Новое исследование американских физиков-теоретиков может перевернуть все, что мы знаем о Вселенной.
Вселенная состоит из скоплений миллиардов галактик, соединенных между собой в единую сеть космическую паутину. Но как она устроена на более глубинном уровне? Новая теория, выдвинутая двумя физиками-теоретиками из Университета штата Северная Каролина гласит, что ни частиц ни волн не существует. Все, что есть это фрагменты энергии, строительные блоки нашей Вселенной. В основе теории лежит основополагающая идея о том, что энергия всегда течет через пространство и время. По этой причине авторы исследования предлагают думать об энергии как о линиях, которые входят и выходят из области пространства, никогда не пересекаются друг с другом и не имеют ни начала, ни конца. Отметим, что новая теория противоречит Общей теории относительности Эйнштена (ОТО), которая, несмотря на недостатки, является самой точной на сегодняшний день физической теорией, описывающей устройство Вселенной.
В 4 веке до нашей эры древнегреческий философ Аристотель сформулировал идею о том, что Вселенная состоит из пяти строительных блоков материи: земли, воды, воздуха, огня и небесного эфира. Эта идея оставалась популярной более 2000 лет и не давала покоя нескольким поколениям алхимиков, которые пытались разбогатеть, превращая землю в золото. Их безуспешные попытки продолжались до тех пор, пока химик Роберт Бойль не отказался от классических элементов в пользу идеи о том, что вся материя состоит из частиц. Интересно, что идея Бойля в результате привела к одному из самых взрывоопасных периодов в истории науки, включая формулировку классической механики сэром Исааком Ньютоном.
Триумф физики частиц продолжался до тех пор, пока шотландский ученый Джеймс Максвелл не ввел в свои уравнения электромагнитные волны. Вместе частицы и волны стали известными строительными блоками всей материи. Частицы служили отдельными кирпичиками, как материя, существующая в одной точке пространства. Электромагнитные волны составляли своего рода раствор, удерживающий все это вместе, словно энергия, рассеивающаяся повсюду в пространстве подобно волнам.
Согласно новой теории ни частиц ни волн не существует.
Это интересно:
Почему квантовая физика сродни магии?
Как пишет The Conversation, разделение материи на частицы и волны облегчило предсказания для физиков, потому что они могли легко описать поведение частиц и волн. Но в физике ничего не дается легко, и теория быстро перевернулась с ног на голову.
В начале XX-го века знаменитый двухщелевой эксперимент показал, что частицы и волны не так сильно отличаются друг от друга. Эксперимент показал, что частицы иногда могут вести себя как волны, а свет иногда ведет себя как частицы. В 1915 году Альберт Эйнштейн сформулировал Общую теорию относительности (ОТО), которая объясняет гравитацию, основываясь на способности пространства искривляться. Вместе все эти открытия сформировали курс современной физики, но связь между этими ними по-прежнему остается неясной.
«Используя новые математические инструменты, мы продемонстрировали новую теорию, которая может точно описать Вселенную. Вместо того чтобы основывать теорию на искривлении пространства и времени, мы предположили, что может существовать строительный блок, который является более фундаментальным, чем частица и волна», пишет соавтор исследования Ларри Сильверберг, профессор механики и аэрокосмической техники в Университете Северной Каролины.
Он и его коллега Джеффри Эйшен сочли фрагмент энергии отличным кандидатом на роль искомого строительного блока Вселенной, обладающего свойствами и частиц и волн. Авторы исследования, которое пока что не прошло экспертную оценку и не опубликовано в научном журнале, отмечают, что фрагмент энергии очень похож на звезды в далекой галактике: издалека галактика выглядит как яркое пятнышко света, излучающегося наружу. Но при ближайшем рассмотрении астрономы могут определить отдельные звезды, составляющие галактику. Фрагмент энергии, по словам ученых, представляет собой концентрацию энергии, которая течет и рассеивается наружу, прочь от центра.
