Рубрика «материя» - 2

Не наблюдавшаяся ранее разновидность радиоактивности может объяснить, почему существует материя – включая и людей. Команда физиков запускает эксперимент по поиску необычного явления

image

Когда Вселенная сформировалась порядка 13,7 млрд лет назад, согласно современным теориям материя и её странный родственник, антиматерия, во время Большого взрыва должны были появиться в равных количествах. Физикам известно, что когда две этих сущности вступают в контакт, они аннигилируют. Но в таком случае в космосе не было бы ничего кроме фотонов и нейтрино. И, тем не менее, мы существуем. Расчёты показывают, что материи оказалось немного больше, чем антиматерии – но почему?
Читать полностью »

image

Природа сознания – уникальная загадка среди всех тайн науки. Нейробиологи не просто не могут дать фундаментального объяснения тому, каким образом оно появляется из физических состояний мозга – мы даже не уверены, что мы когда-нибудь сможем это объяснить. Астрономам интересно, что есть тёмная материя, геологи ищут истоки жизни, биологи пытаются понять рак – и это всё, разумеется, сложные задачи, но, по крайней мере, мы более-менее представляем себе, в каком направлении нам нужно копать, и у нас есть грубые концепции того, как должны выглядеть их решения. А наше собственное «я», с другой стороны, лежит за пределами традиционных научных методов. Вслед за философом Дэвидом Чалмерсом, мы называем его "трудной проблемой сознания".

Но, возможно, сознание – не одна такая уникальная по сложности задача. Философы науки, Готфрид Лейбниц и Иммануил Кант, сражались не с такой известной, но с настолько же сложной задачей, как материя. Что есть по сути физическая материя, если отвлечься от математических структур, описываемых физикой? И эта проблема, судя по всему, лежит за пределами традиционных научных методов, поскольку мы можем лишь наблюдать воздействие материи, но не её сущность – «ПО» Вселенной, но не её «железо». На первый взгляд эти проблемы кажутся совершенно отдельными. Но если приглядеться, окажется, что они глубоко связаны между собой.
Читать полностью »

Я верю, что у природы есть стабильные законы красоты и полезности. Весна сажает, осень собирает, и так до конца времён.
— Роберт Браунинг

Как и всё остальное, что есть во Вселенной – галактики, звёзды, планеты – люди состоят из атомов.

Насколько стабильно вещество, из которого мы состоим? - 1

И так же, как у галактик, звёзд и планет, более 99,9% массы вашего тела состоит не просто из атомов, а из атомных ядер.
Читать полностью »

Что происходило, когда всё было настолько горячее, что материя и антиматерия образовывались спонтанно?

Из специальной теории относительности вытекает, что масса и энергия являются разными проявлениями одного и того же – концепция, среднему уму незнакомая.
— Альберт Эйнштейн

Каждую неделю у вас есть возможность отправлять вопросы и пожелания, чтобы стать звездой нашей ежедневной колонки. На этой неделе мы переносимся на самые ранние стадии Большого взрыва благодаря Уэйну Кингу, который спрашивает:

Есть период, о котором мы знаем немного, это период аннигиляции частиц и античастиц. Было ли это “материей” в смысле протонов и позитронов? И что случилось с нейтронами? Или это была какая-то форма уплотнённой энергии из области квантовой хромодинамики? Как она появлялась? Оставалось ли что-либо в процессе аннигиляции? Сколько энергии выделялось, и куда она делась?
Большинство авторов просто ограничиваются общими отписками, описывая эту тему.

О чём же толкует Уэйн? Начнём с сегодняшнего состояния Вселенной, и нажмём «перемотку» назад.

Спросите Итана №76: очень ранняя Вселенная - 1

Сегодняшняя Вселенная заполнена звёздами, связанными в гигантские галактические структуры, и на больших масштабах – в группы, кластеры и пересекающиеся нити. В той части, что можем наблюдать мы, существует не менее сотен миллиардов галактик, разбросанных на расстояниях в десятки миллиардов световых лет.

Но как Вселенная стала такой? Она расширялась из более плотного, сжатого, однородного и горячего состояния. Сейчас всё так далеко разбросано, поскольку Вселенная расширялась очень долго.
Читать полностью »

При расширении Вселенной излучение растягивается, и длины волн увеличиваются – но что происходит с материей?

Медленно растущее дерево приносит лучшие плоды
— Мольер

Сегодня конец недели, и поэтому мы, просмотрев ваши вопросы, выбрали один, который получит ответ в нашей колонке. Спрашивает Андрей Новак:

Теория Большого взрыва утверждает, что при расширении пространства-времени свет смещается в область увеличения длин волн. А влияет ли это расширение на частицы материи? Ведь их размер конечен.

Удивительный вопрос, если задуматься.

Спросите Итана №64: что происходит с материей при расширении Вселенной? - 1

С одной стороны, удивительная история, начавшаяся в нашей Вселенной около 13,8 миллиардов лет назад, продолжает развиваться. Вся материя во Вселенной, во всех её формах, была в горячем и плотном состоянии, и расширялась. Она расширялась не так, как это происходит у фрагментов взрыва, но как тесто, подходящее в печи.

Если вы представите все частички материи в виде атомов хлеба, вы начнёте понимать, как работает расширение Вселенной.
Читать полностью »

Читатель спрашивает:

Я задавал этот вопрос моему учителю по оптике в университете 5 лет назад, но он мне не ответил. Мы тогда изучали лазеры и оптический резонатор. Мне стало интересно, сколько фотонов можно закачать в резонатор? Есть ли ограничение по их плотности? Что произойдёт, если превысить этот лимит?

Начнём с начала – с атома.

image

Атом, как вы можете знать – позитивно заряженное ядро и несколько электронов, находящихся вокруг него. Электроны могут находиться в ограниченном количестве различных конфигураций, только одна из которых самая оптимальная и стабильная: состояние с наименьшей энергией.

image

Если возбудить атом нужным образом, его электронная конфигурация изменится и может перейти на уровень с более высокой энергией, т.е. в возбуждённое состояние. При прочих равных это состояние спонтанно выродится обратно в стабильное – либо сразу, либо ступенчатым образом. При этом будет испущен фотон (или фотоны) строго определённой энергии.
Читать полностью »


https://ajax.googleapis.com/ajax/libs/jquery/3.4.1/jquery.min.js