Она знает о Вселенной то, чего не знаем мы, и готова поделиться открытиями и секретами в книге «Карта Вселенной: Главные идеи, которые объясняют устройство космоса». Так что данная теория "Вселенной Феникса" прогрессивна, и именно поэтому не будет принята научным сообществом. Международная команда физиков по итогам нового исследования предложила расширенную теорию о рождении Вселенной. Расширение Вселенной может быть вызвано загадочной формой материи, называемой «нечастицами», которая не подчиняется законам физики. Теория суперструн, популярным языком, представляет вселенную как совокупность вибрирующих нитей энергии – струн.
10 самых загадочных и необъяснимых тайн Вселенной
Теория расширяющейся Вселенной – один из столпов современной космологии – господствует в науке на протяжении последних ста лет. Исключительно простая теория всего. Алексеев с.с право азбука теория философия опыт комплексного исследования м 1999, м-теория вселенной для чайников. Своё видение устройства мироздания и как выглядит модель Вселенной, рассказывает известный российский учёный Плыкин В.Д. Оппонент этой теории астроном Фред Хойл в 1949 году назвал ее пренебрежительно «Большим взрывом» (Big Bang), однако определение закрепилось в науке. Она знает о Вселенной то, чего не знаем мы, и готова поделиться открытиями и секретами в книге «Карта Вселенной: Главные идеи, которые объясняют устройство космоса». Самые удивительные теории о Вселенной, которые поддерживаются многими представителями научного сообщества.
Стивен Хокинг возлагал надежды на «М-Теорию», чтобы полностью объяснить Вселенную
А в теории человек мог бы переместиться в другую Вселенную, если бы она существовала? Есть и другой «небольшой бонус» — это будет «теория всего»: элегантное универсальное уравнение, объясняющее устройство мира, ключ к пониманию Вселенной, о котором так мечтают ученые. Говоря нетехническим языком, M-теория дает представление об основной субстанции вселенной.
Новая теория: Вселенная могла начаться с темного Большого взрыва
М-теория является единственным кандидатом на законченную теорию Вселенной. Если теория струн и М-теория таки окажутся верными, то это будет главным достижением науки за последние 2000 лет, с тех самых пор, как древние греки начали поиски единой связной и целостной теории Вселенной. Научные теории о том, что может находиться за пределами Вселенной основаны, как правило, на предположениях, выводах из известных физических законов и математических моделях. В этой статье я максимально простым языком изложу 8 самых фундаментальных законов Вселенной. создать единую теорию поля или, попросту говоря, теорию всего, т.е. такую теорию, которая бы на фундаментальном уровне могла объяснить сущность мироздания и законы Вселенной.
10 самых загадочных и необъяснимых тайн Вселенной
Следующий этап развития теории суперструн — М-теория — насчитала уже одиннадцать размерностей. В статье рассказывается о Вселенной, теориях ее происхождения, свойствах. Об основных теориях смерти Вселенной рассказал главный научный сотрудник института ядерных исследований Дмитрий Горбунов. Если сложить две вселенные, наблюдаемую и не наблюдаемую, то получиться, что вселенная постоянно выворачивается, при этом имеет общий стабильные размеры во времени.
Мир нереален? Как ученый доказал, что наша Вселенная – всего лишь симуляция
Физик Макс Тегмарк о методах объяснения Вселенной, открытиях звезд и математических свойствах электронов. Она знает о Вселенной то, чего не знаем мы, и готова поделиться открытиями и секретами в книге «Карта Вселенной: Главные идеи, которые объясняют устройство космоса». Теория струн вселенной – способ представления пространства вселенной, состоящей из неких нитей, которые и называют струнами и бранами. В этой статье я максимально простым языком изложу 8 самых фундаментальных законов Вселенной. Самые удивительные теории о Вселенной, которые поддерживаются многими представителями научного сообщества. Что включает понятие «законы Вселенной» и какие из них оказывают сильное влияние на жизнь людей?
М теория вселенной для чайников. Теория струн
Позднее Рубин установила: чтобы теория соответствовала наблюдениям, темной материи в галактиках должно быть в шесть раз больше, чем видимого вещества. Что примечательно, она предпочла объяснить феномен через модифицированную механику Ньютона, а не через напрашивающуюся гипотезу о неизвестном виде субъядерных частиц, способных взаимодействовать с «нормальной» материей только посредством гравитации. Например, было выявлено её влияние на динамику системы двойных галактик и на формирование эллиптических галактик. Позднее оказалось, что тёмная материя искривляет свет, как и любые массивные небесные тела, то есть её можно обнаружить с помощью эффекта гравитационного линзирования. За идею тёмной материи ухватились и космологи, когда не сумели выявить предсказанную теорией неоднородность в реликтовом излучении. Введение в модель тяжёлых частиц, которые не взаимодействуют с обычным веществом, но создают сильное гравитационное поле, позволило объяснить возникновение сложных галактических структур.
