Главная | Регистрация | Вход | Личные сообщения () | ФОРУМ | Из жизни.ру | Модераторы: Pantera; IgChad | Контакты

Пятница, 26.04.2024, 19:08
Привет, Гость Нашей Планеты | RSS
ПОДПИСАТЬСЯ НА ИЗВЕЩЕНИЯ ОБ ОБНОВЛЕНИЯХ САЙТА


Форма входа
Логин:
Пароль:

плюсы баннерной рекламы

Загрузка...


Другие новости

Загрузка...


Статистика

Рейтинг@Mail.ru
Онлайн всего: 112
Пользователей: 110
Сейчас комментируют: 2


Новости сегодня
ИНОСМИ : Это план нападения России на 2024 год? Россияне празднуют прорыв фронта! Последняя битва за западноцентричный мировой порядок (0)
Жириновский о евреях! Что будет, когда Израиль проиграет? Сказано в 2004 год! (1)
Планы войны Германии – предсказание Жириновского: «Германия отомстит за все» (1)
Путин прогнул? В МВФ приняли правила России (0)
Фронт продолжает рушиться, в Киеве в панике. Новости СВО самые свежие (0)
«Элита» (1)
Очеретино: что произошло? (0)
Илон Маск рассказал о Плане по колонизации Солнечной системы. (0)
Защита экс-замминистра обороны Иванова обжаловала его арест (4)
В КГБ Белоруссии сообщили о пресечении ударов дронами по Минску из Литвы (0)
Лукашенко: на нападение на Белоруссию Минск и Москва ответят всеми видами оружия (2)
В Кремле допустили расширение буферной зоны для безопасности России (9)
древние животные попадали в каменные слои и оставались там всей тушкой (2)
Сказка «Колобок» рассказывает о Луне, которая катится по созвездиям (0)
Жуткая долина Джатинга — место массового самоубийства птиц (1)
Голова Рамзеса обладает идеальной симметрией (0)
США передали хуситам мирные предложения для прекращения их атак в Красном море (2)
РФ в апреле может экспортировать рекордные 4,6 млн т пшеницы (1)
Феномен тени (0)
Рябков объяснил недопуск россиян на рейсы из Турции в Мексику давлением США (1)
«Не заметил воровства миллиардов»: допросят ли Шойгу по делу Иванова о взятках (8)
На русских ледоколах появилось наступательное оружие. Адмирал США требует объяснений (1)
Мы справимся! (1)
Нападение тёмных сил происходит совершенно обыденно. (2)
Як-130: почему "летающая парта" стала "маленьким ужасом" для НАТО (1)
Последний пакет помощи: Украине осталось всего полгода (2)
Кому нужен мораторий на смертную казнь? (3)
Politico: ставки выше, а давление сильнее — Европа дрожит перед возможностью возвращения Трампа (3)
Поющие во Вселенной (0)
Больше, чем наша Земля (0)
Суд в Сыктывкаре заочно арестовал Гарри Каспарова и Геннадия Гудкова (0)
У истоков жанра (0)
Систр – древнеегипетский инструмент, открывающий порталы (0)
Во Франции арестовали подростка, готовившего теракт во время Олимпиады (0)
Александр Македонский мог столкнуться с НЛО (0)
Экспорт российской рыбы за 2023 год расширили на 18 стран (3)
Семь колодцев Чингисхана (0)
Священный рык Гончих Псов (0)
Писториус заявил, что Россия производит оружие сверх того, что нужно для СВО (0)
Под тяжестью небесных вод (0)
Враг России: Ульяна Супрун. «Доктор смерть». (1)

Новости готовят...

