Одна из величайших задач современной физики — примирить две теории, которые, на первый взгляд, кажутся несовместимыми: общую относительность Эйнштейна и квантовую механику. Общая теория относительности объясняет гравитацию и великие структуры Вселенной, такие как планеты, звезды и черные дыры, путем моделирования пространства-времени как гладкой, непрерывной паутины.
Квантовая механика, напротив, управляет миром субатомных частиц, где доминируют неопределенность, дуализм и квантование. Идея петлевой квантовой гравитации возникает как попытка объединить эти две концепции и предложить новый способ представления о пространстве-времени как таковом.
Но как можно достичь такого слияния и почему оно имеет решающее значение для нашего понимания Вселенной?
На школьных уроках физики нам рассказывали про все: и про длины волн, и про виды линз, и про волны с корпускулами… Так много всего заумного, что задаваться детским вопросом сколько же весит свет становится просто стыдно. Не переживайте — мы задались вопросами и нашли ответы за вас!
Примерно 90% информации об окружающем мире человек получает визуально, то есть благодаря улавливанию зрительными анализаторами отражений света.
Ученые давно знают, что иногда кажется, что свет выходит из материала раньше, чем входит в него — этот эффект считается иллюзией, вызванной тем, как волны искажаются материей. Теперь исследователи из Университета Торонто с помощью инновационных квантовых экспериментов заявили, что продемонстрировали, что «отрицательное время» не просто теоретическая идея — оно существует в ощутимом физическом смысле, заслуживающем более пристального изучения.
Результаты исследования, которые еще не опубликованы в рецензируемом журнале, привлекли как внимание мировой общественности, так и скепсис.
Вода и огонь — два вечных врага. Мы привыкли, что вода гасит пламя, и мысль о том, чтобы разжечь огонь под водой, кажется нам чем-то невероятным. Однако это не просто фантазии, а вполне реальный инструмент, активно используемый в подводной сварке.
Впервые эта технология была использована в далеком 1932 году, и сегодня этим тяжелым трудом зарабатывают себе на жизнь дайверы, которые также являются профессиональными сварщиками. Как же им удается заниматься сваркой под водой, если там не может гореть огонь?
Профессия подводного сварщика — одна из самых опасных в мире.
Вчера товарищ Михаил Валентинович Ковальчук, «олигарх-физик» (как называет его вражеская пропаганда, мвухахахаха), рассказал, что «Орешник» стал возможен благодаря разработке материалов, способных выдерживать температуру в 2000 градусов.
А на подходе материалы, способные выдерживать 2500-3000 градусов (спойлер: если он такое говорит, то, скорее всего, они уже есть, но проходят финальные испытания).
Понимаете, почему США не могут и ещё долго не смогут в гиперзвук? Дело не только в движках и источниках питания, но и в материалах!
Настоящее технологическое превосходство обеспечивают не «закруглённые уголки» и «вау-эффект», а материаловедение, сопромат и физика (в том числе ядерная и квантовая).
В каждый свой полет советские космонавты брали с собой необычное оружие — охотничий пистолет ТП-82. Он был предназначен для того, чтобы космические путешественники могли защитить себя в случае приземления в безлюдных местах. Например, благодаря пистолету они были способны отпугнуть диких животных или даже спастись от преступников.
Также при помощи этого инструмента можно было разжечь костер, подавать сигналы о помощи и даже рубить дрова — поистине многофункциональный инструмент! А как вы думаете, могли ли космонавты выстрелить из пистолета прямо в космосе?
В квантовом мире свойства частицы могут существовать отдельно от неё самой, включая её момент импульса.
Новое открытие делает квантовую физику ещё более загадочной. Учёные обнаружили, что спин частицы, то есть её собственный момент импульса, может перемещаться сам по себе, независимо от частицы. Это может изменить наши представления о фундаментальных законах физики.
Если вы хорошо учились в школе, то помните о существовании трех законов Ньютона и, наверное, даже сформулировать их можете. А если нет, то все равно знаете, что на Земле есть такая сила притяжения, которая тянет все вниз.
Но если законы физики действуют, то что, черт возьми, творится на этих фотографиях? Глядя на них, задаешься только одним вопросом: «Как?!»
