Materia curbează spaţiu-timpul, iar spaţiu-timpul curbat dictează mişcarea materiei în univers. credit: LIGO/T. Pyle
Puține idei din știința modernă ne-au remodelat înțelegerea realității mai profund decât spațiu-timpul — structura interconectată a spațiului și timpului, aflată în centrul teoriei relativității a lui Albert Einstein.
Spațiu-timpul este descris adesea ca „țesătura realității” (eng. fabric of reality). În unele relatări, această țesătură este văzută ca un „univers-bloc” fix, cu patru dimensiuni — o hartă completă a tuturor evenimentelor, trecute, prezente și viitoare.
Detectorul LIGO din Hanford, Washington, folosește lasere pentru a măsura extinderea microscopică a spațiului cauzată de undele gravitaționale. LIGO Laboratory
Oamenii de știință au detectat pentru prima dată ondulații în spațiu cunoscute sub numele de unde gravitaționale, provenite din contopirea a două găuri negre, în septembrie 2015. Această descoperire a marcat culminarea unei căutări de 100 de ani pentru a confirma una dintre predicțiile lui Einstein.
Doi ani după acest moment de cotitură în fizică, a venit o altă descoperire la sfârșit de vară, în august 2017: prima detectare de unde gravitaționale însoțite de unde electromagnetice provenite din contopirea a două stele neutronice.
David Wallace, fizician și autor al acestui articol, susține „viziunea decoerentă” asupra mecanicii cuantice - unde la nivel fundamental nu există nici probabilitate, nici colaps al funcției de undă - și în forma ei cea mai pură, interpretarea universurilor multiple a lui Hugh Everett III.
Fizicienii privesc de mult timp cu suspiciune „problema măsurării cuantice”: presupusa enigmă a felului în care putem înțelege mecanica cuantică. Toată lumea este de acord (nu-i așa?) asupra formalismului mecanicii cuantice; orice discuție suplimentară privind interpretarea acelui formalism poate părea doar vorbe goale. Iar celebra „interpretare a universurilor multiple” a lui Hugh Everett III pare și mai dubioasă decât altele: nu doar vorbe inutile, ci și universuri inutile. Nu-ți pierde vremea cu vorbe sau lumi; taci și calculează.
| GRAVITAȚIA | ELECTROMAGNETISMUL | FORȚA TARE | FORȚA SLABĂ |
Cel mai probabil surprinzător pentru cei nefamiliarizați cu subiectul, toate tipurile de schimbări cunoscute în univers pot fi explicate de doar patru forțe fundamentale.
Prima forță pe care fizicienii au ajuns să o înțeleagă a fost gravitația, care „atrage” orice lucru care are masă sau energie către alte obiecte cu masă sau energie.
Când nu pot dormi, îmi place să mă gândesc la unele mari probleme din fizică. Unele dintre ele le-am tot frământat în minte de zeci de ani. Așadar, iată topul meu personal cu zece paradoxuri și probleme nerezolvate din fizică.
În esență, fizicienii au păreri diferite cu privire la interpretarea corectă a mecanicii cuantice, teoria fizicii despre care Richard Feynman spunea că nimeni nu înțelege mecanica cuantică. După cum se observă, fizicienii moderni confirmă ce spunea Feynman la jumătătea secolului trecut :)
Revista Nature, la 100 de ani la nașterea teoriei mecanicii cuantice, a pus o serie de întrebări cu privire la mecanica cuantică unui grup de peste 15.000 de cercetători care au publicat recent lucrări în legătură cu mecanica cuantică. S-au primit peste 1.000 de răspunsuri, în special de la fizicieni.
Sinteza răspunsurilor acestora o puteți vedea în imaginea de mai jos.
Într-un articol anterior am făcut o introducere în teoria curentului electric, completând cu două videoclipuri explicative. În acest articol găsiți completarea din acele clipuri sub formă de text.
Imaginează-ți că ai un circuit uriaș format dintr-o baterie, un întrerupător, un bec și două fire, fiecare având 300.000 de kilometri lungime. Aceasta este distanța pe care o parcurge lumina într-o secundă. Deci, firele ar ajunge până la jumătatea drumului spre Lună și s-ar întoarce pentru a se conecta la bec, care se află la un metru distanță.
