Schowaj/Wysuń odtwarzacz Youtube
zamknij okno i wyłącz film     odtwórz dowolny film z YT
Na forum są teraz:
Bing [Bot], Avatar użytkownika neo, Yahoo [Bot]
0082c0c7002e59f156fedbedc1b69ea3
LIVE-STREAM FN Data następnego streamu zostanie wkrótce podana
0082c0c7002e59f156fedbedc1b69ea3
Strona 1 z 1 [ Posty: 2 ] Utwórz nowy wątek   Odpowiedz w wątku

Pokaż pierwszy nieprzeczytany post

Drukuj
Użytkownicy przeglądający ten dział: Brak zidentyfikowanych użytkowników i 4 gości
18 zagadek fizyki, które dopiero trzeba będzie rozwiązać Przeczytane przez: 0 osoby    Napisane: czwartek, 7 gru 2017, 04:49
szczyglis
Avatar użytkownika
reputacja mistrzowska
OFICER TECHNICZNY
Ostatnio widziany(a):
sobota, 16 gru 2017, 07:39
 
   
+2
18 zagadek fizyki, które dopiero trzeba będzie rozwiązać

Nie raz już badania kazały nam zmieniać nasze myślenie o świecie i jego prawach. Sam Lord Kelvin, wybitny przyrodnik i wynalazca stwierdził, że “Maszyny latające cięższe od powietrza są niemożliwe” (1895), oraz “promienie Roentgena jakoby prześwietlające ciało, jest to po prostu mistyfikacja. Ciekawe w czym dziś mylą się nasi najwięksi eksperci.

Obrazek

1. Ciemna energia
Nie mamy tak naprawdę pewności czy istnieje, ale pojawia się w obliczeniach teoretycznych naukowców jako siła, która trzyma Wszechświat w ryzach – tworzy ujemne ciśnienie, dzięki czemu rozszerza się on zamiast skurczyć z powodu grawitacji jego ciał w jedną całość. Według obliczeń badaczy wraz z rozszerzaniem się Wszechświata energii tej jest coraz więcej i może być aż 70 procentami wszystkich jego składników. Problem w tym, że nie wiadomo jak ją obserwować lub jak w ogóle jej szukać.

2. Ciemna materia
Około 84% materii we Wszechświecie nie pochłania ani nie emituje światła. Nazywane jest dlatego “ciemną materią”, bo tak naprawdę nie jesteśmy jej zobaczyć, ani zmierzyć. Skąd wiemy, że istnieje? Wskazują na to jej efekty grawitacyjne. Coś tam jest, ale nie możemy tego zmierzyć i zobaczyć.

3. Termodynamiczna strzałka czasu
Czas biegnie naprzód dzięki zjawisku nazywanemu “entropia”. Można je luźno tłumaczyć jako rozpad, dążenie do chaosu. Fakt, że wszystko szybciej lub wolniej dąży do rozpadu jest logiczny i łatwy do zaobserwowania. Pojawia się jednak pytanie – dlaczego entropia była tak mała w dalekiej przeszłości Wszechświata, dlaczego wzrasta? Dlaczego na samym początku tak wiele materii i energii było skutecznie ściśnięte w jednym miejscu?

4. Czy istnieją wszechświaty równoległe?
Dane, które daje nam astrofizyka pokazują, że czasoprzestrzeń jest raczej “płaska”, a nie zakrzywiona, zatem ciągnie się przez wieczność. Jeśli tak jest, to fragment rzeczywistości, który obserwujemy to tylko jeden z fragmentów większego zbioru rzeczywistości. Jednocześnie mechanika kwantowa mówi, że istnieje skończona ilość układów cząsteczek w takich wszechświatach, zatem powielałyby się także w nieskończoność. Koncepcja Wieloświata zakłada, że każdy wybór (cząsteczek, nas, dosłownie wszystkiego) tworzy osobną rzeczywistość – która przypomina wiecznie rozgałęziające się drzewo.

5. Dlaczego jest więcej materii niż antymaterii?
To właściwie pytanie o to dlaczego istniejemy – my i cały Wszechświat. Łatwo jest założyć, że wszystko powinno być symetryczne i po Wielkim Wybuchu ilość materii i antymaterii powinna być równa. Gdyby tak było doprowadziłoby to do anihilacji obu – wszystkie cząsteczki, protony, elektrony zniosłyby się z ich anty- odpowiednikami. Pozostałaby niematerialna pustka wypełniona. Z jakiegoś powodu tak się nie stało i oto jesteśmy. Nie mamy na razie żadnego akceptowalnego wytłumaczenia tego stanu.

