — нужно следить, чтобы внутри не остался фитнес-браслет, портативный аккумулятор, колонка для прослушивания музыки и так далее.

Холод вредит любой электронной технике. Впрочем, как и жара…

В первую очередь, низкие температуры вредят литий-ионным аккумуляторам. Мороз может стать причиной не только быстрого разряда (особенно с этим явлением знакомы владельцы техники Apple) — после ночи в машине техника с высокой долей вероятности начнет работать меньше времени от одного заряда. Это связано с тем, что холод замедляет движение ионов лития, сгущает электролит, и увеличивает внутреннее сопротивление. Обычно после прогрева устройство включается, но ущерб устройству наносится навсегда.

Особенно сильно от мороза страдают литий-ионные аккумуляторы смартфонов

Также при нагреве замершего смартфона или другой техники, внутри корпуса может образоваться конденсат. Он приводит к коррозии металлических деталей и сокращает срок службы устройства.

Как портятся лекарства на морозе

В каждом автомобиле должна быть аптечка, и многие люди даже не помнят о ее существовании. А очень зря, потому что от мороза сильно страдают микстуры, сиропы и капли — их эффективность заметно уменьшается. Таблетки и капсулы подвержены влиянию низких температур меньше, но все равно нуждаются в бережном хранении. Лучше всего, в особенно морозные дни аптечку или пакет с лекарствами забирать домой. В противном случае, в нужный момент они могут оказаться бесполезными.

Лекарства нужно хранить так, как написано в инструкции

Это нужно знать каждому: Что делать с просроченными лекарствами?

Как портится бытовая химия на морозе

Наверное, с каждым человеком происходила неприятная ситуация, когда после приезда из магазина, один пакет с товарами остался в салоне или багажнике. Как бы ни хотелось остаться дома, лучше одеться и сходить за ним. Если в пакете находится бытовая химия, упаковка запросто может лопнуть от холода — в состав жидких чистящих средств обязательно входит вода, которая при замерзании расширяется и разрывает упаковку.

Бытовой химии тоже не место в автомобиле

Вообще, это касается любой емкости с жидкостью. Если в салоне или багажнике автомобиля остались бутылки с напитками, они с высокой долей вероятности лопнут при сильном морозе. В этот же список можно добавить консервы, йогурты и так далее. Если емкости останутся целыми, могут пострадать вкусовые качества продуктов.

Почему нельзя хранить яйца на морозе

Куриные яйца рекомендуется хранить при температуре около +2,2 градусов Цельсия. Получается, что лучшее место для них — это дверце холодильника, а не автомобиль, стоящий во дворе. При низких температурах, скорлупа яиц покрывается крошечными трещинами, потому что находящаяся внутри жидкость замерзает и расширяется. Эти трещины не видны для человеческого глаза, но их ширины достаточно для того, чтобы внутрь проникли бактерии. Когда поврежденные холодом яйца оказываются в тепле, они очень быстро портятся. А это чревато пищевым отравлением. Так что яйца лучше не оставлять на морозе.

Оставшиеся на морозе яйца быстрее портятся

Повреждение музыкальных инструментов на морозе

Наконец, стоит отметить, что в холодном автомобиле нельзя оставлять музыкальные инструменты. Особенно это касается гитар — обычно они стоят дорого, а мороз может быстро их испортить. Загибайте пальцы: при низкой температуре воздуха, древесина коробится, а лак начинает трескаться и шелушиться. Если передержать инструмент на морозе, корпус гитары деформируется до такой степени, что лопаются струны. Так что, если не хочется распрощаться с любимой гитарой или любым струнным инструментом, лучше не оставлять их на холоде, даже на пару часов.

Гитару нельзя оставлять на холоде, иначе она станет непригодной для использования

В конечном итоге получается, что зимой владельцам автомобилей лучше каждый день проверять, не осталось ли в салоне или багажнике ничего лишнего.

Можно даже составить небольшой чек-лист:

смартфон, часы и любая другая техника;
таблетки и другие лекарства;
бытовая химия и другие жидкости;
продукты питания;
музыкальные инструменты.

Не забудьте подписаться на наш Дзен-канал. Там вы найдете много чего интересного!

Вообще, в машине лучше не оставлять лишнего никогда — вещи могут привлечь внимание грабителей. Может быть, вам есть чем дополнить этот список? Пишите в комментариях.

Ученые создали черную дыру в лаборатории и она начала светиться

Новые исследования показывают, что искусственные черные дыры функционируют так же, как настоящие

Среди бесчисленного множества космических объектов, самыми загадочными являются черные дыры – области пространства-времени, сила притяжения которых настолько велика, что даже фотоны света не могут вырваться за пределы их горизонта событий. Считается, что сверхмассивные черные дыры находятся в центрах галактик и Млечный Путь – не исключение. И хотя наши знания о Вселенной и ее обитателях ограничены, ученые продолжают собирать их по крупицам. По мере развития технологий важнейшим научным инструментом стали компьютерные модели – с их помощью исследователи разработали реалистичные модели Вселенной. Более того, ранее в этом году команда физиков из Амстердамского университета смоделировала горизонт событий черной дыры в лаборатории. Может показаться удивительным, однако искусственная черная дыра начала испускать излучение, как и предполагал знаменитый физик-теоретик Стивен Хокинг. Это открытие, вероятно, позволит ученым разработать совершенно новую физическую теорию, сочетающую общую теорию относительности (ОТО) и принципы квантовой механики. Но как?

В 1974 году Стивен Хокинг предположил, что небольшие черные дыры могут испаряться, что в целом является парадоксом, так как покинуть горизонт событий не могут даже фотоны самого света.

Космические монстры

Черные дыры начинают свой жизненный путь со смерти – звезды, чья масса превышает солнечную минимум в три раза, выгорают и взрываются, отбрасывая внешнюю оболочку, после чего сжимаются и коллапсируют в черные дыры. Этот процесс происходит постоянно – новые звезды рождаются, старые – погибают. И чем больше звезда, тем быстрее она сжигает топливо и погибает. Однако происхождение сверхмассивных черных дыр (масса которых превышает солнечную в миллионы и миллиарды раз) до сих пор неизвестно.

