Блоги
|
Если человечество хочет когда-нибудь понять космос, ученые должны согласовать основные компоненты реальности. Клиффорд Джонсон, профессор физики и астрономии в USC Dornsife, объяснил, как Вселенная может вмещать дополнительные, скрытые измерения. Четырехмерная Вселенная, известная людям, представлена тремя пространственными и одним временным измерением, но на самом деле их может быть гораздо больше — просто они слишком малы, чтобы их обнаружить.
Джонсон, который описывает свое исследование как попытку понять основную ткань природы, является известным специалистом в теории струн, одной из немногих теорий (впрочем, состоящей из множества подтеорий), которые близки к единой «теории всего», объясняющей все во Вселенной — всю реальность. Если он и его коллеги правы, струны могут быть основными единицами бытия. Каждая частица силы или материи может сводиться к простой, одномерной, вибрирующей струне. На протяжении большей части истории человеческий взгляд на Вселенную и на то, как она работает, обращался к крупномасштабным явлениям — планетарному движению, свойствам видимого свет и эффектам магнитных полей, например. На рубеже 20 века, когда физики начали изучать микроскопическую вселенную атомов и их составляющих, они обнаружили, что субатомный мир управляется совершенно другим набором правил. Макс Планк, Альберт Эйнштейн, Нильс Бор и множество творческих ученых начали изучать это царство при помощи математики и прямых экспериментов. По мере работы ученых в течение следующих нескольких десятилетий, они обнаружили, что есть два разных класса фундаментальных частиц, фермионы и бозоны. Первые являются основными составляющими материи, тогда как последние переносят взаимодействия частиц материи. Проще говоря, разные типы бозонов передают силы между различными видами фермионов. Фотоны, к примеру, передают электромагнитную силу между заряженными фермионами вроде электронов. «Этот большой прорыв — что есть частицы, которые могут связывать силы или взаимодействия — и был прекрасным проявлением квантовой физики, которую поняли к середине прошлого века», — говорит Джонсон. Эта квантовая система прекрасно работает в отношении трех из четырех известных сил природы — сильного ядерного взаимодействия, которое удерживает вместе частицы в ядрах атомов; слабого ядерного взаимодействия, которое приводит к радиоактивному распаду этих ядер; и электромагнетизма. Другими словами, эти субатомные силы соответствуют единой и унифицированной теории квантовой физики. Единственная сила, которая сопротивляется общим квантовым правилам — и, следовательно, мешает созданию единой теории всего, — это гравитация. Эйнштейн прекрасно описал гравитацию как искривление в ткани пространства-времени. Его революционная общая теория относительности — которой исполнилось сто лет в ноябре 2015 года — похоже, работает на всех крупных масштабах (на уровне планет, звезд и галактик) и низких энергиях. Ломается она лишь в крошечных высокоэнергетических пространствах, где выступают бозоны и фермионы. Иными словами, квантовая физика прекрасно работает там, где не работает гравитация, а относительность работает в крупных системах — намного больше субатомных масштабов — где квантовые эффекты неизмеримо малы. «Мы считаем неизбежным существование чего-то вроде гравитона, если квантовать гравитацию, и мы бы удивились, если бы гравитация не была квантово-механической, — говорит Джонсон. — Тот факт, что мы пока в этом не преуспели, это наша проблема, а не природы». В конце 1960-х – начале 70-х годов физики по-другому взглянули на бозоны и фермионы в ядрах атомов. Они обнаружили, что участвующие в этом процессе частицы могут быть описаны как невероятно малые, одномерные, вибрирующие струны. Теория струн быстро привлекла внимание, но также быстро ушла из поля зрения, когда возникли другие модели взаимодействия частиц. Взлеты и падения интереса продолжались некоторое время. «Эту теорию принимали и отвергали в течение нескольких лет, — объясняет Николас Уорнер, профессор физики, астрономии и математики. — Впервые ее изобрели как теорию сильного взаимодействия, но в таком виде она провалилась. В 80-х ее воскресили как теорию квантовой гравитации, и вроде бы получилось». На самом деле, на ранней стадии сделали одно важное наблюдение — эти вибрирующие струны могли описать ожидаемые свойства гравитонов. «Самое классное в теории струн то, что это единственная теория, которая примиряет квантовую механику и общую теорию относительности, — говорит Уорнер, использующий теорию струн, чтобы понять квантовую физику черных дыр, самый