6. Jaki los czeka Wszechświat?
Przyszłość Wszechświata w znacznej mierze zależeć będzie od czynnika oznaczanego grecką literą omega – Ω. To miara gęstości materii i energii w kosmosie. Jeśli Ω jest większe niż 1 czasoprzestrzeń będzie zamknięta niczym powierzchnia gigantycznej sfery. Jeśli zabraknie ciemnej energii kosmos w końcu przestanie się rozszerzać, a zacznie ścieśniać i ostatecznie zapadanie się miażdżąc wszystko wewnątrz. Jeśli Wszechświat pozostanie zamknięty, ale ciemna energia będzie istnieć – będzie rozszerzał się w nieskończoność.

Jeśli natomiast Ω będzie poniżej 1, kształt Wszechświata stanie się otwarty, niczym kształt jeździeckiego siodła. W tej sytuacji jego ostatecznym końcem będzie “Wielkie zamarznięcie”, zaraz za którym przyjdzie “Wielkie rozdarcie”. Na początku oddalająca się materia rozerwie galaktyki na strzępy, a potem siły odśrodkowe rozdzielą nawet struktury atomowe.

Jeśli Ω będzie wynosić 1, Wszechświat pozostanie płaski, niczym nieskończona równina pełna dróg we wszystkich kierunkach. To jej rozciąganie się prędzej czy później także ma doprowadzić do “Wielkiego rozdarcia”.

Niezależnie od prognoz – Wszechświat czeka koniec, co dokładnie opisał astrofizyk Paul Sutter w grudniu 2015 roku.

7. Jak zmierzyć zapadanie się kwantowych funkcji falowych?
W tajemniczym świecie fotonów i elektronów oraz innych podstawowych cząsteczek rządzi mechanika kwantowa. Każdą z cząsteczek opisuje funkcja falowa, rozwiązująca ogólne równanie Schrödingera – czyli mówi nam gdzie cząsteczka się znajduje, dokąd zmierza. Podaje jednak nam jedynie możliwości, przedziały wartości, a nie dokładne dane. Wszystko to do czasu, aż uda się eksperymentalnie zmierzyć choć jedną z właściwości (na przykład położenie). Wtedy funkcja falowa się “zapada” i przyporządkowuje do tej jednej wartości. Kłopot w tym jak i dlaczego wyznaczanie tej wartości doprowadza właśnie do tego “zapadania się”. Problem wydaje się wyjątkowo skomplikowany, ale jest bardzo istotny w rozumieniu czym tak naprawdę jest nasza rzeczywistość.

8. Czy teoria strun jest prawdziwa?
Odrzućmy na chwilę myślenie, że wszystko budują cząsteczki. W ich miejsce wstawmy struny. Rzeczywistość składa się z najmniej 10 wymiarów, z czego nam dane obserwować jest jedynie 3 oraz czas. Teoria strun zakłada, że cząsteczki nie ąs 0-wymiarowe lecz 1-wymiarowe.
Dzięki tej teorii łatwiej jest tłumaczyc niektóre zachowania cząsteczek i mechanikę kwantową, a przede wszystkim zasady względności Wszechświata.

Nie jesteśmy w stanie zaobserwować 6-7 spośród teoretycznie zakładanych przez teorię strun wymiarów, dlatego nie da się jej potwierdzić lub zaprzeczyć.

9. Czy istnieje porządek w chaosie?
Fizycy wciąż mają kłopot z rozwiązaniem teoretycznych równań dotyczących zachowania płynów i gazów. W przypadku równań Naviera-Strokesa nie wiadomo nawet, czy rozwiązania w ogóle istnieją, a jeśli – czy opisuą zachowanie płynów wszędzie, czy tylko w konkretnych warunkach. To sprawia, że tak trudno zrozumieć naturę chaosu, nie tylko teoretycznego. Bo czy turbulencję da się opisać matematycznie? Czy pogoda jest trudna do przewidzenia, a może po prostu nie da się jej przewidzieć?

W 2000 roku Instytut Matematyczny Claya ogłosił równania Naviera-Stokesa jednym z siedmiu problemów milenijnych matematyki i zaoferował 1 000 000 dolarów nagrody za podanie rozwiązania lub kontrprzykładu.

10. Czy siły Wszechświata łączą się w jedno?
W kosmosie działają cztery podstawowe siły: elektromagentyczna, siła oddziaływań silnych, siła oddziaływań słabych oraz grawitacja. Fizykom udało się potwierdzić, że jeśli odpowiednio “podkręcimy” poziom energii trzy spośród nich mogą stać się jedną siłą. W zaobserwowaniu tego pomogły akceleratory cząsteczek. Czy da się połączyć wszystkie cztery? Teoretycy tego nie wykluczają, jednak na razie nie udało się tego dokonać. Potrzeba by było do tego urządzenia co najmniej kwintylion razy silniejszego niż Wielki Zderzacz Hadronów.