Этот процесс настолько удивителен, что современная наука уделяет ему много внимания: небольшие черные дыры, возможно, сформировались в центре молодых галактик в процессе слияния (столкновения). Понимание физики этих объектов является ключом к разгадке фундаментальных законов, управляющих Вселенной. Все потому, что черные дыры представляют собой предел двух наиболее проверенных теорий – ОТО и квантовой механики.

Вряд ли во Вселенной найдутся объекты, более странные, чем черные дыры

Напомним, что ОТО Эйнштейна описывает гравитацию как результат деформации пространства-времени массивными объектами, а квантовая теория – устройство мироздания на уровне атомов.

Но несмотря на полученные изображения горизонта событий черной дыры в сердце Млечного Пути и в центре галактики M87 (Messier 87), вопросов у ученых по-прежнему много. Так, британский физик-теоретик Стивен Хокинг десятилетиями изучал эти таинственные объекты и в 1974 году предположил, что прерывание квантовых флуктуаций горизонта событий испускает тип излучения, похожий на тепловое. Проблема заключается в том, что это излучение, вероятно, слишком слабое, чтобы его смогли обнаружить обитатели Земли.

Излучение Хокинга

Чтобы проанализировать свойства излучения Хокинга, исследователи решили создать его аналог в лаборатории (этим грешат многие молодые ученые), что в итоге удалось группе физиков из Амстердамского университета. В ходе исследования физики наблюдали потрясающий результат своей работы – свечение на смоделированном горизонте событий, правда при соблюдении определенных условий.

Отметим, что наблюдаемое искусственное излучение представляет собой частицы, созданные возмущениями квантовых флуктуаций из-за искривления пространства-времени силой гравитации черной дыры.

Предложенная модель в будущем позволит изучить окружающее черные дыры пространство, на которое не влияет экстремальная динамика их образования. «Наша работа может помочь в дальнейшем изучении фундаментальных аспектов квантовой механики, а также гравитации и искривленного пространства-времени в различных средах с конденсированной материей», — пишут авторы нового исследования.

Перед вами черная дыра поглощающая материю прямо в центре нашей Галактики

Больше по теме: Теория Стивена Хокинга о черных дырах получила подтверждение

Но вот что еще удивительнее – полученные результаты приводят нас прямиком к феномену квантовой запутанности – явлению, при котором две частицы остаются связанными вне зависимости от того, как далеко находятся друг от друга. Как полагают авторы работы, опубликованной в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, запутанность частиц, пересекающих горизонт событий, играет важную роль в генерации излучения Хокинга.

Черная дыра из лаборатории

Чтобы создать горизонт событий в лабораторных условиях, физики смоделировали однорядную цепочку атомов. Возникшее в результате излучение Хокинга — частицы, созданные возмущениями квантовых флуктуаций из-за разрыва пространства-времени черной дырой — проявилось в виде видимого свечения.

Затем команда занялась непосредственным созданием искусственной черной дыры – для чего и была разработана одномерная цепочка атомов, между которой электроны «прыгают» из одного положения в другое. Настроив легкость, с которой могут происходить эти прыжки, исследователи создали своего рода горизонт событий, который мешал волнообразной природе электронов.

Черная дыра развивается за счет вещества, которое поглощает

Различная сила связи между атомами имитирует искривление пространства-времени в присутствии черной дыры. По сути, мы использовали «цепочку атомов в одном файле для моделирования горизонта событий черной дыры» чтобы наблюдать излучение Хокинга, – рассказали исследователи, о чем сообщает издание ScienceAlert.

Как отмечают авторы научной работы, разработанная модель соответствовала теоретическим ожиданиям в тот момент, когда часть цепочки атомов выходила за горизонт событий. Это может означать, что квантовая запутанность частиц генерирует излучение Хокинга. Правда, что именно полученные результаты означают для пока не существующей теории квантовой гравитации, неясно. К счастью, труд команды из Амстердамского университета можно использовать в самых разных экспериментальных установках, а значит, дальнейших открытий не миновать.

Черная дыра из лаборатории. Благодаря столкновению двух черных дыр исследователи доказали существование гравитационных волн. Это знаменательное событие произошло в 2017 году и было отмечено Нобелевской премией по физике. Фото.

Благодаря столкновению двух черных дыр исследователи доказали существование гравитационных волн. Это знаменательное событие произошло в 2017 году и было отмечено Нобелевской премией по физике

Как только объект пересекает горизонт событий черной дыры, нам остается лишь гадать что лежит за его пределами. Не исключено, что эти космические монстры могут оказаться порталами в другие вселенные или способом путешествия по нашей собственной. Подробнее о том, как физики-теоретики пришли к такому выводу, мы рассказывали ранее, не пропустите.

Хотите первыми узнавать о последних научных открытиях в области физики и высоких технологий? Подписывайтесь на наш канал в Telegram чтобы всегда быть в курсе происходящего!

Напомним, что одним из главных желаний Стивена Хокинга было создание единой теории квантовой гравитации, которая могла бы объединить две непримиримые теории и, следовательно, могла бы применяться повсеместно и наконец узнать фундаментальные законы Вселенной и нашего существования в ней. О других, не менее интригующих научных теориях о квантовых свойствах черных дыр, можно прочитать здесь.

10 популярных мифов, доказанных «Разрушителями легенд»

«Разрушители легенд» — одна из самых популярных передач среди любителей технологий

В 2003 году по телевизору впервые показали выпуски телепередачи «Разрушители легенд». В рамках этой программы многим известные Джейми Хайнеман и Адам Сэвидж проверяли утверждения из слухов, городских легенд и других порождений популярной культуры на правдивость. Например, однажды они узнали, действительно ли пирсинг на теле человека может притянуть к себе молнию. Оказалось, что это возможно только если речь идет об украшении размером с дверную ручку — такой пирсинг будет носить не каждый, так что миф признали разрушенным, то есть невозможным. Однако, в некоторых выпусках ведущие с удивлением обнаруживали, что часть мифов работает — о самых интересных из них мы сейчас и поговорим.