Хотя в начале 1990-х годов неоднородность реликтового излучения всё-таки была выявлена при участии орбитальной обсерватории COBE Cosmic Background Explorer , к тому времени в существовании тёмной материи уже никто не сомневался. Так что ей попытались найти место в теории формирования Вселенной — и, конечно, нашли. Реликтовое излучение — это «остывший» свет горячей плазмы, который перестал взаимодействовать с космической средой, когда возраст Вселенной составлял всего 380 тысяч лет. В то время ее фоновая температура достигала 3000 К температура реликтового излучения сейчас — 2,7 К. Вещество тогда было распределено в основном равномерно, поэтому присутствие неоднородностей на карте реликтового излучения может очень много рассказать об эволюции нашего мира.
Понятно, что обычная и тёмная материя по-разному взаимодействуют с реликтовым излучением. Взаимодействие с ним обычной материи проявляется колебаниями в частотах акустического диапазона — они прекрасно видны на графиках, где показана зависимость температуры космической среды от плотности. Тёмная материя никак не влияет на температуру, но зато на два порядка «углубляет» гравитационные «колодцы». Анализ карты реликтового излучения показал, что в период «горячей» юности Вселенной соотношение масс тёмной материи и обычной равнялось пяти к одному. Так что эта теория сама по себе служит ещё одним доказательством существования тяжёлых частиц, не взаимодействующих с веществом.
Она же разрушает многочисленные модели, в которых тёмная материя ассоциируется с большими скоплениями астероидов, блуждающими планетами или погасшими звёздами, — ведь эта материя появилась раньше, чем даже примитивные галактики. Более того, если бы не тёмная материя, то, скорее всего, вещество всё ещё было бы достаточно равномерно распределено по космосу, не началось бы его «стягивание» в гравитационные «колодцы», не образовались бы звёзды, а за ними — протопланетные облака, планетные системы и так далее. При этом оказалось, что её даже можно увидеть!
Поскольку работа получается в результате упорядоченного движения молекул, энтропия также является мерой молекулярного беспорядка, или случайности, в системе. Не только физика, но и многие дисциплины нашли применение этой концепции, включая химию, биологию, изменение климата, социологию, экономику, теорию информации и даже бизнес. Но давайте остановимся на физике, а точнее, на фундаментальных законах термодинамики. Нулевой закон термодинамики - это закон теплового равновесия. Он гласит, что если две независимые системы находятся в тепловом равновесии с третьей системой, то они также находятся в тепловом равновесии друг с другом.
Это легко наблюдать в реальной жизни. Например, когда вы подносите холодный стакан воды к горячему стакану воды. Они будут обмениваться теплом через диатермальную стенку, пока оба не достигнут теплового равновесия с температурой в комнате. Первый закон термодинамики - это применение закона сохранения энергии к термодинамическим процессам. Закон сохранения энергии утверждает, что энергию нельзя создать или уничтожить, а возможно только преобразовать или передать. В случае изолированной термодинамической системы это происходит за счет работы и тепла. Второй закон термодинамики также известен как закон энтропии, поскольку он вводит такое понятие, как уровень беспорядка в системе. Он обозначается буквой S.
В каждом процессе есть определенное количество энергии, которое не может быть преобразовано в работу. Вместо этого она превращается в тепло. Тепло увеличивает беспорядок, или энтропию, изолированной системы. А поскольку всегда существует некоторая степень неиспользуемой энергии, которая превратится в тепло, второй закон термодинамики утверждает, что в изолированных системах всегда будет происходить увеличение энтропии. Третий закон термодинамики гласит, что энтропия системы приближается к постоянному значению по мере приближения температуры к абсолютному нулю. Если температура системы равна абсолютному нулю нижний предел в термодинамической шкале температур , то энтропия также будет равна нулю. Кто ввел понятие энтропии? Изучая сохранение механической энергии в своей работе " Основные принципы равновесия и движения" 1803 , французский математик Лазар Карно предложил, что ускорения и удары движущихся частей в машине представляют собой "потери момента активности".
