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.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
По мнению многих ученых нефть является возобновляемым ресурсом.
Как бы человечество не стремилось к альтернативным источникам энергии, найти полноценную замену углеводородам пока не удалось. По доступности и эффективности им нет к
Тепловой купол приводит к нагреву воздуха до экстремально высоких температур.
Последние несколько недель практически ни одна сводка новостей не обходится без репортажа об аномально жарком лете, которое во многих странах побило температурные
Когда механизм деления клеток дает сбой, они начинают неконтролируемо разрастаться, что и приводит к злокачественным опухолям.
Пандемия COVID-19 привлекла внимание ученых и медиков к мРНК-вакцинам. Как выяснилось, они способны не только защитить от
Экономист по сельскому хозяйству Томас Даум утверждает, что тяжелая роботизированная техника приведет человечество к экологической антиутопии.
Робототехника уже сейчас изменяет агросферу, а в будущем ее влияние будет только усиливаться. По мнен
По предварительной информации индийских медиков, новый штамм более заразный и устойчивый к вакцинам
Не успел мир оправиться от штамма коронавируса Дельта, как стала распространяться новая его мутация Дельта Плюс. Впервые о ней заговорили в Инд
Температура на планете продолжает расти. Это может привести к катастрофическим последствиям.
Глобальное потепление климата последние несколько лет стало одной из самых обсуждаемых тем, о которой говорят климатологии, поли
Жизнь в Млечном Пути точно есть? Можно ли это узнать?
Пока население планеты растет, а миллиардеры реализуют планы по колонизации других миров (когда нас будет 11 миллиардов, а по оценкам это произойдет уже к 2100 году, не все захотят те
Сотни загадочных быстрых радиовсплесков были обнаружены в космосе благодаря канадскому телескопу и международной группе исследователей.
Впервые быстро исчезающие радиовсплески ученые наблюдали еще в 2007 году. Последующее десятилетия иссле
Исследователи создали самую большую в истории карту темной материи невидимого вещества, на долю которого, как считается, приходится 80 процентов всей материи во Вселенной.
В течение десятилетий астрономы подозревали, что во Вселенной бо
Исследование Института Нильса Бора раскрывает новые подробности того, что произошло в первые микросекунды после Большого взрыва
Исследователи из Копенгагенского университета выяснили, что произошло с определенным видом плазмы самой первой
Наша Галактика быстро движется к массивной области космического пространства Великому аттрактору.
Хотя это может казаться неочевидным, галактики не просто случайным образом распределены во Вселенной. Вместо этого они сгруппированы в бо
Почему во Вселенной было больше материи, чем антиматерии? Ответ, по мнению физиков, может скрываться в частицах нейтрино
Наша крохотная голубая планета, как известно, вращается вокруг Солнца, которое, в свою очередь, движется со скоро
Результаты нового исследования показали,
что темная материя может быть скрыта в неизвестном
измерении.
За последние 30 лет физики использовали все имеющиеся в их распоряжении средства от мощных телескопов до гигантских подземных экспе
Может ли квантовая физика являться ключом к пониманию Вселенной?
Удивительная способность предков каждого из ныне живущих на планете людей к выживанию позволила нам с вами наслаждаться всеми благами и достижениями цивилизации. Но раз уж на
Перед вами электронная птихографическая реконструкция кристалла ортоскандата празеодима (PrScO3), увеличенная в 100 миллионов раз.
В 2018 году исследователи из Корнельского университета построили мощный детектор, который в сочетан
Темная материя не участвует в электромагнитном взаимодействии, а значит, не подлежит прямому наблюдению.
Совсем недавно, в 2014 году, астрофизики Лиза Рэндалл и Мэтью Рис из Гарвардского университета предположили, что самые большие гравитацио
Ух! Переда вами бозонный аналог перехода от конденсата Бозе-Эйнштейна к сверхтекучей жидкости Бардина-Купера-Шриффера в газе Ферми.
Автором нового исследования, опубликованное в журнале Nature, похоже удалось решить одну из самых важных задач
Конец света ближе, чем кажется.
Ну что, как вам 2021? Волны жары, наводнения, оползни, пожары и появление новых вариантов коронавируса рисуют по-настоящему апокалиптичную картину. Кажется, мир приближается то ли к всемирному потопу, т
Самой старой бутылке с письмом 132 года. О ней сейчас и поговорим
В 2018 году австралийка Тоня Иллман (Tonya Illman) гуляла по пляжу острова Ведж и заметила на поверхности воды старую бутылку. Прямо как в фильмах, внутри сосуда
Почему во Вселенной было больше материи, чем антиматерии? Ответ, по мнению физиков, может скрываться в частицах нейтрино
Наша крохотная голубая планета, как известно, вращается вокруг Солнца, которое, в свою очередь, движется со скоро
COVID и мозг: исследователи сосредоточены на том, как происходит повреждение
Второй год пандемии, думаю, наконец показал всем, насколько страшная и опасная болезнь COVID-19. Это не обычный грипп и даже не новый его штамм и уж тем более не о
Самое безжизненное место находится в Антарктиде
Земля единственная известная науке планета, где существует жизнь. Даже в самых неблагоприятных для проживания местах можно найти процветающие группировки бактерий. Например, в жерл
Шаровая молния самое загадочное природное явление, которое до сих пор не имеет общепринятого научного объяснения
Шаровой молнией называют сгусток энергии, плавающей в воздухе в виде светящегося шара. По сей день это явление остае