ВНИМАНИЕ: Не повторяйте упомянутые ниже эксперименты дома, это очень опасно!

Стакан воды может взорваться в микроволновке

В первом сезоне передачи экспериментаторы решили проверить, может ли разогретый в микроволновке стакан воды взорваться после извлечения. Оказалось, что это чистая правда, но только при условии, что речь идет о дистиллированной воде. Если нагреть ее в стакане при помощи микроволновки, она резко вскипает и выплескивается при контакте с любой примесью. Например, это может произойти, если положить в стакан ложку из любого материала.

Миф был проверен в 4 эпизоде первого сезона

При помощи колы можно чистить предметы

Многие «лайфхаки» гласят, что при помощи кока-колы многие вещи можно очистить от ржавчины и сильных загрязнений. Ведущие «Разрушителей мифов» не могли пройти мимо и решили проверить, так ли это на самом деле. В том же первом сезоне они доказали, что газированный напиток хорошо устраняет пятна крови, отлично очищает хром и монеты — ржавчина ему тоже по плечу.

Миф был проверен в 5 эпизоде 1 сезона

На зубных щетках есть бактерии из унитаза

В некоторых квартирах ванная комната совмещена с туалетом, поэтому зубных щетки находятся недалеко от унитаза. Логично предполагать, что после смыва находящиеся в унитазе бактерии хотя бы частично попадают на зубные щетки. Осознавать этот факт неприятно, но фекальные бактерии действительно имеются на средствах гигиены полости рта — это было доказано в одном из выпусков. К счастью, их концентрация не так велика, чтобы стать причиной болезней. Избежать попадания бактерий на зубные щетки практически невозможно.

Миф был проверен в 11 эпизоде 2 сезона

Сосульки могут убить человека

Зимой и тем более весной необходимо избегать зон поблизости домов. Все потому, что оттуда в любой момент могут упасть сосульки и сломать человеку голову. Это было доказано в одном из выпусков «Разрушителей легенд». Когда ведущие сбросили сосульку длиной 45 сантиметров с 4,5-метровой высоты, она насквозь пробила кусок мяса. Будьте осторожны!

Миф был проверен в новогоднем эпизоде

Стекло можно разбить при помощи голоса

В некоторых фильмах и мультиках нам показывают, как оперные певцы при помощи своего высокого голоса разбивают стекло. Оказалось, что это правда — сначала ведущие программы разбили стекло при помощи звука из динамиков, а потом то же самое сделал певец Джейми Вендера. Никакие усилители ему в этом деле не понадобились.

Миф был проверен в 31 эпизоде 3 сезона

Огонь можно добыть трением палочек

В некоторых фильмах и передачах про выживание нам показывают, как люди добывают огонь путем трения двух палочек. Несмотря на то, что это считается мифом, ведущие «Разрушителей легенд» доказали, что такой метод добычи огня работает. Правда, для этого они использовали дрель и оружейный порох — в основном, они жульничали. Но Джейми Хайнеман утверждал, что раньше ему удавалось добыть огонь даже без таких вспомогательных средств, только двумя палочками.

Миф был проверен в 45 эпизоде 4 сезона

Лопнувшая шина может убить человека

В ходе одного из выпусков Джейми и Адам решили выяснить, может ли лопнувшая шина грузовика убить человека. Сначала они убедились, что колесо действительно может лопнуть — это может произойти, если грузовик на большой скорости наедет на «ежа». При этом ошметки резины разлетаются в стороны очень большой скоростью. Это настолько опасное явление, что фрагмент колеса способен пробить стекло автомобиля и убить водителя.

Миф был проверен в 80 эпизоде 5 сезона

Дорожку от пороха можно обогнать

В фильмах и мультиках иногда показывают, как злодей делает дорожку из пороха, чтобы поджечь ее и взорвать бочку. При этом герои догоняют горящую искру, сдувают порох и тем самым предотвращают взрыв. Авторы «Разрушителей легенд» решили проверить и этот миф — оказалось, что дорожку из пороха действительно можно догнать. Более того, для этого даже не нужно бежать, достаточно быстрого шага.

Миф был проверен в 88 эпизоде 5 сезона

Закопанный в песок человек не может выбраться

Во многих выпусках ведущие рисковали своим здоровьем. Однажды они решили проверить, может ли закопанный по шею в песок человек самостоятельно выбраться из ловушки. Если речь идет о сухом песке, это вполне возможно — это занимает около часа. Но если человек закопан во влажный песок, образующиеся в ходе выкапывания пустоты быстро заполняются новым слоем, из-за чего выбраться невозможно.

Миф был проверен в 92 эпизоде 5 сезона

Одиночество делает людей злыми

Наконец, в одном из выпусков «Разрушителей легенд» было решено проверить, как на людей влияет одиночество. Ведущие Джейми и Адам были помещены в домики, где нет ничего для развлечений. Оказавшись в таких условиях, они начали больше есть, а потом, как минимум у Адама, появились раздражительность, забывчивость, склонность ко сну и покраснение глаз. У Джейми возник только один из этих симптомов. В итоге они решили, что миф правдоподобен.

Миф был проверен в 101 эпизоде 6 сезона

Чтобы не пропустить важные новости науки и технологий, подпишитесь на наш Дзен-канал.

А вы смотрели «Разрушителей легенд»? Какой из экспериментов вам запомнилась больше всего? Пишите в комментариях или нашем Telegram-чате.

Есть ли у нашей Вселенной зеркальный двойник?