В городе Кольцово возле Новосибирска в 2021 году начали строительство специализированного источника синхротронного излучения СКИФ. Этот объект, чья оценочная стоимость составляет несколько десятков миллиардов рублей, обладает значительными перспективами для научного, технологического и экономического развития. Давайте разберемся, что Синхротрон СКИФ представляет собой, и какие исследования собираются проводить с его помощью?
Люди стали наблюдать различные виды оптических явлений еще с глубокой древности, и для них это было чем-то сверхъестественным, магическим, невозможным. С развитием науки мы начали в какой-то степени понимать, как образуется радуга, из-за чего появляются миражи и даже почему порой мы можем наблюдать «парящий в воздухе» объект, давно ушедший за горизонт.
В мире иногда происходят явления, которые наука объяснить не в силах. Одно из них — это так называемый «Парижский сбой часов». В ночь с 29-го на 30-е декабря 1902 года в столице Франции одновременно остановились все маятниковые часы. При этом пружинные механизмы продолжили работу как ни в чем не бывало.
Почему из 118 доступных элементов для создания жизни на Земле природа выбрала только шесть?
В фантастических книгах и фильмах человек то и дело встречается с инопланетянами. Иногда опасными, иногда дружелюбными, похожими на людей, на птиц, даже на растения – в общем, с самыми разными. Однако фантастика фантастикой, а какими они могут быть на самом деле, эти самые инопланетные формы жизни? На что они похожи, как они выглядят, каков их образ существования? Они действительно могут быть опасны для людей? Охотиться на нас ради еды? Или, наоборот?
Всеми этими вопросами занимается довольно редкая и необычная наука – альтернативная биохимия, или экзобиохимия.
«Говорящая бумага» — ноу-хау СССР. Оказывается, звук можно было воспроизводить с бумажной ленты!
Очень интересная вещь. Удивительно, но развитие аудиотехники могло пойти совсем другим путем. Вместо записи на магнитную ленту — запись на бумажную и считывание фотоэлементом.
Такие записи легко можно было копировать типографским способом (да и от руки через стекло) без малейшей потери качества.
Наша интуиция и способность делать предположения — отличные инструменты, которые позволяют не тратить слишком много сил на обдумывание простых вещей. К сожалению, представления о реальном мире не всегда оказываются правильными. Ниже приведены физически верные факты, которые могут показаться вам ложными или абсурдными на первый взгляд.
Для понимания данного процесса можно привести в качестве примера простой эксперимент. Необходимо набрать полстакана снега и еще горсть положить на дощечку, дождаться пока снег на дощечке растает. Если поставить стакан на образовавшуюся воду и замерить температуру внутри него, то она будет близка 0℃.
Теперь следует всыпать немного соли в стакан, перемешать и сразу снова замерить температуру. Удивительно, но градусник покажет примерно -18℃. Через несколько минут температура начнет повышаться, но дно стакана примерзнет к дощечке. Почему так происходит?
Многие грандиозные открытия и компании с миллиардными оборотами рождались в гаражах и сараях. Владельцы Apple, Amazon и десятков других успешных брендов начинали вышли к успеху именно из скрипучих гаражных ворот. 16-летний американский школьник Дэвид Хан (David Hahn) не стал изменять традиции и тоже начал свое дело среди старых газонокосилок и шин от автомобилей. Но парень не стремился стать богатым — его интересовала наука, а точнее, исследования в области химии и ядерной физики.
Одно время в магазинах аля «супер-пупер товары за 100 рублей» активно продавались стельки с подогревом. Для получения тепловой энергии использовался вовсе не электрический ток. Стельки нужно было предварительно варить в кастрюле. Но для чего?
Как вы наверняка помните, кристаллизация всегда сопровождается выделением энергии, а плавление — поглощением энергии.
В последние годы гипотеза симуляции захватила воображение ученых, философов и широкой публики. Эта интригующая концепция предполагает, что то, что мы воспринимаем как реальность, может быть продвинутой цифровой симуляцией.
Как это будет? Этот вопрос рано или поздно приходит в голову каждого человека. Наука не в состоянии бросить взгляд в загробный мир. Однако исследования могут раскрыть, каким образом проходят последние мгновения нашей жизни. Что происходит с организмом в момент смерти? Происходит ли мгновенное отключение мозга? И какие чувства исчезают последними?