11. Co się dzieje w czarnej dziurze?
Czarne dziury rozpalają naszą wyobraźnię od wielu lat. To, co dzieje się w ich wnętrzach próbowały wyjaśniać niezliczone ilości filmów, seriali i opowiadań. Niestety wszystko oparte jest na domysłach lub wyobraźni autorów. Siła grawitacji czarnej dziury jest tak silna, że cokolwiek wrzucone do jej wnętrza jest dla nas praktycznie nie do odzyskania. Fizyka kwantowa zakłada jednak, że informacja kwantowa nie może zostać zniszczona. Nie oferuje ona konkretnej wartości zero-jedynkowej, tylko najprawdopodobniejsze wartości dla danego układu. Jej zastosowanie pozwala na przykład określić jak zaczęło się dane zjawisko, gdy znamy jego zakończenie. Czy zatem możemy w ten sposób określić początek czarnej dziury? Niestety nie udało nam się dotąd zaobserwować kwantowej informacji, która mogłaby z niej pochodzić. Fizycy spekulują, że istnieje możliwość, że zostaje ona zachowana gdzieś na obrzeżach tego zjawiska i możnaby ją stamtąd pozyskać.

12. Czy istnieją nagie osobliwości?
Osobliwość to punkt lub linia, gdzie przyspieszenie grawitacyjne lub gęstość materii są nieskończone. Według teorii właśnie taka miała znajdować się we wnętrzu Wielkiego Wybuchu na samym jego początku. Osobliwości mają znajdować się także w centrach czarnych dziur, jednak zasłaniają je przed obserwatorami horyzonty zdarzeń, którym nie jest w stanie uciec nawet światło. Czy istnieje możliwość obserwowania osobliwości w pełni odsłoniętej? Taka możliwość z pewnością przyniosła by nam wiele odpowiedzi na pytania zadawane przez fizyków.

13. Złamanie zasady parzystości
Jeśli zamienisz cząsteczkę z jej odpowiednikiem z antymaterii prawa fizyki nie powinny ulec zmianie. Na przykład proton z ładunkiem + powinien wyglądać identycznie jak ten z -. To zasada parzystości, jeśli zamienisz lewą stronę z prawą i odwrotnie, prawa fizyki powinny się zgadzać – w ramach symetrii parzystości. Problem w tym, że zdarzają się sytuacje, gdy tak nie jest. Istnieją teoretyczne wytłumaczenia tego zjawiska, niektórzy fizycy proponują nawet wprowadzenie wielkości “dziwności”, która pomoże ubrać to w jakieś zasady. Na razie nie mamy pojęcia jak dokładnie wyjaśnić to zjawisko.

14. Kiedy fale dźwiękowe emitują światło
Sonoluminescencja, słyszeliście o niej? Wystarczy wziąć odrobinę wody i potraktować ją falami dźwiękowymi. Powstaną bąbelki, które zaczną się szybko zapadać ze względu na różnice ciśnień. W momencie zapadania się bąbelki emitują światło. Zjawisko zachodzi w ułamku sekundy. Problem w tym, że nie udało się jeszcze ustalić co tak naprawdę jest źródłem światła. Może temperatura wewnątrz bąbelka, może fuzja jądrowa, nie ma jednak jednego spójnego wytłumaczenia.

15. Co leży poza Modelem Standardowym
Model Standardowy to jedna z najmocniejszych teorii fizycznych, opisująca trzy z czterech podstawowych działań (nie opisuje grawitacji) oraz zachowanie cząsteczek. Jednak nie wyjaśnia wszystkiego.

Owszem, udało mu się przewidzieć jeszcze przed odkryciem bozon Higgsa, czy bozony W i Z, a nawet kwarki. Jednak większość fizyków mówi, że nie jest to pełny opis świata. Jego konkurentem pozostaje teoria strun, jednak o tej pory nie zostało to zweryfikowane.

16. Stałe bezwymiarowe
Fizyk Eyvind H. Wichmann twierdził, że naprawdę fundamentalne stałe są bezwymiarowe, gdyż jednostki zależą od wymiarów człowieka. W przeciwieństwie do prędkości światła, którą można podać w milach czy metrach na godzinę lub sekundę, tutaj nie mamy żadnych jednostek. W Modelu Standardowym zdaje się ich być około 25.

Przykładem jest oznaczana literą alfa siła rządząca oddziaływaniami magnetycznymi – wynosi 0,007297. Gdyby liczba ta była inna, żadna materia nie mogłaby istnieć. Kolejna tego typu zagadka to stosunek masy kwarków, elektronów do masy Plancka. Dlaczego ta stała ma taką, a nie inną wartość? Wiemy tylko tylke, że gdyby te stałe różniły się o ułamek – nie byłoby nas – a jednak nie umiemy wytłumaczyć dlaczego mają właśnie takie, a nie inne wartości.