Космический телескоп Hubble наблюдает за тем, как формируются звезды в далеких галактиках.
Введя фрагмент энергии в вычисления, физики сформулировали новый набор уравнений для решения физических задач. Свою теорию исследователи решили проверить на двух задачах, в свое время решенных Альбертом Эйнштейном.
Еще больше увлекательных статей о последних открытиях в
области физики и высоких технологий вы найдете на нашем канале
в Яндекс.Дзен. Там регулярно выходят статьи, которых нет на
сайте.
Эйнштейн точно предсказал, что искривление пространства-времени массой Солнца заставит орбиту Меркурия со временем колебаться. Отметим, что ОТО была подтверждена двумя наблюдениями, сделанными астрономами. Первым был крошечный ежегодный сдвиг орбиты Меркурия, предсказанный великим физиком. Второй изгиб света, когда Меркурий проходит через искривленное пространство-время вблизи Солнца.
«Если бы у нашей новой теории был шанс заменить частицу и волну предположительно более фундаментальным фрагментом, мы должны были бы решить эти проблемы с помощью нашей теории», пишет Сильверберг.
Вот так выглядит орбитальная прецессия явление, при котором ось вращения тела меняет направление в пространстве под действием момента внешней силы.
Чтобы решить проблему Меркурия, Сильверберг и Эйшен смоделировали Солнце как массивный фрагмент энергии, а Меркурий как меньший фрагмент энергии, вращающийся вокруг него. В задаче об изгибе света Солнце моделировалось одинаково, но свет моделировался как безмассовая точка, движущаяся со скоростью света (фотон). После вычисления траекторий движущихся фрагментов энергии исследователи получили те же ответы, что и Эйнштейн. Любопытно, не так ли?
Полученные решения показывают, насколько эффективным может оказаться фрагмент энергии при моделировании поведения материи от микро-до макроскопического масштаба. Хотя формулировка ученых пока не способна произвести революции в физике, их теория может позволить иначе взглянуть на Вселенную.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Впервые физики использовали лазерный свет (фиолетовый) для охлаждения антиматерии. Серые линии показывают движение атома антиводорода до охлаждения; синие-после.
Пока мы с вами заняты повседневными делами, ученые в ЦЕРН охлаждают почти до абсо
Мюонное кольцо g-2 в Национальной ускорительной лаборатории имени Энрико Ферми (Fermilab, США), работает при температуре минус 450 градусов по Фаренгейту и изучает колебания мюонов при прохождении через магнитное поле.
Вот и наступил д
Мюонное кольцо g-2 в Национальной ускорительной лаборатории имени Энрико Ферми (Fermilab, США), работает при температуре минус 450 градусов по Фаренгейту и изучает колебания мюонов при прохождении через магнитное поле.
Вот и наступил д
Вот уже два десятилетия физики знают, что наша Вселенная расширяется с ускорением.
Подобно тесту с изюмом, поднимающимся в разгоряченной печи, в наблюдаемом пространстве (то есть Вселенной) галактики и даже целые скопления разлетаются дру
Из клеток лягушачьей кожи был создан микроскопический живой робот, способный исцелять и питать себя.
В январе 2020 года исследователи из Университета Тафтса и Университета Вермонта разработали метод создания крошечных биологических машин из
Чего только не обнаружишь в Большом адронном коллайдере.
В 2008 году в Европе состоялся запуск гигантского ускорителя заряженных частиц Большого адронного коллайдера (БАК). Тогда казалось, что мир словно сошел с ума. Но не от радости за достиж
Эффект Доплера является неотъемлемой частью современных теорий о начале Вселенной.
В 1842 году физик и математик Кристиан Доплер обнаружил, что если источник звука и наблюдатель движутся друг относительно друга, частота звука, воспринимаем
C момента своего рождения наша Вселенная расширяется со все возрастающей скоростью.