гравитационно мощный феномен во всей Вселенной. — Она словно расширяет все, что мы могли рассчитать до текущего момента». Но у этих расчетов есть одно но. Вселенная должна вмещать дополнительные измерения. К счастью, дополнительные измерения — не проблема. Вселенная может содержать бесчисленные измерения, которые слишком малы, чтобы их засечь. Но поскольку струны тоже невероятно малы и одномерны, они могут вибрировать в любом из этих измерений. Это важно, поскольку хотя теория струн хорошо описывает наблюдаемые частицы — и даже гравитоны — она преуспевает лишь в том случае, если струны вибрируют в 10 измерениях как минимум. «Когда вы начинаете работать с математикой, струны возвращаются и говорят вам, что математика не будет работать, если вы не обеспечите им свободу вибрации в других измерениях», — говорит Джонсон. И добавляет: — Когда вы позволяете струнам становиться многомерными, диапазон ваших возможностей существенно увеличивается, и появляется возможность включить все, что вы наблюдаете, в струнную теорию». Теория струн. «Теоретики струн пытаются сказать, что есть один базовый тип частиц, и все зависит от разных вибрирующих состояний струны, — объясняет Уорнер. — Гравитон — это одна флуктуация или вибрация струны, фотона — другая… и так далее». В конце концов, все может быть сведено к простейшим вещам — к струнам. Если бы не еще одно но. Хотя теория струн потенциально может объяснить все известные частицы материи и силы, ее еще предстоит проверить. «Всегда остается возможность того, что эта база не полная или же просто неправильная, — говорит Джонсон. — Нам нужен способ получения измеримых прогнозов из теории, чтобы мы могли пойти и проверить — ключевой шаг в любой научной деятельности». Струны, однако, скорее всего, слишком малы, чтобы их можно было увидеть непосредственно с помощью хоть какого-нибудь эксперимента в обозримом будущем. Поэтому ученые должны искать косвенные признаки струн, а теория струн до сих пор не настолько хорошо разработана, чтобы предсказать, какими могли бы стать эти признаки. Но надежда есть. Теория струн может получить косвенную проверку, если применить ее к самому распространенному материалу во Вселенной. Наблюдения показывают, что темная материя и темная энергия составляют более 95% Вселенной. Ученые установили, что это незнакомые нам формы вещества и энергии, но их точная природа остается неизвестной. Возможно, они прячут ключи, подтверждающие правдивость теории струн, считает Джонсон. «Все это удивительно — и унизительно. Существуют формы материи, которые естественным образом вписываются в теорию струн и которые могут быть кандидатами на темную материю, — говорит он. — Люди надеются, что они могут стать ключом, соединяющим теорию и природу». По материалам: hi-news 
Воробьев Константин
27 ноября 2017
+4
7 комментариев
ridddle
|
 Также хочу от всего сердца поделиться, новым видео, которое мы создали с Романом, и тем самым от нас от души искренне поздравить мою маму, спасибо мама тебе за жизнь!!! |
|
Однажды в будущем океаны Земли вскипят, уничтожая всю жизнь на поверхности планеты, и сделают ее совершенно непригодной для жизни. Это глобальное потепление в некотором смысле неотвратимо: постепенное потепление, которое испытывает Солнце, происходит за счет постепенного выгорания топлива внутри светила. Однако есть способ сохранить Землю обитаемой, если мы разработаем долгосрочное решение: миграция всей Земли. Возможно ли это?
Нам нужно выяснить, насколько жарко станет и насколько быстро это произойдет, чтобы передвинуть Землю в темпе. Способ, которым любая звезда получает свою энергию, заключается в сплавлении более легких элементов в более тяжелые в ядре. Наше Солнце, в частности, синтезирует гелий из водорода в регионах, где температура ядра превышает 4 000 000 градусов. Чем горячее, тем быстрее скорость синтеза; в самом сердце ядра температура достигает 15 000 000 градусов. Эта скорость почти всегда постоянная. За долгое время процентное соотношение водорода к гелию меняется, и внутренняя часть нагревается чуть сильнее за миллиарды лет. И когда происходит разогрев, мы наблюдаем следующее: • светимость увеличивается — больше энергии излучается со временем • светило слегка увеличивается в размерах, радиус увеличивается на несколько процентов за каждый миллиард лет • его температура остается почти всегда постоянной, меняясь менее чем на 1% за миллиард лет. Все это сводится к одному неудобному факту: количество энергии, которая достигает Земли, медленно растет со временем. За каждые 110 миллионов лет солнечная светимость