Теория зеркальной вселенной вновь набирает популярность среди космологов

Сегодня теория множественности миров является частью массовой культуры и постоянно присутствует в фильмах и сериалах. При этом Мультивселенная не выдумка фантастов – в ее основе лежат научные теории, описывающие устройство нашего мира. Наиболее популярной является теория инфляции, согласно которой Вселенная начала расширяться после Большого взрыва, а ее свойства объясняет структура и распределение галактик. Профессор Стэндфордского университета Андрей Линде является сторонником теории Мультиверса. Он отмечает, что наше понимание реальности неполное, а существование параллельных вселенных невозможно подтвердить экспериментально (по крайней мере пока). Но что, если посмотреть на Вселенную иначе, допустив существование всего одной альтернативной реальности – так называемой зеркальной Вселенной? Исследователи полагают, что с ее помощью можно разрешить кризис космологии. Но как? Давайте разбираться!

Теоретическая физика достигла таких высот, что (мы) можем рассчитать даже то, что невозможно себе представить, – Л. Д. Ландау

Зеркальные нейтрино

О том что Вселенная расширяется с ускорением стало известно в конце 1990-х годов и привело к пересмотру физических законов, объясняющих устройство Вселенной. Появление гипотетической темной энергии, равномерно заполняющей пространство и отталкивающей массивные тела, призвано объяснить быстрое расширения Вселенной, однако ее существование не доказано. Картину дополняет таинственная темная материя, которая не взаимодействует с электромагнитным излучением и проявляет себя с помощью гравитационного воздействия на наблюдаемые объекты. Но при чем здесь зеркальная вселенная?

Ответ напрашивается сам собой – теория зеркальной вселенной предполагает красивое и простое решение сложных проблем. В ее основе лежит существование гипотетических частиц, так называемых зеркальных нейтрино, поиски которых ведутся на протяжении многих лет но так и не увенчались успехом.

Некоторые исследователи считают, что зеркальные нейтроны могут являться кандидатами на составляющую темной материи.

Больше по теме: Возможно существует параллельная Вселенная, время в которой идет вспять

В 2008 году исследователи из Петербургского института ядерной физики (ПИЯФ РАН) рассмотрели гипотезы зарождения и строения Вселенной на уровне элементарных частиц. Большое значение имела продолжительность жизни нейтрона – нестабильной элементарной частицы, лишенной электрического заряда.Звучит непонятно, так что попробуем внести ясность: ученые хотели понять, как долго нейтрон может существовать вне атомного ядра.

Проведенные измерения были точными и соответствовали Стандартной модели, описывающее электромагнитное, слабое и сильное взаимодействие всех элементарных частиц, позволяя ученым понять как образуется материя во Вселенной и почему срок жизни нейтрона важен для Стандартной модели.

По словам доктора физико-математических наук Анатолия Сереброва, «полученное в ходе исследования значение времени жизни нейтрона лучше описывает процесс первичного нуклеосинтеза при формировании Вселенной» (под нуклеосинтезом ученые понимают природный процесс образования ядер химических элементов тяжелее водорода).

ХХ век позволил нам заглянуть внутрь самого мироздания.

Серебров также озвучил смелое предположение о том, что обычные нейтроны могут переходить в другую вселенную, превращаясь в зеркальные нейтроны. Выглядит этот процесс так – кажется, что частицы просто исчезли в ходе эксперимента.

В 2018 году физики из Национальной лаборатории Ок-Ридж (США) вернулись к предположению Сереброва и пришли к такому же выводу. Если зеркальные нейтроны действительно существуют, то отправляются в зеркальную вселенную, полностью отделенную от нашей и с собственными законами физики.

Интересный факт Зеркальные нейтроны часто называют стерильными из-за их неспособности участвовать в большинстве взаимодействий.

Современная физическая теория допускает существование зеркальной вселенной, а ее обитателями могут быть зеркальные атомы и даже зеркальные планеты и звезды (но не зеркальные версии нас с вами, увы). В совокупности эти гипотетические частицы могут образовать целый теневой мир, такой же реальный как наш, но практически полностью от нас отрезанный.

Если в будущем мы сможем обнаружить хотя бы одно зеркальные нейтрино, это докажет, что видимая Вселенная — лишь половина того, что существует, а известные законы физики — половина гораздо более широкого набора правил, – рассказали исследователи в интервью NBC News.

Зеркальная вселенная

Сегодня теория зеркальной вселенной привлекает внимание ученых из-за своей способности объяснить причины ее ускоряющегося расширения. Это простое и элегантное решение также объясняет наблюдаемое несоответствие между материей и антиматерией (об этом чуть позже) и может положить конец кризису космологии.

Так как космология охватывает всю вселенную от рождения до смерти, такие понятия как темная материя, темная энергия и Мультивселенная всерьез рассматривается уважаемыми учеными.

Постоянная Хаббла – число, которое космологи используют для измерения расширения Вселенной. Свое название постоянная получила в честь астронома Эдвина Хаббла, который впервые измерил ее в 1929 году.

Чтобы понять верна ли зеркальная теория, физики из Университета Нью-Мексико и Калифорнийского университета создали несколько математических моделей, которые соответствовали наблюдаемым темпам расширения Вселенной. Полученные в ходе работы результаты показали, что только одна модель не нарушает законы физики и объясняет несоответствия постоянной Хаббла. И это –модель зеркальной вселенной.

Отметим, что с математической точки зрения эта концепция является решением давно наблюдаемой проблемы. Как объясняют авторы работы, опубликованной в журнале Physics Review Letters, дальнейшее построение модели может раскрыть многие тайны Вселенной.

А вы знаете сколько видов Мультивселенной существует и в какой из них находимся мы? Ответ здесь, не пропустите!

Вселенная из антиматерии

Теперь обратимся к еще одному варианту решения космологических и физических проблем – концепции антиматерии. Считается, что она объясняет причину существования материи, которой в нашей Вселенной быть не должно. Основная идея заключается в том, что у каждой частицы есть пара, следовательно, у материи в нашей вселенной есть двойник из антиматерии (если говорить совсем простыми словами).

У нашей Вселенной может быть зеркальный близнец, Антивселенная.

Несмотря на то, что эта идея давно потеряла популярность (по разным причинам), физики рассматривают антивселенную в качестве возможного решения целого ряда проблем, включая постоянную Хаббла. Объединяет все эти теории предположение о том, что наблюдаемые пространство и время – не единственная реальность.