Немногим больше ста лет назад никто на нашей планете не знал, что Вселенная расширяется. Но несмотря на все беды и несчастья, которые ХХ век принес ч
Существуют веские причины, по которым ученые считают, что в космосе существует материя, которую мы не видим.
Земля слухами полнится. Так, время от времени на просторах всемирной паутины можно встретить статьи о том, что «таинственную
Кадр из сериала «Черное зеркало», эпизод Playtest.
В одной из серий мультсериала «Рик и Морти» один из главных героев, будучи похищенным инопланетянами, попадает в ультра-высокотехнологичную компьютерную симуляцию и не замечает этого, продолжа
Пока, 2020!
2020 год оказался полон удивительных открытий. Самым большим достижением современной науки в 2020 году, безусловно, является рекордно быстрая разработка эффективных вакцин против COVID-19. Это самый настоящий подвиг исследователе
Если параллельные реальности существуют, то как сильно отличаются от нашей?
Как думаете, существует ли параллельная вселенная? Или их мно
Впервые физики использовали лазерный свет (фиолетовый) для охлаждения антиматерии. Серые линии показывают движение атома антиводорода до охлаждения; синие-после.
Пока мы с вами заняты повседневными делами, ученые в ЦЕРН охлаждают почти до абсо
Мюонное кольцо g-2 в Национальной ускорительной лаборатории имени Энрико Ферми (Fermilab, США), работает при температуре минус 450 градусов по Фаренгейту и изучает колебания мюонов при прохождении через магнитное поле.
Вот и наступил д
Мюонное кольцо g-2 в Национальной ускорительной лаборатории имени Энрико Ферми (Fermilab, США), работает при температуре минус 450 градусов по Фаренгейту и изучает колебания мюонов при прохождении через магнитное поле.
Вот и наступил д
Чего только не обнаружишь в Большом адронном коллайдере.
В 2008 году в Европе состоялся запуск гигантского ускорителя заряженных частиц Большого адронного коллайдера (БАК). Тогда казалось, что мир словно сошел с ума. Но не от радости за достиж
Мы воспринимаем гравитацию, как силу, которая «притягивает» к себе объекты. Но так ли это?
Считается, что гравитация ответственна за все происходящее в нашей Вселенной от падения яблока на голову Исаака Ньютона, до вращения сверхмассивн
Результаты новых исследований показывают, что проходимые червоточины могут быть чем-то большим, чем истории из научной фантастики.
Недавно были опубликованы сразу два отдельных исследования, которые предлагают новые теории построения прохо
Впервые физики использовали лазерный свет (фиолетовый) для охлаждения антиматерии. Серые линии показывают движение атома антиводорода до охлаждения; синие-после.
Пока мы с вами заняты повседневными делами, ученые в ЦЕРН охлаждают почти до абсо
Сотрудники службы безопасности в полном защитном снаряжении у здания полевого госпиталя скорой помощи Лейженшань в Ухане, Китай, в апреле прошлого года.
Ну что, кажется давненько тут не было новостей о коронавирусе, так что исправляем с
Один из миллионов: ДНК-не единственная генетическая молекула
Согласно результатам нового исследования, миллионы возможных химических соединений могут быть использованы для хранения генетической информации. Более того, ученые предполагают, что
В прошлом году мальчик из города Духок, в Ираке, перенес операцию по удалению двух лишних мужских половых органов.
Чего только в мире не происходит в прошлом году в Ираке родился мальчик с первым зарегистрированным в истории случаем трифалли
Несмотря на то, что высадка на Луну состоялась в 1968 году, сегодня тысячи людей по всему миру не верят, что люди и правда были на Луне.
Жители Древнего Рима распространяли теории заговора, царапая граффити на городских стенах. В 1307 году
Возможно в будущем мы навсегда забудем о зубных имплантах.
Представьте, что после визита к стоматологу и удаления одного из 32 зубов, вместо установки коронок, мостов и имплантов потерянный зуб просто снова вырастает. Согласитесь, будь это во