Acum, întrebarea este: după ce închid întrerupătorul, cât timp va trece până se aprinde becul? O jumătate de secundă, o secundă, două secunde, 1/c secunde sau niciuna dintre variante?
Gaură neagră - reprezentare artistică
Fizica este fascinantă. Dar nu e nici pe departe atât de misterioasă pe cât o face să pară presa de popularizare a științei. Astăzi vreau să demontez cele mai mari 10 mituri despre fizică. Vorbim despre: superpoziție, entropie, găuri negre, timp, viteza luminii și viteze superluminice, inseparabilitatea cuantică și energia întunecată.
Reprezentare cuantică a câmpurilor cuantice. Vibrația câmpului, când atinge o anume energie, devine ceea ce numim „particulă”
Într-un articol recent, faimosul fizician Carlo Rovelli vorbește despre patru interpretări ale mecanicii cuantice, una dintre aceste interpretări revenindu-i chiar acestuia. Pentru cei nefamiliarizați cu mecanica cuantică, puteți citi articolele noastre dedicate subiectului aici.
Iată pricipalele idei ale lui Rovelli:
Sonda Galileo
În vid, cum este cazul în spațiul cosmic, două bucăți de metal identic se pot suda pur și simplu, la contact. Acest fenomen se numește „sudură la rece”.
Deși astăzi găurile negre sunt o parte fundamentală a astrofizicii moderne, Albert Einstein nu a crezut că acestea ar putea exista în realitate.
Deși ecuațiile sale din 1915 permit în mod matematic formarea unei „singularități” – un punct în care densitatea devine infinită și legile fizicii cunoscute nu se mai aplică – Einstein a susținut constant că astfel de situații nu pot apărea în mod fizic, în universul real.
Fizica particulelor nu este, de fapt, despre particule și nici despre câmpuri, ci despre structură (relații, ce poate fi observat, cadrul matematic), crede filozoful Jonathan Bain într-un articol recent.
Câmp cuantic (reprezentare grafică). Vibrația câmpului, când atinge o anume energie, devine ceea ce numim „particulă”
În ciuda numelui, teoriile aflate în centrul fizicii moderne descriu o realitate în care ideea clasică de particule discrete, localizabile și numărabile se prăbușește, iar câmpurile nu stau nici ele mai bine.
A înțelege fizica particulelor înseamnă să renunți la aceste intuiții învechite și să accepți o viziune mai radicală: proprietățile pe care le asociem cu particulele sau câmpurile nu există în mod absolut, ci apar doar în anumite contexte (energii).
Ce stă, atunci, la baza realității? Nu obiectele, ci structura - relațiile, observabilele, cadrul matematic. Dacă există ceva fundamental, este posibil ca acel ceva să nu fie un „lucru” deloc.
Ce este cu adevărat spațiul gol? Probabil ai auzit unii fizicieni spunând că nici măcar spațiul gol nu este cu adevărat gol, că el conține ceva numit „fluctuații ale vidului” sau „energie a punctului zero” și că acestea au legătură cu constanta cosmologică.
Există și unii care cred că putem extrage această energie a vidului și că putem alimenta mașinării cu ea. Dar știi deja că asta nu funcționează – pentru că, dacă ar funcționa, cineva ar fi pus deja o taxă pe ea. Dar de ce, mai exact, nu funcționează?
Explozia bombei cu hidrogen Ivy Mike2
Recent, Israelul a vizat trei dintre principalele locații unde Iranul își derulează programul nuclear, Natanz, Isfahan și Fordow, ucigând mai mulți oameni de știință iranieni din domeniul nuclear. Locațiile acestor instalații sunt puternic fortificate și în mare parte subterane; rapoartele privind amploarea pagubelor sunt deocamdată contradictorii.
La Natanz și Fordow sunt instalațiile iraniene de îmbogățire a uraniului, iar de la Isfahan se furnizează materiile prime, așadar orice deteriorare a acestora ar limita capacitatea Iranului de a produce arme nucleare.
Dar ce înseamnă, mai exact, îmbogățirea uraniului și de ce generează îngrijorări?
În teoria prezentată în manualele de mecanică cuantică, o funcție de undă este atribuirea unui număr complex fiecărei configurații posibile a unui sistem.
Dacă apreciezi articolele SCIENTIA, sprijină site-ul cu o donație! |
Cumpără un exemplar printat!
Clic pe imagine pt. detalii.