Хотите всегда быть в курсе новостей из мира популярной науки и технологий? Подписывайтесь на наш канал в Telegram, так вы точно не пропустите ничего интересного!

Очень много вселенных

Так как доказать существование зеркальной вселенной или мультивселенной ученые не в силах, данная область исследований относится к теоретической физике. Так, в 1957 году физик Хью Эверетт предложил одну из наиболее популярных на сегодняшний день теорий – многомировую интерпретацию квантовой механики, которая предсказывает наличие ветвящихся временных линий или альтернативных реальностей.

Интерпретация Эверетта также математически описывает поведение материи, о чем я рассказывала ранее и является одной из наиболее признанных теорий альтернативных вселенных. Подход Эверетта основан на инфляционной модели Вселенной, с помощью которой можно объяснить многие наблюдаемые свойства.

Сегодня мы видим лишь малую часть Вселенной

Поначалу теория воспринималась как научная фантастика, однако со временем смогла объяснить множество особенностей нашего мира и люди стали относиться к ней серьезно, – рассказывает Линде. Кстати, если вы хотите больше узнать о Мультивселенной и ее научной составляющей, вам сюда (мы старались:)

Итак, какие выводы можно сделать о зеркальной вселенной и бесконечном множестве миров? Увы, но на сегодняшний день все существующие теории недоказуемы. Это означает, что нам нужны новые, лучшие теории для объяснения свойств наблюдаемой Вселенной. Но даже если правда навсегда останется тайной, у нас как минимум есть воображение, наука и бесчисленное множество вероятностей, размышления о которых развивает мышление. Согласны?

Существует ли реальность без наблюдателя?

Простое наблюдение явления неизбежно изменяет его

Из чего состоит реальность? Ответ на этот вопрос, вероятно, сокрыт в квантовой механике – разделе физики, который описывает Вселенную на уровне элементарных частиц и их взаимодействий друг с другом. Знакомство с квантовым миром следует начинать с фундаментальных безмассовых частиц – фотонов, которые способны вести себя и как частица и как волна (но не одновременно). Этот принцип известен как корпускулярно-волновой дуализм, а в его основе лежат идеи Исаака Ньютона. В ХХ веке их развитие представил физик-теоретик Макс Планк, а усилия Нильса Бора (еще одного основоположника квантовой механики) привели к постулированию принципа дополнительности, согласно которому решающим звеном наблюдаемой картины является наблюдатель. Если он измеряет свойства квантового объекта как частицы, то свет ведет себя как частица и наоборот. Но почему? И что поведение крохотных частиц говорит о нашей реальности?

Дуализм и эффект наблюдателя

Днем рождения квантовой механики считается 14 декабря 1900 года. В этот день на заседании Берлинского физического общества будущий лауреат Нобелевской премии Макс Планк ввел понятие кванта – неделимой порции определенной величины (преимущественно энергии). Это фундаментальное открытие квантовых свойств теплового излучения положило начало многочисленным дискуссиям о природе света, который долгое время считался самой большой загадкой физики.

Широкое обсуждение свойств света в конечном итоге привело к формулировке принципа корпускулярно-волнового дуализма, а также эффекта наблюдателя. О последнем говорил еще в 1801 году Томас Юнг, после того, как провел свой знаменитый эксперимент.

Опыт Юнга – конструкция с двумя узкими щелями, через которые проходили лучи света и попадали на лист бумаги, охватывая его целиком. Темные и светлые полосы, которые в результата эксперимента увидел Юнг, означали наличие у света интерференции – явления, при котором световые волны накладываются друг на друга и приводят к перераспределению интенсивности света.

Двухщелевой опыт демонстрирует, что свет и материя в целом могут проявлять характеристики как классических волн, так и частиц

Это интересно: Корпускулярно-волновой дуализм подтвердили экспериментально. Что это значит?

В ходе работы Юнг обнаружил, что даже пассивное наблюдение за квантовыми объектами фактически может изменить результат измерения. Так миру явился эффект наблюдателя, причиной которого является двойственная природа элементарных частиц, а наше представление о реальности с тех самых пор буквально трещит по швам.

Квантовый друг

Итак, существование разнообразных объектов (и даже самой Вселенной) зависит от наблюдателя, что кажется безумием. Однако на квантовом уровне все действительно так – реальности не существует, если мы на нее не смотрим. В жизни все, разумеется, иначе – Луна, например, никуда не исчезнет если на нее не смотреть.

Частицы могут находиться в нескольких местах или состояниях одновременно. Эту особенность физики называют квантовой суперпозицией.

В 1961 году физик Юджин Вигнер провел интересный мысленный эксперимент. Он хотел понять что произойдет если применить квантовую механику к наблюдателю, за которым наблюдают. Представим, что в закрытой лаборатории находится Вигнер и его друг, который подбрасывает квантовую монету. Каждый раз монета может упасть как орлом, так и решкой, а значит каждый раз ученые будут наблюдать определенный результат.

Кстати, парадокс Вигнера представай являет собой усложненный эксперимент кота Шредингера.

Позже, когда Вигнер и его друг сравнят записи, друг будет настаивать на том, что видел определенные результаты после каждого броска. Сам Вигнер, однако, не сможет с ним согласиться, так как наблюдал и друга и монету в суперпозиции.

Больше по теме: Парадокс Вигнера: что нужно знать о двойственности реальности?

Из этой головоломки следует, что реальность, воспринимаемая другом, не согласуется с реальностью Вигнера. Первое время физик не считал это большим парадоксом, утверждая, что описывать наблюдателя как квантовый объект попросту абсурдно. И все же со временем он поменял свою точку зрения.

Кстати, по мнению Эйнштейна квантовые состояния имеют собственную реальность вне зависимости от воздействия на них человека. Его коллега и оппонент, выдающийся физик Нильс Бор и вовсе считал, что предсказать ход дальнейших событий в квантовой реальности невозможно.