Момент активности" Карно сопоставим с современным понятием работы в термодинамике. Таким образом, в любом естественном процессе существует неотъемлемая тенденция к рассеиванию полезной энергии. Рудольф Юлиус Эмануэль Клаузиус Другие ученые исследовали эту "потерянную" энергию, и в последней половине 19 века они указали, что это не настоящее исчезновение, а преобразование. Это и есть концепция сохранения энергии, которая проложила путь к первому закону термодинамики.
Конечно, существует большая вероятность, что эти выводы ошибочны, и может быть в будущем будет найдена какая-то новая частица, объясняющая такое поведение Вселенной. Однако, пока мы не выясним это, нам просто повезло быть здесь, в то время как, нас теоретически не должно быть. Но другая теория утверждает, что в первую тысячу триллионов секунд Большого Взрыва это была фактически одномерная линия. Энергия гонялась вперед и назад, прежде чем создать ткань, которая является вторым измерением. Затем она превратилась в три измерения — это мир, который мы видим. Если модель верна, это поможет решить несколько проблем со стандартной моделью физики частиц, например, несоответствием между квантовой механикой, общей теорией относительности и космической инфляцией.
Однако, если эта теория верна, это приведет только ещё к большим вопросам. Например, как и какие механизмы использовались для превращения Вселенной в разные измерения? Десять измерений? Изображение двумерной гиперповерхности квинтики Калаби-Яу в трех направлениях. В предыдущей теории мы говорили о том, как Вселенная превратилась в трехмерную. Тем не менее существует гораздо больше измерений. Согласно теории Суперструн, их существует не менее 10. Вот как это работает: первое измерение — это всего лишь одна линия. Второе измерение — высота. Третье — глубина, а четвертое — время.
Давайте с этого поподробнее. Мы привыкли считать время чем-то уходящим, для нас есть прошлое и будущее. В теории струн время — это такое же измерение, как и глубина или высота. Каждый объект во Вселенной может находиться в каком-то конкретном отрезке времени, точно так же как он имеет координаты пространства. Например, вас можно найти на Земле в такой-то координате пространства в 2020-ом году. Здесь время выступает дополнительной четвертой координатой. Там, где начинает становиться немного странно, это пятое измерение. Именно здесь вступает в действие теория Мультивселенной. В пятом измерении есть Вселенная, очень похожая на нашу, и мы смогли бы найти сходства и различия наших миров.
Носителем, элементарных частиц с нулевой массой покоя, в основном являются, наружные, развёрнутые мембраны. Внутри, сферических бутонов, мембраны колеблется, создавая давление сброса мембран в наружу. При взаимодействие сферических бутонов с элементарной частицей с не нулевой массой, давление сброса мембран, проявляется как гравитационное взаимодействие элементарных частиц. Субатомная частица, стремиться к идеальной сферической симметрии но предпочтение отдаёт, тем сферическим бутонам где давление по ниже, проявляется у мембран. К примеру, вероятность обнаружить, одну частицу нейтрино, возможно в построенной комбинации из большого множество, сферических бутонов , развёрнутых и частично развёрнутых мембран.
М теория вселенной для чайников. Вначале был миф
Примерно через год начинает появляться темная материя. А еще через 380 тыс. Эволюция Вселенной Постепенно частицы сбились в газовые облака огромных масштабов, а еще через некоторое время начали формироваться звезды и планеты, которые обладают взаимным притяжением. Первые галактики образовались спустя 300 млн.
Однако современный вид они приобрели лишь через 10 млрд. На данный момент Вселенной примерно 13,82 млрд. Ученые не сомневаются, что галактики и общая карта пространства еще не раз поменяются, пока не придут к своей конечной форме.
Интересный факт: существует предположение, что финальным этапом формирования Вселенной будет ее повторное сжатие в единую точку сингулярности, которая снова расширится благодаря Большому взрыву. Доказательством того, что эволюция Вселенной еще далека от завершения, является реликтовое излучение. Если оно заметно на границах пространства, значит, еще не иссякла энергия, выделенная в момент Большого взрыва.
Соответственно, космос продолжает расширяться. Структура и форма Вселенной Возможные формы Вселенной Утверждение того, что реликтовое излучение находится на самом краю Вселенной, довольно спорное. Доказано, что пространство расширяется быстрее скорости света, поэтому реальные края космоса уходят дальше мест, куда успела добраться световая энергия от Большого взрыва.
