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.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Квантовая гравитация, пожалуй, самая неприятная проблема, с которой сталкивается современная физика. У нас есть две чрезвычайно эффективные теории Вселенной: квантовая физика и общая теория относительности.
Мы не так часто об этом задумываемся и
На фото: человек в инвертоскопе. О том, что это такое, вы узнаете чуть ниже
Современные ученые проводят научные эксперименты только на лабораторных животных. Некоторые из опытов чрезвычайно жестоки, но такие работы сильно дви
Физики сделали первое в истории изображение кристалла Вигнера странного материала с ячеистым рисунком внутри другого материала, полностью состоящего из электронов.
Наша планета удивительна. Жизнь на ней настолько разнообразна, что существует мно
0
5 октября Нобелевский комитет определил лауреатов премии 2021 года
по физике.
Каждый год СМИ сообщают о вручении той или иной Нобелевской премии в одной из пяти научных областей. Эти новости (знаю по себе) обычно остаются незамече
Кристалл времени новая фаза материи, которую физики пытались реализовать в течение многих лет
О чем вы думаете когда слышите о кристаллах времени? Мне сразу представляется что-то наподобие тессеракта из мультивселенной Марвел
Согласно Многомировой интерпретации квантовой механики, существует множество миров, расположившихся параллельно в том же пространстве и времени, что и наш с вами дом
Ну что, поговорим немного о квантовой механике? Согласна, довольно сложн
Квантовая гравитация, пожалуй, самая неприятная проблема, с которой сталкивается современная физика. У нас есть две чрезвычайно эффективные теории Вселенной: квантовая физика и общая теория относительности.
Мы не так часто об этом задумываемся и
Теория Большого взрыва гласит, что Вселенная возникла из одной невообразимо горячей и плотной точки под названием сингулярность более 13 миллиардов лет назад. Это произошло не в уже существующем пространстве. Скорее, это инициировало расширение и охлаждение
Таинственные сигналы, улавливаемые новым детектором гравитационных волн порождают множество вопросов
100 лет назад Альберт Эйнштейн впервые предположил, что на просторах Вселенной существует так называемая рябь рябь пространства-времени или г
Исследователи создали целую виртуальную Вселенную, и ее можно скачать
Астрономия, будучи наукой, изучающей Вселенную, способна поразить вообр
Наш мир намного больше и сложнее, чем мы можем себе представить. Но шанс разгадать фундаментальные тайны Вселенной у нас есть.
Физическая реальность может быть гораздо более обширной, чем просто участок пространства времени, который мы
С помощью процесса Брейта-Уилера чистый
свет потенциально можно преобразовать в материю.
«Мы живем на ничем не примечательной планете, которая вращается вокруг ничем не примечательной звезды. Но у нас есть шанс познать Вселенную», так г
Физики сделали первое в истории изображение кристалла Вигнера странного материала с ячеистым рисунком внутри другого материала, полностью состоящего из электронов.
Наша планета удивительна. Жизнь на ней настолько разнообразна, что существует мно
Черная дыра область в пространстве-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что даже фотоны не света не могут ее покинуть.
Миром правят идеи. Яблоко, упавшее на голову Исаака Ньютона, навело его на мысль о создании теор
0
5 октября Нобелевский комитет определил лауреатов премии 2021 года
по физике.
Каждый год СМИ сообщают о вручении той или иной Нобелевской премии в одной из пяти научных областей. Эти новости (знаю по себе) обычно остаются незамече
Теория Большого взрыва гласит, что Вселенная возникла из одной невообразимо горячей и плотной точки под названием сингулярность более 13 миллиардов лет назад. Это произошло не в уже существующем пространстве. Скорее, это инициировало расширение и охлаждение
Кристалл времени новая фаза материи, которую физики пытались реализовать в течение многих лет
О чем вы думаете когда слышите о кристаллах времени? Мне сразу представляется что-то наподобие тессеракта из мультивселенной Марвел
Согласно Многомировой интерпретации квантовой механики, существует множество миров, расположившихся параллельно в том же пространстве и времени, что и наш с вами дом
Ну что, поговорим немного о квантовой механике? Согласна, довольно сложн
Зависимости бывают разные. И большинство из нас им подвержены.
Как думаете, зависит ли ваша жизнь и восприятие окружающего мира от социальных сетей? Я помню времена, когда ссылки на социальные сети стали появляться в выпусках новостей
Ученые обнаруживают все больше необычных сигналов, исходящих из самого сердца Млечного Пути
В начале 2020 года команда астрономов обнаружила необычный радиосигнал, исходящий откуда-то из центра нашей галактики. Сигнал мигал то появляясь
Китайские ученые обнаружили окаменелость морского скорпиона, который жил за 200 миллионов лет до появления динозавров
На юге Китая в автономном уезде Сюшань китайские палеонтологи нашли окаменелости Terropterus xiushanensis, крупного морского ск
Ученые выяснили, что потребление продуктов из цельных зерен ржи способствует потере лишнего веса
Для избавления от лишнего веса существует тысячи всевозможных диет и различных способов. Одни из них весьма популярные, так как действительно помогаю
Новые штаммы коронавируса более заразные чем вариант Дельта
Ну как вам осень, нравится? Погода, в целом, отличная, да и деревья радуют глаз. Единственное, что лично меня не радует этой осенью, так это коронавирус. Поясню. Недавно зайдя в апт
Ученые выяснили, что иммунный опыт способен передаваться по наследству
Как известно, иммунитет бывает двух видов врожденный и приобретенный. Врожденный считается ключевым, который обеспечивает первую линию обороны в нашем организме, защищая