Формирует ли наблюдатель реальность?

Еще интереснее выглядят результаты работы, опубликованной в журнале Science Advances в 2019 году. В ней физики предположили, что объективной реальности не существует вовсе а также пришли к выводу, что в микромире атомов и частиц факты могут быть субъективными, а наблюдатели – могущественными. Интересно, что игнорировать эффект наблюдателя нельзя, так как это может привести к ошибкам в экспериментах на макроскопическом уровне, где квантовые эффекты попросту не будут заметны.

Интересный факт Чтобы описать взаимодействие элементарных частиц физики используют волновую функцию – состояние квантовомеханической системы, которая позволяет получить максимально полные данные о ней. Подробнее об этой сверхъестественной особенности мы рассказывали здесь, не пропустите.

Что такое реальность?

Сегодня целый ряд научных теорий предполагает, что существование тех или иных объектов и даже самой Вселенной зависит исключительно от наблюдателя. К такому выводу недавно пришли физики из Австралийского национального университета, изложив полученные результаты в научном журнале Nature Physics.

Но противоречия на этом не заканчиваются. Так, результаты еще одной научной работы, опубликованной в 2022 году показали, что реальность существует вне нашего сознания и изменить ее мы не можем. В то же самое время физики из Федерального университета ABC (UFABC) в Бразилии предположили, что реальность существует “в глазах наблюдателя”. К такому выводу ученые пришли разработав математическую структуру, которая позволяет понять природу принципа дополнительности в результате изучения физической реальности.

Что такое реальность? И зависит ли ответ на этот вопрос от наблюдателя?

Наш главный вывод заключается в том, что физическая реальность в квантовом мире состоит из взаимоисключающих факторов, которые дополняют друг друга, – объясняют авторы научной работы.

В работе, опубликованной в журнале Communications Physics, исследователи также приводят слова знаменитого физика Ричарда Фейнмана: «Если вы думаете, что понимаете квантовую механику, то вы точно ее не понимаете».

Хотите всегда быть в курсе последних новостей из мира науки и технологий? Подписывайтесь на наш канал в Яндекс.Дзен – там регулярно выходят статьи, которых нет на сайте!

Парадоксально, но странность, присущая этому разделу физики, может оказаться полезной наряду с развитием квантовых технологий, таких как компьютеры, датчики и тепловые устройства. И так как мы вступаем в новую, квантовую эпоху, многое о природе реальности еще предстоит узнать. В конечном итоге квантовая механика полна таинственных явлений.

Квантовая механика – фундаментальная физическая теория, устанавливающая способ описания и законы движения микрочастиц (молекул, атомов, атомных ядер, частиц)

Словом, будущее нас ждет интересное. И так как свет может вести себя и как волна и как частица в зависимости от контекста, он по-прежнему остается одной из самых интригующих и красивых загадок квантовой механики. Увы, но на сегодняшний день единого ответа на вопрос о том, из чего состоит реальность и может ли она существовать без/с наблюдателем нет.

И если вы окончательно не запутались, рекомендуем обратить внимание на феномен, при котором квантовые состояния двух или более объектов оказываются взаимозависимыми. Заинтригованы? Тогда вам сюда!

Обнаружены новые элементарные частицы. Почему это важно?

Обнаружены новые элементарные частицы. Неужели новая физика маячит на горизонте?

Мы — часть Вселенной. И это не просто слова. Каждое живое существо на нашей планете состоит из крошечных, невидимых глазу элементарных частиц. То же касается всей видимой материи, которую астрономы наблюдают с помощью телескопов. К счастью, для изучения атомов не нужно отправляться в космическое путешествие – физики прекрасно справляются с этой задачей на Земле. Например, с помощью Большого адронного коллайдера (БАК) ускоряя частицы и дробя материю на атомы. Так, за последние годы мир узнал о существовании самых разных частиц – бозона Хиггса, тетракварков и энионов. Все эти частицы создают реальный мир и могут многое рассказать об устройстве Вселенной, например, о таинственной темной материи, увидеть которую никому не удалось. Недавно исследователи сообщили об открытии «кузена» бозона Хиггса, а также об аномалиях, предположительно вызванных стерильными нейтрино.

Нейтрино – загадочные квантовые частицы, массу которых трудно измерить. Нейтрино удивительны, так как масса, которую они содержат, не учитывается в Стандартной модели элементарных частиц, описывающей субатомный мир.

Мир элементарных частиц

Общая теория относительности (ОТО) с невероятной точностью описывает законы физики как на Земле так и в космосе. Эйнштейн также предсказал существование гравитационных волн и черных дыр, правда, он считал, что их обнаружение невозможно. Но несмотря на открытия последних лет, ОТО не может описать Вселенную целиком.

Масла в огонь подливает квантовая механика – фундаментальная физическая теория, которая описывает природу в масштабе атомов и субатомных частиц. Считается, что они пронизывают Вселенную и формируют фундаментальные силы природы.

Интересный факт Основная проблема построения научной «теории всего» состоит в том, что квантовая механика и общая теория относительности (ОТО) имеют разные области применения. Квантовая механика в основном используется для описания микромира, а общая теория относительности применима к макромиру.

Существует четыре фундаментальных силы или взаимодействия — гравитация, электромагнетизм, сильное и слабое ядерные взаимодействия. В совокупности они составляют основу известных природных явлений.

Напомним, что Стандартная модель элементарных частиц описывает электромагнитное, слабое и сильное взаимодействие. Фотоны, например, опосредуют электромагнетизм, а крупные частицы, такие как W и Z-бозоны, опосредуют слабое ядерное взаимодействие, которое управляет ядерным распадом на субатомном уровне.

Но чем больше физики погружаются в изучение микромира, тем больше у них возникает вопросов. И особенно о нейтрино – самых распространенных в природе частицах, увидеть которые нельзя. Большинство нейтрино поступают от Солнца, но некоторые образуются в верхних слоях атмосферы. Словом, современная физика пока не может описать Вселенную целиком.