Новостей: 28475

В архиве: 11391

Новостей: 8073

В архиве: 11931

Новостей: 4222

В архиве: 8413

Новостей: 3998

В архиве: 155

Новостей: 2833

В архиве: 4005

Новостей: 1329

В архиве: 338

Новостей: 1279

В архиве: 438

Новостей: 1035

В архиве: 17

Новостей: 948

В архиве: 6967

Новостей: 879

В архиве: 1480

Календарь

ВСЕ НОВОСТИАРХИВВТОРАЯ ПЛАНЕТАФОРУМПРАВИЛА САЙТАДОБАВИТЬ МАТЕРИАЛ

Астрология и пророчества [1206]Астрономия и космос [1391]Бывает же такое! [2073]
Гипотезы, версии, прогнозы [5570]Дом, сад, кулинария [1070]Животные и растения [501]
Здоровье, человек [1907]Искусство, поэзия [564]История, археология, судьбы [6251]
Мир вокруг нас [1648]Наука и технологии [1276]Непознанное [3278]
НЛО, уфология [235]Новости, общество, в мире [18356]Психология и отношения [589]
Религии, учения [115]Советы и истории из жизни [794]Стихия, климат, экология [995]
Фильмы и видео [1203]Частное мнение [2760]Это интересно! [2786]
Юмор, афоризмы, притчи [1014]


06:04
Величайшие загадки: что такое пространство-время?


Люди всегда принимают пространство как само собой разумеющееся. В конце концов, это просто пустота — емкость для всего остального. Время тоже тикает непрерывно. Но физики такие люди, им всегда нужно что-то усложнить. Регулярно пытаясь объединять свои теории, они выяснили, что пространство и время сливаются в системе настолько сложной, что обычному человеку и не понять.

Альберт Эйнштейн понял, что нас ждет, еще в ноябре 1916 года. Годом раньше он сформулировал общую теорию относительности, согласно которой гравитация — это не сила, которая распространяется в пространстве, а свойство самого пространства-времени. Когда вы подбрасываете мяч в воздух, он летит по дуге и возвращается на землю, потому что Земля искривляет пространство-время вокруг себя, поэтому дорожки мяча и земли пересекутся снова. В письме другу Эйнштейн рассматривал задачу слияния общей теории относительности с другим своим детищем, зарождающейся теорией квантовой механики. Но его математических навыков просто не хватало. «Как же я измучил себя этим!», писал он.

Эйнштейн так никуда и не пришел в этом отношении. Даже сегодня идея создания квантовой теории гравитации кажется крайне далекой. Споры скрывают важную истину: конкурентные подходы все как один говорят о том, что пространство рождается где-то глубже — и эта идея ломает устоявшееся за 2500 лет научное и философское представление о нем.

Вниз по черной дыре

Обычный магнитик на холодильнике прекрасно иллюстрирует проблему, с которой столкнулись физики. Он может приколоть бумажку и сопротивляться гравитации всей Земли. Гравитация слабее магнетизма или другой электрической или ядерной силы. Какие бы квантовые эффекты за ней ни стояли, они будут слабее. Единственное осязаемое доказательство того, что эти процессы вообще происходят, это пестрая картина материи в самой ранней Вселенной — которая, как полагают, была нарисована квантовыми флуктуациями гравитационного поля.

Черные дыры — лучший способ проверить квантовую гравитацию. «Это самое подходящее, что можно найти для экспериментов», говорит Тед Джейкобсон из Университета Мэриленда, Колледж-Парк. Он и другие теоретики изучают черные дыры как теоретические точки опоры. Что происходит, когда берутся уравнения, которые идеально работают в лабораторных условиях, и помещаются в самые экстремальные ситуации из мыслимых? Не появится ли какой-нибудь едва заметной огрехи?

Общая теория относительно предсказывает, что вещество, падающее в черную дыру, бесконечно сжимается по мере приближения к центру — математическому тупичку под названием сингулярность. Теоретики не могут вообразить траекторию объекта за пределами сингулярности; все линии сходятся в ней. Даже говорить о ней, как о месте, проблематично, потому что само пространство-время, определяющее местоположенрие сингулярности, прекращает существовать. Ученые надеются, что квантовая теория может предоставить нам микроскоп, который позволит рассмотреть эту бесконечно малую точку бесконечной плотности и понять, что происходит с попадающей в нее материей.

На границе черной дыры вещество еще не настолько сдавлено, гравитация слабее и, насколько нам известно, все законы физики должны работать. И тем больше обескураживает тот факт, что они не работают. Черная дыра ограничена горизонтом событий, точкой невозврата: вещество, преодолевающее горизонт событий, уже не вернется. Спуск необратим. Это проблема, потому что все известные законы фундаментальной физики, включая квантово-механические, обратимы. По крайней мере, в принципе, в теории, вы должны иметь возможность обратить движение и восстановить все частицы, которые у вас были.