17. Co to tak naprawdę jest ta grawitacja?
Wszyscy ją znamy, bierzemy za pewnik. No dobrze, ale pójźdmy głębiej – czym tak naprawdę jest? Elektromagnetyczność to wymiana fotonów. Oddziaływanie słabe odbywa się za pomocą bozonów W i Z, a silne dzięki kwarkom, antykwarkom i gluonom.

Z grawitacją jest jednak problem. Większość teorii mówi, że powinny za nią odpowiadać pozbawione masy cząsteczki zwane grawitonami. Tylko, że jak dotąd nikt ich nie znalazł. Nie wiadomo też jak zbudować ich wykrywacz, bo jeśli w ogóle wchodzą z interakcję z materią to robią to naprawdę rzadko, tak rzadko, że nie da się ich odróżnić od zwyczajnych zakłóceń tła. Nie wiadomo nawet czy naprawdę są pozbawione masy. Teoria strun uważa, że grawitony są zamkniętymi pętlami energii, ale matematyka tego nie potwierdziła.

18. Czy żyjemy w fałszywej próżni?
Wszechświat jest relatywnie stabilny, w końcu jest już około 13,8 miliardów lat. Ale co, jeśli to wszystko jest po prostu jednym wielkim kosmicznym... wypadkiem?

Wszystko zaczyna się od bozonu Higgsa oraz kosmicznej próżni. W próżni nie powinno być niczego, null i kropka. A jednak przez bozon Higgsa powstaje tam pole Higgsa, które daje wszystkiemu masę. Alexander Kusenko tłumaczył na łamach pisma Physics, że stan energetyczny próżni można zmierzyć.

Jak dotąd wszystko wskazuje na to, że próżnia nie ma najniższego możliwego stanu energetycznego – zatem jest próżnią fałszywą. Jeśli to prawda, Wszechświat można wytrącić ze stabilności za pomocą bardzo wysokoenergetycznego zjawiska. Wtedy doszłoby do czegoś, co określa się mianem nukleacji bąbelkowej. We Wszechświecie powstałaby bańka przestrzeni o niższym poziomie energetycznym, która zaczęłaby się rozszerzać z prędkością światła pochłaniając wszystko po drodze. Nic by nie przetrwało, nawet materia sama w sobie. W efekcie powstałby nowy Wszechświat z zupełnie innymi prawami fizyki. Brzmi to straszliwie, ale skoro rzeczywistość istnieje, to chyba nie ma czym się martwić. Z drugiej strony może powstaliśmy dzięki takiemu wypadkowi, który mógł zajść wewnątrz potężnego akceleratora cząsteczek?

Źródło: http://www.focus.pl/artykul/18-zagadek- ... -rozwiazac

Obrazek
Obrazek
Obrazek
Obrazek
Obrazek
Obrazek
Re: 18 zagadek fizyki, które dopiero trzeba będzie rozwiązać Przeczytane przez: 0 osoby    Napisane: czwartek, 7 gru 2017, 12:43
ŻyczliwySceptyk
Avatar użytkownika
reputacja poprawna
Orbita urana
Ostatnio widziany(a):
piątek, 15 gru 2017, 16:31
 
   
+1
Są też bardziej przyziemne, np. nikt nie wie, dlaczego gorąca woda zamarza szybciej, niż zimna.
Jest to tak zwany efektu Mpemby - ucznia tanzańskiego liceum, który go zauważył.
Zjawisko znane od 50 lat ciągle niewyjaśnione...

--------------------------------------------------------------------------------------------------
Wątpliwość nie jest przyjemnym stanem umysłu, lecz pewność jest śmiesznym.
(Voltaire)
Strona 1 z 1 [ Posty: 2 ] Utwórz nowy wątek   Odpowiedz w wątku  

POKŁAD KAJUT TEMATYCZNYCH Wszechświat i Kosmos

Nie możesz rozpoczynać nowych wątków
Nie możesz odpowiadać w wątkach
Nie możesz edytować swoich postów
Nie możesz usuwać swoich postów
Nie możesz dodawać załączników
Skocz do:  
Szukaj:
Wyświetl posty nie starsze niż: Sortuj wg


wysyłanie...czekaj...


Powered by phpBB © 2002, 2006 phpBB Group
upgraded by szczyglis /2017/ v. 3.12 | 08.12.2017 [ Dziennik zmian ]
Przyjazne użytkownikom polskie wsparcie phpBB3 - phpBB3.PL
Strefa czasowa: UTC + 1
[ Time : 2.140s | 29 Queries | GZIP : Off ]