Больше по теме: Физики доказали существование энионов – третьего царства частиц

Стерильные нейтрино

Итак, сегодня мы знаем о существовании трех типов или разновидностей нейтрино: электронные, мюонные и тау-нейтрино. Многие исследователи полагают, что существует четвертый аромат – стерильные нейтрино.

Свое название эти частицы получили исходя из предположения о том, что они взаимодействуют с другими частицами исключительно за счет гравитации. А вот оставшиеся три разновидности могут объяснить природу темной материи.

Нейтрино входит в число самых распространенных частиц во Вселенной, но поймать их сложно. Так как у этих частиц практически нет массы и электрического заряда. Отследить их можно только по слабому ядерному взаимодействию.

Темная материя – таинственная невидимая и неуловимая субстанция, на долю которой приходится 85% всей материи во Вселенной. В то же самое время одними из возможных частиц, составляющих темную материю, могут быть стерильные нейтрино.

Особое отношение физиков к нейтрино обусловлено их странными свойствами –электронное нейтрино может превратиться в тау- или мюонное нейтрино, и наоборот. Это объясняет интересный квантомеханический эффект под названием нейтринные осцилляции – когда один вид нейтрино превращается в другой, или же становится антинейтрино.

Поисками нейтрино ученые занимаются по всему миру

Ряд аномалий, выявленных еще в 1990-х годах во время экспериментов по изучению нейтрино, подтвердила работа 2002 года, а также исследования последних лет. К тому же новый эксперимент, проведенный глубоко под землей, также зафиксировал наличие аномалий, Так что либо стерильные нейтрино действительно существуют, либо все наши знания физики ошибочны.

Еще больше интересных статей читайте на нашем канале в Яндекс.Дзен. Там регулярно выходят статьи, которых нет на сайте

Осевой бозон Хиггса

Существование бозона Хиггса было предсказано в 1964 году физиком-теоретиком Питером Хиггсом, но обнаружить частицу удалось лишь на Большой адронном коллайдере (БАК) десять лет назад. Считается, что именно бозон Хиггса придает массу всем остальным частицам Стандартной модели и фактически ее подтверждает.

Но недавно физики из Бостонского университета сообщили об обнаружении родственной бозону Хиггса частицы – так называемой осевой бозон Хиггса. К такому выводу исследователи пришли без помощи БАК, что удивительно. Более того, наличие у «частицы Бога» родственника свидетельствует о недостатках современной физической теории, включая неточность Стандартной модели элементарных частиц.

Кстати, обнаружить «кузена» бозона Хиггса удалось в ходе настольного оптического эксперимента, который проводился на обычном столе, – сообщает Live Science.

Большой адронный коллайдер позволил обнаружить частицы, существование которых предсказывали десятилетия назад

Стандартная модель включает два типа частиц: бозоны, к которым относятся глюоны и гравитоны; и фермионы, которые составляют материю и включают в себя нейтрино, электроны и кварки. Однако поиски частиц, способных полностью объяснить природу Вселенной, частенько заводят физиков в тупик. Так что исследователи ожидают новый запуск БАК после почти трехлетнего перерыва и надеются обнаружить больше частиц, что скрываются на просторах Вселенной.

Стандартная модель навсегда

По словам авторов научной работы, опубликованной в журнале Nature, осевой бозон Хиггса создает магнитное поле. А еще эта частица может являться частью темной материи, из которой состоит большая часть Вселенной.

Чтобы обнаружить таинственную частицу ученые использовали редкоземельный трителлурид — квантовое вещество с двухмерной кристаллической структурой. В нем электроны самоорганизуются в волну, в которой плотность заряда периодически увеличивается или уменьшается.

Бозон Хиггса – частица, которая переносит взаимодействие между другими частицами и имеет инертную массу

По словам исследователи, осевой бозон Хиггса возник, когда в квантовом веществе при комнатной температуре имитировали определенный набор волн. Для дальнейшего наблюдение за новой частицей физики использовали рассеивание света.

Изначально мы просто исследовали светорассеивающие свойства этого вещества. Но потом обнаружили аномальные изменения, которые намекали на существование чего-то нового, — объясняют авторы научной работы.

Самое главное в этой истории заключается в том, что появление осевого бозона Хиггса все еще согласуется со Стандартной моделью элементарных частиц. Теоретически, новый бозон Хиггса может объяснить существование темной материи. Правда, для этого нужна новая теория, которая согласовывалась бы с существующими экспериментами и еще не обнаруженными частицами. Так что говорить о новой физике пока рано.

Не пропустите: Физика частиц и новейшие технологии: что нас ждет в ближайшие 10 лет?

Ученые из ЦЕРН стоят на пороге открытия «новой физики»

С другой стороны ряд ранее опубликованных исследований свидетельствует об аномалиях и обнаружении новой силы природы. Подробнее о том, что эта за сила и почему физика стоит на пороге перемен мы рассказывали здесь, рекомендуем к прочтению.

С точки зрения квантовой физики время – всего лишь иллюзия

Время – абстрактная величина или математическое понятие, существующее в нашем представлении реальности.

Мы воспринимаем время как стрелу, указывающую вперед. К тому же, пространство и время неразрывно связаны между с собой. Их дуэт проявляется в движении и развитии материи. Что же до главой силы во Вселенной, то гравитация искусно вплетает материальные объекты в ткань пространства-времени и дуэт превращается в трио. Общая теория относительности (ОТО) Эйнштейна удивительно точно описывает Вселенную. Но квантовая механика нарушает эту гармонию, ведь в мире субатомных частиц все устроено иначе. Две фундаментальные физические теории не согласуются друг с другом, что привело к кризису в современной физике. Но что, если взглянуть на ситуацию радикально по-другому? Существует ли вообще время? И если нет, то как тогда устроена Вселенная?

Что такое время?

Начнем с того, что структуру реальности абсурдно ставить под сомнение. Ведь мы только и делаем, что сверяемся со временем. Отмечаем дни рождения и другие ежегодные праздники, да уж там, вся наша жизнь – это одно большое расписание, график, к которому мы привыкли. Более того, все тонкие фрагменты времени, назовем их так, создают нас и повседневную жизнь повсюду.