С похожей головоломкой физики столкнулись в конце 1800-х, когда рассматривали математику «черного тела», идеализированного как полость, заполненная электромагнитным излучением. Теория электромагнетизма Джеймса Клерка Максвелла предсказывала, что такой объект будет поглощать все излучение, которое на него падает, и никогда не придет в равновесие с окружающей материей. «Он может поглотить бесконечное количество тепла от резервуара, который поддерживается при постоянной температуре», объясняет Рафаэль Соркин из Института теоретической физики Периметра в Онтарио. С тепловой точки зрения у него будет температура абсолютного нуля. Этот вывод противоречит наблюдениям настоящих черных тел (таких как печь). Продолжая работу над теорией Макса Планка, Эйнштейн показал, что черное тело может достичь теплового равновесия, если энергия излучения будет поступать в дискретных единицах, или квантах.

Физики-теоретики почти полвека пытались достичь подобного решения для черных дыр. Покойный Стивен Хокинг из Кембриджского университета предпринял важный шаг в середине 70-х, применив квантовую теорию к полю излучения вокруг черных дыр и показав, что у них ненулевая температура. Следовательно, они могут не только поглощать, но и излучать энергию. Хотя его анализ ввернул черные дыры в область термодинамики, он также усугубил проблему необратимости. Исходящее излучение испускается на границе черной дыры и не переносит информацию из недр. Это случайная тепловая энергия. Если обратить процесс и скормить эту энергию черной дыре, ничего не всплывет: вы просто получите еще больше тепла. И невозможно вообразить, что в черной дыре что-то осталось, просто в ловушке, потому что по мере того, как черная дыра испускает излучение, она сокращается и, согласно анализу Хокинга, в конечном итоге исчезает.

Эта проблема получила название информационного парадокса, поскольку черная дыра разрушает информацию о попавших в нее частицах, которые вы могли бы попытаться восстановить. Если физика черных дыр действительно необратимо, что-то должно выносить информацию обратно, и нашу концепцию пространства-времени, возможно, придется изменить, чтобы вписать этот факт.

Атомы пространства-времени

Тепло — это случайное движение микроскопических частиц, вроде молекул газа. Поскольку черные дыры могут нагреваться и остывать, было бы разумно предположить, что они состоят из частей — или, если в общем, из микроскопической структуры. И поскольку черная дыра — это просто пустое пространство (согласно ОТО, падающая в черную дыру материя проходит через горизонт событий, не останавливаясь), части черной дыры должны быть частями самого пространства. И под обманчивой простотой плоского пустого пространства скрывается колоссальная сложность.

Даже теории, которые должны были сохранять традиционное представление о пространстве-времени, пришли к выводам, что что-то прячется под этой гладкой поверхностью. Например, в конце 1970-х годов Стивен Вайнберг, сейчас работающий в Техасском университете в Остине, попытался описать гравитацию так же, как описывают другие силы природы. И выяснил, что пространство-время радикально модифицировано в своих мельчайших масштабах.

Физики изначально визуализировали микроскопическое пространство как мозаику из небольших кусочков пространства. Если увеличить их до планковских масштабах, неизмеримо малых размеров в 10-35 метра, ученые считают, что можно увидеть нечто вроде шахматной доски. А может и нет. С одной стороны, такая сеть линий шахматного пространства будет предпочитать одни направления другим, создавая асимметрии, которые противоречат специальной теории относительности. Например, свет разных цветов будет двигаться с разной скоростью — как в стеклянной призме, которая разбивает свет на составляющие цвета. И хотя проявления на малых масштабах будет весьма трудно заметить, нарушения ОТО будут откровенно очевидными.

Термодинамика черных дыр ставит под сомнение картину пространства в виде простой мозаики. Измеряя тепловое поведение любой системы, вы можете сосчитать ее части, по крайней мере в принципе. Сбросьте энергию и посмотрите на термометр. Если столбик взлетел, энергия должна распространяться на сравнительно немного молекул. Фактически, вы измеряете энтропию системы, которая представляет собой ее микроскопическую сложность.

Если проделать это с обычным веществом, количество молекул увеличивается вместе с объемом материала. Так, во всяком случае, должно быть: если увеличить радиус пляжного мяча в 10 раз, внутри него поместится в 1000 раз больше молекул. Но если увеличить радиус черной дыры в 10 раз, число молекул в ней умножится всего в 100 раз. Число молекул, из которых она состоит, должно быть пропорциональным не ее объему, а площади поверхности. Черная дыра может казаться трехмерной, но ведет себя как двумерный объект.