увеличивается примерно на 1%. Это означает, что энергия, достигающая Земли, также увеличивается на 1% примерно за то же время. Когда Земля была на четыре миллиарда лет моложе, наша планета получала 70% от энергии, которую получает сегодня. И через еще один-два миллиарда лет, если мы ничего не сделаем, на Земле образуются существенные проблемы. В какой-то момент температура на поверхности поднимется до 100 градусов по Цельсию. То есть океаны испарятся. Как нам это смягчить? Есть несколько возможных решений: • Мы можем установить ряд больших отражателей в точке Лагранжа L1, чтобы не давать части света достигать Земли. • Мы можем изменить при помощи геоинженерии атмосферу/альбедо нашей планеты, чтобы она отражала больше света и поглощала меньше. • Мы можем избавить планету от парникового эффекта, убрав молекулы метана и диоксида углерода из атмосферы. • Мы можем покинуть Землю и сосредоточиться на терраформировании внешних миров вроде Марса. В теории все может сработать, но потребует колоссальных усилий и поддержки. Однако решение о миграции Земли на удаленную орбиту может стать окончательным. И хотя нам придется постоянно уводить планету с орбиты, чтобы поддерживать температуру постоянной, на это уйдут сотни миллионов лет. Чтобы компенсировать эффект 1% увеличения светимости Солнца, нужно отвести Землю на 0,5% расстояния от Солнца; чтобы компенсировать увеличение в 20% (то есть за 2 миллиарда лет), нужно отвести Землю на 9,5% дальше. Земля будет уже не в 149 600 000 км от Солнца, а в 164 000 000 км. На это нужно много энергии! Сдвинуть Землю — все ее шесть септиллионов килограммов (6 х 10^24) — подальше от Солнца — значит существенно изменить наши орбитальные параметры. Если мы отведем планету от Солнца на 164 000 000 км, будут заметны очевидные различия: • Земля будет совершать оборот вокруг Солнца на 14,6% дольше • для поддержания стабильной орбиты, наша орбитальная скорость должна упасть с 30 км/с до 28,5 км/с • если период вращения Земли останется прежним (24 часа), в году будет не 365, а 418 дней • Солнце будет намного меньше в небе — на 10% — а приливы, вызванные Солнцем, будут слабее на несколько сантиметров Но для того, чтобы вывести Землю так далеко, нам нужно произвести очень большие энергетические изменения: нам нужно будет изменить гравитационную потенциальную энергию системы Солнце — Земля. Даже принимая во внимание все остальные факторы, включая замедление движения Земли вокруг Солнца, нам придется изменить орбитальную энергию Земли на 4,7 х 10^35 джоулей, что эквивалентно 1,3 х 10^20 тераватт-часов: в 10^15 раз больше ежегодных затрат энергии, которые несет человечество. Можно было бы подумать, что через два миллиарда лет они будут другими, так и есть, но не сильно. Нам понадобится в 500 000 раз больше энергии, чем человечество генерирует сегодня во всем мире, и все это уйдет на передвижение Земли в безопасное место. Технологии — это не самый сложный вопрос. Сложный вопрос куда более фундаментальный: как мы получим всю эту энергию? В реальности есть только одно место, которое удовлетворит наши потребности: это само Солнце. В настоящее время Земля получает около 1500 Вт энергии на квадратный метр от Солнца. Чтобы получить достаточную мощность для миграции Земли за нужный промежуток времени, нам придется построить массив (в космосе), который соберет 4,7 х 10^35 джоулей энергии, равномерно, за 2 миллиарда лет. Это значит, что нам нужен массив площадью 5 х 10^15 квадратных метров (и 100% эффективностью), что эквивалентно всей площади десяти планет, как наша. Поэтому чтобы перевезти Землю на безопасную орбиту подальше, понадобится солнечная панель в 5 миллиардов квадратных километров 100-процентной эффективности, вся энергия которой будет уходить на выталкивание Земли на другую орбиту в течение 2 миллиардов лет. Возможно ли это физически? Абсолютно. С современными технологиями? Вообще никак. Возможно ли это практически? С тем, что мы знаем сейчас, почти наверняка нет. Перетащить целую планету сложно по двум причинам: во-первых, из-за силы гравитационного притяжения Солнца и из-за массивности Земли. Но мы имеем именно такое Солнце и такую Землю, а Солнце будет нагреваться вне зависимости от наших деяний. Пока мы не придумаем, как собрать и использовать такое количество энергии, нам будут нужны другие стратегии. По материалам: hi-news      |
 |
|
Вместо длинных статей и коротких цитат