Россияне и американцы поймали космическую частицу чудовищной энергии
Принцип образования широкого атмосферного ливня
Osaka Metropolitan University/L-INSIGHT, Kyoto University/Ryuunosuke Takeshige
В США международная группа ученых с участием россиян зафиксировала прилет на Землю космической частицы, энергия которой сравнима с энергией летящей хоккейной шайбы. Такая же сверхмощная частица наблюдалась до этого лишь однажды — в 1991 году. Член международной команды, сотрудник Института ядерных исследования РАН (ИЯИ РАН), кандидат физ.-мат. наук Михаил Кузнецов рассказал RTVI о значении этого события, возможных последствиях для астрофизики и о том, как российские ученые вместе с японцами и американцами ловят редкие космические частицы.
Есть такая гипотеза симуляции, что вся окружающая нас действительность — компьютерная имитация. И якобы она подстраивается как и под всех людей, так и под каждого индивидуально.
Ну это чтобы в пикселях никто не застревал. Или не проходил сквозь двери в метро.
Если вы хорошо учились в школе, то помните о существовании трех законов Ньютона и, наверное, даже сформулировать их можете. А если нет, то все равно знаете, что на Земле есть такая сила притяжения, которая тянет все вниз.
Но если законы физики действуют, то что, черт возьми, творится на этих фотографиях? Глядя на них, задаешься только одним вопросом: «Как?!»
Если вы смотрели сериалы «Звёздный путь» или «Теория большого взрыва», то вы знаете, что физику можно представлять массам в занимательной форме. Авторы сценариев наших любимых научно-фантастических и комедийных сериалов, возможно, не всё представляют правильно, но они всё-таки вызывают у нас интерес к странным аспектам научных теорий.
Сегодня мы поговорим о 10 настоящих загадках, которые физика ещё не объяснила. Начиная от общения с инопланетянами и заканчивая путешествиями во времени, мы попытаемся сделать эти тайны понятными для всех.
Может быть вы даже захотите самостоятельно изучить эти темы. В конце концов, людей, которые смогут разгадать некоторые космические загадки, ожидают награды в несколько миллионов долларов. Вы, вероятно, также получите Нобелевскую премию и измените мир.
1. Откуда берутся космические лучи сверхвысокой энергии?
Наша атмосферу постоянно бомбардируют высокоэнергетичные частицы из космоса, называемые «космическими лучами». Хотя эти лучи не представляют большого вреда для людей, они вызывают огромный интерес у физиков.
Ученые из Чикаго говорят, что они, возможно, приближаются к открытию существования новой силы природы. Они нашли новые доказательства того, что субатомные частицы, называемые мюонами, ведут себя не так, как предсказывает современная теория субатомной физики.
Ученые полагают, что на мюоны может действовать неизвестная сила.
Исидор Раби, профессор физики из Колумбийского университета, предложил невиданный доселе проект: часы, работающие по принципу атомного пучка магнитного резонанса. Это произошло в 1945 году, а уже в 1949 Национальное бюро стандартов выпустило первый работающий прототип. В нем считывались колебания молекулы аммиака.
Цезий пошел в дело гораздо позже: модель NBS-1 появилась только в 1952 году.
Менее 80 лет назад в мире не существовало оружия, способного уничтожить всю жизнь на Земле. Создание атомной бомбы повлекло за собой чудовищные последствия, однако общество до сих пор не осознает всю опасность его существования и применения. При этом мы редко задумываемся и о самих создателях оружия Судного дня – что сподвигло эти без преувеличения великие умы создать нечто подобное и как они чувствовали себя осознав, что именно произвели на свет?
Американский писатель-фантаст Курт Воннегут одним из первых обратил внимание на этот «гений разума» в знаменитом романе «Колыбель для кошки», пытаясь ответить на вопрос о том, почему ученый Феликс Хонникер использовал силу своего интеллекта для создания страшного оружия, способного уничтожить не только своего создателя, но и все живое? Теперь же ответ на этот вопрос ищет голливудский режиссер Кристофер Нолан в нашумевшем «Оппенгеймере» – фильме об одном из величайший людей в истории человечества.
