В 1900 британский ученый лорд Кельвин сказал, что в физике не стоит больше ожидать открытий – только искать возможность более точных измерений. Через три десятка лет возникла квантовая механика, а Эйнштейн опубликовал теорию относительности, которая изменила науку.
В наши дни уже очевидно, что знания ученых не могут быть исчерпывающими.
Что такое темная энергия?
Неважно, как астрофизики сражаются с цифрами, Вселенная все равно не похожа на простое уравнение. Несмотря на воздействие гравитации, она все равно разрастается и увеличивается с невероятной скоростью. Астрофизики предположили, что на время и пространство воздействует сила, противодействующая гравитации, и назвали ее темной энергией. Ее считают свойством космоса, для которого характерно давление, разделяющее пространство. Чем шире становится Вселенная, тем больше в ней темной энергии. Но что это такое конкретно, никто по-прежнему не знает.
Что такое темная материя?
Примерно восемьдесят четыре процента материи во Вселенной не поглощает и не испускает световые частицы. Эту часть материи называют темной, так как ее нельзя увидеть и проконтролировать косвенным способом. Существование темной материи обнаружено по гравитационному воздействую на видимые частицы, по радиации и особенностям структуры Вселенной. Эта загадочная субстанция располагается в дальних галактиках. Из чего конкретно она состоит, все еще предстоит выяснить.
Почему у времени есть направление?
Время движется вперед в силу такой особенности Вселенной, как энтропия – уровень хаоса только возрастает, и процесс этот необратим. Логика проста – чем дальше, тем больше беспорядка возникает в любой системе частиц. Но есть вопрос: почему энтропия была такой низкой в прошлом? Ведь если хаос возрастает, изначально его практически не было, и вся энергия была сконцентрирована в одном определенном участке космоса.
Существуют ли параллельные миры?
По некоторым данным, пространственно-временная линия может быть не кривой, а прямой, продолжающейся бесконечно. Это означает, что Вселенная, которую мы можем видеть – лишь одна часть многомерного пространства. Тем не менее, по закону квантовой механики, у частиц есть лишь определенное количество конфигураций. Следовательно, несмотря на неограниченное пространство космоса, расположение в нем частиц повторяется, снова и снова. Следовательно, может существовать множество параллельных Вселенных, идентичных нашей, с людьми, абсолютно похожими на землян. Возможно, когда-нибудь людям удастся обнаружить эти параллельные миры.
Почему в мире больше материи, а не антиматерии?
Этот вопрос так же сложен, как и вопрос о том, почему мир вообще существует. Можно предположить, что материя и антиматерия должны бы существовать в одинаковых количествах. Но в реальности это невозможно – если бы при Большом Взрыве их количество было бы равным, после него не осталось бы ничего – протоны бы были разрушены антипротонами, электроны – позитронами и так далее. По какой-то причине часть материи оказалась избыточной, что и привело к известному результату. Объяснить это не представляется возможным.
Какова судьба Вселенной?
Дальнейшая судьба зависит от неизвестной величины, обозначающей плотность материи и энергии в космосе. Если она станет выше единицы, время и пространство замкнутся, как огромная сфера. Если не будет темной энергии, Вселенная перестанет расширяться и начнет сжиматься. Если Вселенная замкнется, а темная энергия будет существовать, сфера будет увеличиваться бесконечно. И наоборот, если это число меньше единицы, геометрия пространства будет открытой, и судьба Вселенной закончится Большим Холодом — материя перестанет двигаться, и сила, сдерживающая атомы вместе, пропадет. Если же неизвестная величина равняется одному, Вселенная будет бесконечной во всех направлениях и будет расширяться, но скорость процесса будет со временем все ниже и ниже.
Как измерения влияют на волновую функцию квантов?
В странном мире электронов, фотонов и других элементарных частиц бал правит квантовая механика. Частицы не ведут себя, как крошечные мячики, они движутся крупными волнами. Движение можно описать волновой функцией. Есть у частиц и другие ообенности, но стоит попробовать их экспериментально измерить, как все функции разрушаются, и частица выбирает одно направление.
Верна ли теория струн?
Если предположить, что все элементарные частицы создают так называемые струны, каждая из которых вибрирует с определенной частотой, представления о мире значительно упрощаются. Теория струн позволяет физикам иначе взглянуть на законы, управляющие частицами и называемые квантовой механикой. Общая относительность тоже преображается, и все фундаментальные силы природы объединяются в стройную концепцию. Но экспериментально доказать теорию струн по-прежнему не представляется возможным, поэтому использовать ее как объяснение нельзя.
Есть ли порядок в хаосе?
Физики не могут разобраться со многими уравнениями, описывающими поведение жидкостей. Нет даже уверенности, что решение так называемых уравнений Навье-Стокса существует, и если оно есть, описывает ли оно все жидкости. Поэтому и природу хаоса понять сложно. Физики и математики не знают, сложно ее предсказать или просто невозможно. Этот вопрос по-прежнему остается одной из крупнейших загадок в научном мире.
Читать далее →
Свежие комментарии