Но если предположить, что радикальный пересмотр физической теории – это правильный путь, способный все расставить по своим местам, для начала нужно понять что такое время.

Физики определяют время как последовательность событий из прошлого в настоящее и в будущее. Время также можно рассматривать как четвертое измерение реальности, используемое для описания событий в трехмерном пространстве. Следовательно, для нас время движется вперед, как стрела.

Время во Вселенной может не существовать вовсе

И если Вселенную рассматривать как замкнутую систему, ее энтропия (степень беспорядка) не может уменьшиться. Это означает, что Вселенная не может вернуться в прежнее состояние, следовательно, время не может обернуться вспять. Вроде бы, все верно, но недавно физики нащупали кое-что интересное: на квантовом уровне время течет иначе, а частицы могут путешествовать в прошлое.

Можно ли отследить квантовые частицы без наблюдателя? Ответ ловите в этой статье и не забудьте подписаться на наш канал в Telegram, чтобы всегда оставаться курсе последних научных открытий!

Уравнения, на которых построена физическая наука, гласят, что квантовые системы могут одновременно развиваться по двум противоположным стрелам времени (вперед и назад во времени). А значит, квантовые системы могут двигаться как вперед, так и назад. Подробнее о том, как физики пришли к такому выводу, мы рассказывали ранее.

Движение вперед

Достижения в области физики предполагают, что времени действительно не существует, по крайне мере в нынешнем его понимании. Многие ученые всерьез рассматривают эту возможность. Как выяснили исследователи из Австралийского католического университета, новая физическая теория ставит под сомнение само существование времени в нашей реальности.

На квантовом уроне времени не существует.

Важно понимать, что данный подход обусловлен математическими уравнениями. Если взять трехмерный набор координат, например, (x, y, z) и убрать из него «z», предположив, что ее «больше не существует», решение уравнения покажет другой результат. Подобные решения привели физиков к теории квантовой гравитации.

Мы не так часто об этом задумываемся и все же, как считаете, было ли у Вселенной начало? Исследователи считают, что она существовала всегда, в бесконечном прошлом и лишь недавно превратилась в то, что мы называем Большим взрывом. Продолжение можно прочитать здесь.

Безусловно, пересмотр нашей реальности – это немалый подвиг. Особенно, когда речь заходит о теории петлевой квантовой гравитации или теории струн. И несмотря на то, что обе теории в некотором смысле потерпели неудачу, мечта Альберта Эйнштейна о создании теории всего вдохновляет ученых. Но есть еще кое-что интересное: теория петлевой квантовой гравитации допускает отсутствие времени как фундаментального понятия реальности.

Теория квантовой гравитации

Знаменитый мысленный эксперимент Эдвина Шредингера с кошкой и коробкой, внутри которой находится радиоактивное вещество – это парадокс. Если мы откроем коробку, то кошка умрет из-за распада вещества. Но пока коробка закрыта и мы не видим кошку, она находится в квантовой суперпозиции, а значит и жива и мертва одновременно.

Для нас время может быть всего лишь иллюзией

Квантовая механика — это область исследований, которая рассматривает, как частицы взаимодействуют между собой, находясь в суперпозиции. Это также означает, что частица может находиться в двух или даже во «всех» возможных местах одновременно. Конечно, путь к прогрессу тернист, однако ученые не были готовы к тому, насколько странной становится квантовая механика.

Загвоздка в том, что квантовая суперпозиция противоречит ОТО, которая была интегрирована в стандартную модель физики элементарных частиц с тех самых пор, как Эйнштейн впервые сформулировал ее в начале 1900-х годов.

Согласно ОТО, существующие физические объекты ведут себя ответ на силу гравитации. Время течет по—разному в зависимости от того, где и как вы путешествуете в пространстве и является одним из ключевых законов Вселенной в рамках стандартной модели.

Но несмотря на популярную тенденцию подвергать сомнению природу времени, его физическая «реальность» не вызывает сомнений. Время является неотъемлемой частью Вселенной, а граница между событиями, которые были измерены, не определяет их исход.

Мы воспринимаем время как социальный конструкт

Согласно копенгагенской интерпретации квантовой механики, квантовый мир существует так же как и реальный мир. Это разделение показывает нам что происходит в природе, когда ранее неопределенные вещи становятся определенными. Выходит, время может быть фундаментальным. Но может и нет. То же самое происходит с воспринимаемой нами стрелой времени.

Больше по теме: Что такое многомировая интерпретация квантовой механики?

Новая эра физики

Но если пойти еще дальше и предположить, что время – единственное, что удерживало человечество с самого зарождения цивилизации, будет уничтожено, то что останется Согласно классической физике, на выходе мы получим «причинно-следственную связь», то есть идею, согласно которой одно событие влечет за собой другое.

Это понятие не поддается никаким абсолютным понятиям и существует абстрактно, – полагают исследователи.

В попытках связать математические уравнения с реальностью, ученые предполагают, что если времени не существует, то оно не оказывает прямого влияния на нашу жизнь, даже если продвигает физику в новую эру. Дело в том, что мы воспринимаем время как социальный конструкт, который является для нас реальностью, а измеряем мы его просто посмотрев на часы.

И даже если время на самом деле не существует, наша жизнь будет идти своим чередом.

О том, как продвигаются исследования в этой области, можно узнать в одной из предыдущих статей, рекомендуем к прочтению.

В конечном итоге это довольно удобно, так как человеческий мозг с трудом справляется с такими понятиями, как бесконечность и ткань пространства-времени. Но так как взаимодействие элементарных частиц между собой вызывает массу вопросов, а ответы на них нам пока неизвестны, физики и математики над этим работают.

Март 2023
Пн	Вт	Ср	Чт	Пт	Сб	Вс
		1	2	3	4	5
6	7	8	9	10	11	12
13	14	15	16	17	18	19
20	21	22	23	24	25	26
27	28	29	30	31