Этот странный эффект получил название голографического принципа, потому что напоминает голограмму, которая видится нам как трехмерный объект, а при ближайшем рассмотрении оказывается изображением, произведенным двумерной пленкой. Если голографический принцип учитывает микроскопические составляющие пространства и его содержимого — что физики допускают, хоть и не все — для создания пространства будет недостаточно простого сопряжения мельчайших его кусочков.

Запутанные сети

В последние годы ученые осознали, что в этом всем должна быть замешана квантовая запутанность. Это глубокое свойство квантовой механики, чрезвычайно мощный тип связи, кажется намного примитивнее пространства. Например, экспериментаторы могут создать две частицы, летящие в противоположные направления. Если они будут запутаны, они останутся связанными вне зависимости от разделяющего их расстояния.

Традиционно, когда люди говорили о «квантовой» гравитации, они имели в виду квантовую дискретность, квантовые флуктуации и все остальные квантовые эффекты — но не квантовую запутанность. Все изменилось, благодаря черным дырам. За время жизни черной дыры в нее попадают запутанные частицы, но когда черная дыра полностью испаряется, партнеры за пределами черной дыры остаются запутанными — ни с чем. «Хокингу стоило назвать это проблемой запутанности», говорит Самир Матур из Университета штата Огайо.

Даже в вакууме, где нет никаких частиц, электромагнитные и другие поля внутренне запутаны. Если измерить поле в двух разных места, ваши показания будут незначительно колебаться, но останутся в координации. Если разделить область на две части, эти части будут в корреляции, а степень корреляции будет зависеть от геометрического свойство, которое у них есть: площадь интерфейса. В 1995 году Якобсон заявил, что запутанность обеспечивает связь между присутствием материи и геометрией пространства-времени — а значит, могла бы объяснить и закон гравитации. «Больше запутанности — гравитация слабее», говорил он.

Некоторые подходы к квантовой гравитации — прежде всего, теория струн — рассматриваю запутанность как важный краеугольный камень. Теория струн применяет голографический принцип не только к черным дырам, но и вселенной в целом, обеспечивая рецепт создания пространства — или, по крайней мере, некоторой его части. Оригинальное двумерное пространство будет служить границей более обширного объемного пространства. А запутанность будет связывать объемное пространство в единое и непрерывное целое.

В 2009 году Марк Ван Раамсдонк из Университета Британской Колумбии предоставил элегантное объяснение этому процессу. Предположим, поля на границе не запутаны — они образуют пару систем вне корреляции. Они соответствуют двум отдельным вселенным, между которыми нет никакого способа связи. Когда системы становятся запутанными, образуется как бы туннель, червоточина, между этими вселенными и космические корабли могут между ними перемещаться. Чем выше степень запутанности, тем меньше длина червоточины. Вселенные сливаются в одну и больше не являются двумя отдельными. «Появление большого пространства-времени напрямую связывает запутанность с этими степенями свободы теории поля», говорит Ван Раамсдонк. Когда мы наблюдаем корреляции в электромагнитном и других полях, они являются остатком сцепления, которое связывает пространство воедино.

Многие другие особенности пространства, помимо его связанности, также могут отражать запутанность. Ван Раамсдонк и Брайан Свингл, работающий в Университете Мэриленда, утверждает, что вездесущность запутанности объясняет универсальность гравитации — что она воздействует на все объекты и проникает везде. Что касается черных дыр, Леонард Сасскинд и Хуан Малдасена считают, что запутанность между черной дырой и испускаемым ей излучением создает червоточину — черный вход в черную дыру. Таким образом сохраняется информация и физика черной дыры оказывается необратимой.

Хотя эти идеи теории струн работают только для конкретных геометрий и реконструируют только одно измерение пространства, некоторые ученые пытаются объяснить появление пространства с нуля.