поэзия Губермана: *** Смотрясь весьма солидно и серьезно под сенью философского фасада, мы вертим полушариями мозга, а мыслим — полушариями зада. *** Бывает — проснешься, как птица, крылатой пружиной на взводе, и хочется жить и трудиться; но к завтраку это проходит. *** Учусь терпеть, учусь терять и при любой житейской стуже учусь, присвистнув, повторять: плевать, не сделалось бы хуже. *** Вовлекаясь во множество дел, не мечись, как по джунглям ботаник, не горюй, что не всюду успел, — может, ты опоздал на «Титаник». *** Пришел я к горестному мнению от наблюдений долгих лет: вся сволочь склонна к единению, а все порядочные — нет. *** Обманчив женский внешний вид, поскольку в нежной плоти хрупкой натура женская таит единство арфы с мясорубкой. *** Я живу, постоянно краснея за упадок ума и морали: раньше врали гораздо честнее и намного изящнее крали. *** Я женских слов люблю родник и женских мыслей хороводы, поскольку мы умны от книг, а бабы — прямо от природы. *** Когда нас учит жизни кто-то, я весь немею; житейский опыт идиота я сам имею. *** Крайне просто природа сама разбирается в нашей типичности: чем у личности больше ума, тем печальней судьба этой личности. *** Во мне то булькает кипение, то прямо в порох брызжет искра; пошли мне, Господи, терпение, но только очень, очень быстро. *** Бывают лампы в сотни ватт, но свет их резок и увечен, а кто слегка мудаковат, порой на редкость человечен. *** Не в силах жить я коллективно: по воле тягостного рока мне с идиотами — противно, а среди умных — одиноко. *** Когда мы раздражаемся и злы, обижены, по сути, мы на то, что внутренние личные узлы снаружи не развяжет нам никто. *** Умей дождаться. Жалобой и плачем не сетуй на задержку непогоды: когда судьба беременна удачей, опасны преждевременные роды. *** Будущее вкус не портит мне, мне дрожать за будущее лень; думать каждый день о черном дне — значит делать черным каждый день. *** Россияне живут и ждут, уловляя малейший знак, понимая, что нае*ут, но не зная, когда и как. *** Я никак не пойму, отчего так я к женщинам пагубно слаб; может быть, из ребра моего было сделано несколько баб? *** Любую можно кашу мировую затеять с молодежью горлопанской, которая Вторую мировую уже немного путает с Троянской. *** Ум полон гибкости и хамства, когда он с совестью в борьбе, мы никому не лжем так часто и так удачно, как себе. *** Есть в каждой нравственной системе идея, общая для всех: нельзя и с теми быть, и с теми, не предавая тех и тех. *** Чтоб выжить и прожить на этом свете, пока земля не свихнута с оси, держи себя на тройственном запрете: не бойся, не надейся, не проси. *** Душа порой бывает так задета, что можно только выть или орать; я плюнул бы в ранимого эстета, но зеркало придется вытирать. *** Когда устал и жить не хочешь, полезно вспомнить в гневе белом, что есть такие дни и ночи, что жизнь оправдывают в целом.  |
|
Веселый гороскоп «Как лепят Снеговика разные знаки Зодиака».
Веселый гороскоп про Снеговиков от астролога Лио Тоя должен не только поднять Вам настроение, но и поможет ответить на вопрос с кем из Ваших знакомых можно лепить Снеговика или Снежную Бабу, а с кем нет.
Спойлер
|
|
Осень самая яркая пора о которой воспевали поэты, писали прозаики, отображали в живописи художники . Красота осенней природы это романтика настроения и с легкой грустинкой размышления на осенние темы.Вот и я решил показать свою осень в нашей Ростовской обл.
Как раз подвернулся случай-поездка с другом в другой город к однокласснику.Эта поездка произвела на меня большое впечатление. Мимо нас пролетали деревья с желтой листвой разными оттенками,речки с темной водой..Вся эта красота осени пропадает..Что поделать уже конец ноября.Ноябрь сдает права зиме.В своем блоге хочу поделится с вами своей осенью! Река Северский Донец...приток реки Дон     А вот и сам-батюшка Дон.Гордость Ростовской обл.  А сегодня выпал у нас первый снег..  P.S. Свою осень посвящаю Л.Я. |
Оксаночка, любимая моя, поздравляю тебя с Днем Рождения, жена моя! Ты самая лучшая, самая прекрасная, самая обворожительная, самая, самая, самая... Желаю тебе успехов, здоровья, чтоб все твои желания исполнялись! Я ЛЮБЛЮ ТЕБЯ! |
|
Сегодня день приветствий, я вас приветствую ДОРОГИЕ СОСЕДИ!С Днем приветствий поздравляю,
Без приветствий никуда, И тебя я пожелаю, Быть приветливей всегда! Всем дарить тепло и радость, Их обратно получать, И приветы всем на свете, Просто так вот раздавать!  |
Поиск
Кто онлайн?
Важные материалы
Спонсоры сайта
Благодарим за спонсорскую помощь компанию Металл ДК. В сети металлобаз Металл ДК вы всегда сможете купить арматуру в Москве здесь: https://metall-dk.ru/catalog/armatura/ по низкой цене с доставкой в розницу и оптом. Низкие цены и великолепное качество металлопроката.