Физики поставили эксперимент, который может служить доказательством существования эффекта квантовой запутанности. Вопрос смущал многих физиков прошлого века, включая Альберта Эйнштейна, и был предметом споров. Для эксперимента построили 30 метров вакуумной трубы с криогенным охлаждением, чтобы фотон как можно дольше летел от одной запутанной частицы к другой и не успел вмешаться в измерения.
Эйнштейн не мог смириться с мыслью, что квантово запутанные частицы мгновенно влияют друг на друга на условно бесконечных расстояниях. В таком случае они должны «передавать информацию» быстрее скорости света.
Наш организм нередко всё ещё нас удивляет. То, как он может мобилизоваться в стрессовых ситуациях или наоборот — откликается на внешние факторы обострением заболеваний. А сколько всего ещё предстоит узнать, благодаря развитию технологий.
Какие-то факты известны нам уже довольно давно, а вот о некоторых мы узнали относительно недавно. Но все они несомненно очень интересны.
В ходе интервью с американским астрофизиком Нилом Деграсс Тайсоном, отвечая на вопрос о том, что было во Вселенной до Большого взрыва, Стивен Хокинг дал достаточно развернутый ответ, суть которого, в итоге, он свёл к короткому резюме: «До Большого взрыва ничего не существовало».
Исходя из данного утверждения, говорить о каких-то минутах (равно, как и о миллиардах лет), в отсутствии пространства и времени, просто бессмысленно. Но, по факту, возникновение материальной Вселенной означает конец этому самому «ничто». А, как может закончиться то, чего нет?
Никак не может. Следовательно, либо Вселенная появилась и существует виртуально (оставаясь реально «ничем»), либо материя, до Большого взрыва, все же присутствовала в некоей иной своей форме.
Первое предположение высказывалось ещё древнегреческими философами Пифагором и Платоном, полагавшим, что материальны только идеи, а всё остальное — всего лишь тени.
Люди всё время пытаются создать новинку, что-то уникальное, необычное… Но ведь всё новое — это хорошо забытое старое! Так и с мечтами о невидимости — мы только грезим, а стеклянная бабочка, она же грета ото, уже черт знает сколько щеголяет с прозрачными крыльями! Но как?! Забудьте про мантии, шапки и прочие атрибуты, тут дела обстоят куда интереснее. Физика — она такая, почти на уровне магии.
Физики из Национальной лаборатории в Брукхейвене (Brookhaven National Laboratory, BNL) открыли совершенно новый тип квантовой запутанности, достаточно известного явления, связывающего квантовые частицы. И этот новый вид запутанности уже был использован на практике во время экспериментов на коллайдере для изучения процессов и явлений, происходящих внутри ядер атомов.
Нобелевскую премию по физике 2022 года вручили за изучение квантовой запутанности и технологий
«Квантовая физика настолько сложная, что ее никто не понимает», – писал нобелевский лауреат Ричард Фейнман. И это не удивительно, так как даже Альберт Эйнштейн относился к ней настороженно, называя феномен квантовой запутанности «сверхъестественным» и «жутким». В вероятностной природе квантовой механики сомневался ирландский физик-теоретик Джон Белл и другие основоположники этой теории.
Получили нобелевку Манабе и Хассельман — обоим по девяносто, время расцвета учёных, если судить по нобелевским премиям. Есть американец, что как бы свидетельствует о высоком уровне образования в Штатах (даже несмотря на то, что он учился не в США).
Проходя мимо высоковольтной ЛЭП или электрической подстанции, вы наверняка слышали характерный гул. Как правило, он не самый приятный, и часто вызывает у людей ощущение опасности, а также желание как можно быстрее покинуть такое место. Иногда гул возникает даже при включении бытовых электроприборов. Этот звук принято называть “гулом сети”.
Но задумывались ли вы когда-нибудь почему электричество гудит и свидетельствует ли этот звук о какой-либо опасности? На самом деле не каждый вид электрического тока вызывает такой гул, а только переменный, или АС. Переменный он называется по той причине, что постоянно меняет направление. Чередование происходит в течение одной секунды десятки раз. Именно со сменой направления, как вы догадались, и связан звук сети. Но почему он возникает?
Гул электричества вызван переменным током, который меняет направление с частотой 50 Гц