В физике, да и в целом, в естественных науках, пространство и время — основа для всех теорий. Но мы никогда не замечаем пространства-времени напрямую. Скорее, выводим его существование из нашего повседневного опыта. Мы предполагаем, что наиболее логичным объяснением явлений, которые мы видим, будет некоторый механизм, который функционирует в пространстве-времени. Но квантовая гравитация говорит нам, что не все явления идеально вписываются в такую картину мира. Физикам нужно понять, что находится еще глубже, подноготную пространства, обратную сторону гладкого зеркала. Если им удастся, мы закончим революцию, начатую больше века назад Эйнштейном.




Оцените материал:




ПОДЕЛИСЬ С ДРУЗЬЯМИ:


Материалы публикуемые на "НАШЕЙ ПЛАНЕТЕ" это интернет обзор российских и зарубежных средств массовой информации по теме сайта. Все статьи и видео представлены для ознакомления, анализа и обсуждения. Мнение администрации сайта и Ваше мнение, может частично или полностью не совпадать с мнениями авторов публикаций. Администрация не несет ответственности за достоверность и содержание материалов,которые добавляются пользователями в ленту новостей.


Категория: Непознанное | Источник: http://zen.yandex.ru| Просмотров: 580 | Добавил: Pantera| | Теги: загадки:, что, Величайшие, такое, пространство-время? | Рейтинг: 3.2/12

В КОММЕНТАРИЯХ НЕДОПУСТИМА КРИТИКА САЙТА,АДМИНИСТРАТОРОВ,МОДЕРАТОРОВ и ПОЛЬЗОВАТЕЛЕЙ,КОТОРЫЕ ГОТОВЯТ ДЛЯ ВАС НОВОСТИ! УВАЖАЙТЕ ЧУЖОЙ ТРУД!
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]


По этой теме смотрите:

Загрузка...

Астрономия и космос [1380]Безумный мир [2114]Взаимоотношения людей [1055]Войны и конфликты [1527]
Гипотезы и версии [10751]Дом, сад, кулинария [3178]Животные и растения [2453]Здоровье, психология [4269]
Искусство, литература, поэзия [736]История, археология [3559]Мир вокруг нас [3006]Мировые новости [3592]
Наука и технологии [1124]Непознанное [3424]НЛО и уфология [880]Общество [7055]
Прогнозы ученых,исследования [481]Происшествия, чп, аварии [1414]Предсказания и астрология [879]Религии, учения [484]
Российские новости [5669]Советы и истории из жизни [846]Стихия, климат, экология [1926]Феномены и аномалии [915]
Фильмы и видео [4031]Частное мнение [5695]Это интересно! [4123]Юмор, афоризмы, притчи [2399]



Поиск


НАША БЕСЕДКА

СЕЙЧАС НА САЙТЕ:
Онлайн всего: 112
Пользователей: 110
Сейчас комментируют: 2

Мы комментируем

Загрузка...

На форуме

Интересное сегодня
Нападение тёмных сил происходит совершенно обыденно. (2)
«Не заметил воровства миллиардов»: допросят ли Шойгу по делу Иванова о взятках (8)
Як-130: почему "летающая парта" стала "маленьким ужасом" для НАТО (1)
На русских ледоколах появилось наступательное оружие. Адмирал США требует объяснений (1)
Враг России: Ульяна Супрун. «Доктор смерть». (1)
Кому нужен мораторий на смертную казнь? (3)
Защита экс-замминистра обороны Иванова обжаловала его арест (4)
Фронт продолжает рушиться, в Киеве в панике. Новости СВО самые свежие (0)
«Элита» (1)
В Кремле допустили расширение буферной зоны для безопасности России (9)

Loading...

Активность на форуме

Постов на форуме: 7723
Группа: Модераторы

Постов на форуме: 6352
Группа: Проверенные

Постов на форуме: 4194
Группа: Проверенные

Постов на форуме: 3889
Группа: Проверенные

Постов на форуме: 2879
Группа: Модераторы

Постов на форуме: 2864
Группа: Проверенные

Великие комментаторы:
Василёк
Комментариев: 20698
Группа: Друзья Нашей Планеты
Микулишна
Комментариев: 16982
Группа: Друзья Нашей Планеты
Ferz
Комментариев: 13033
Группа: Проверенные
nikolaiparasochko
Комментариев: 12912
Группа: Проверенные
игорьсолод
Комментариев: 12727
Группа: Проверенные
Благородный
Комментариев: 10541
Группа: Проверенные



18+