По предварительным оценкам, сейчас размер Вселенной составляет примерно 91 миллиард световых лет, и это число постоянно растет. Ученые со всего мира пытаются определить точную структуру пространства вокруг. Совершенно ясно, что космос состоит из галактик, между которыми находится пустота, пылевые облака, скопления астероидов и прочие объекты.
Однако какую он имеет форму и структуру? Пространство в четырех измерениях Вселенная подвластна четырем измерениям: координатам XYZ и времени. Ученые пока не решили, какая структура Вселенной является достоверной.
Однако все три варианта позволяют спрогнозировать ее форму. Будущее Вселенной Возможные варианты будущего Вселенной Если Вселенная имеет возраст, и миллиарды лет назад произошло ее рождение, то значит, наступит время, когда ее не станет. Еще с 90-х ученые, изучающие космос, пытаются прогнозировать его будущее и установить, что произойдет, когда он перестанет существовать.
Все предположения строятся на обязательном условии, что теория Большого взрыва верна. Это дает начальные данные о вселенной, помогает построить представление об устройстве пространства и спрогнозировать, что произойдет дальше. Пример большого сжатия и рождения новой Вселенной Сейчас существует три теории будущего Вселенной: Большое сжатие.
После того, как пространство расширится до определенного размера, оно начнет сжиматься. Это возможно, если плотность пространства будет выше допустимого. Тогда границы Вселенной начнут уменьшаться, ровно как и расстояние между объектами.
Процесс будет продолжаться до тех пор, пока она не превратится в небольшую сингулярность, существовавшую до Большого взрыва. Большое замораживание. Если плотность не привысит максимальную, то Вселенная продолжит расширяться до неограниченных размеров.
Однако постепенно в ней израсходуется запас энергии и газа. Нейтронные звезды превратятся в черные дыры, остальные, потратив все тепло, станут белыми карликами. Постепенно температура в пространстве начнет падать, пока не установится на отметке абсолютного нуля.
Большой разрыв. Все объекты во Вселенной притягиваются, но это не мешает галактикам постепенно отодвигаться друг от друга. Ученые полагают, что при определенных обстоятельствах объекты в пространстве смогут отдалиться на такие расстояния, что сила притяжения станет равна нулю.
Каким в итоге окажется будущее Вселенной, пока неизвестно. Поскольку она еще не закончила процесс формирования, конец для нее наступит через миллиарды лет. Сколько звезд во Вселенной?
Это предсказание противоречило всем экспериментальным наблюдениям и вызвало серьезные сомнения в теории струн. Тем не менее, этот вопрос был решен в начале 1980-х годов путем введения в теорию струн понятия, называемого «суперсимметрия». Она предсказывает, что каждая частица имеет суперпартнера и, по необыкновенному совпадению, то же самое условие фактически устраняет тахион.
Этот первый успех широко известен как «первая революция струны». Еще одна поразительная особенность заключается в том, что теория струн требует наличия десяти пространственно-временных измерений. В настоящее время мы знаем только четыре: глубина, высота, ширина и время.
Хотя это может показаться серьезным препятствием, было предложено несколько решений, и в настоящее время оно рассматривается как заметная функция, а не проблема. Например, мы можем быть вынуждены жить в четырехмерном мире без какого-либо доступа к дополнительным измерениям. Или дополнительные размеры могут быть «уплотнены» в таком маленьком масштабе, что мы их не заметили.
Однако различные компактификации приведут к разным значениям физических констант и, следовательно, к различным законам физики. Возможное решение состоит в том, что наша Вселенная является лишь одной из многих в бесконечной «мульти-вселенной», управляемой различными законами физики. Существуют ли другие вселенные?
Изображение: Pixabay. Если Вы не уверены, вы можете попробовать прочитать роман Флатландия: роман про множество измерений Эдвина Эббота, в котором персонажи вынуждены жить в двух пространственных измерениях и не в состоянии понять, что есть третье.
Но как? Гравитация в большинстве случаев притягивает объекты друг к другу, но вакуум создает антитяготение. Чтобы рассчитать его, необходимо понять, расширяется ли наша Вселенная с ускорением или с замедлением. Первые попытки определить это сделал Эдвин Хаббл в 1929 году, но сейчас мы знаем, что его расчеты были неверны из-за того, что, в частности, не учитывали эволюцию галактик и связанные с ней изменения светимости. Так что нам нужны были какие-то другие объекты с известной яркостью. Это изображение галактики, расположенной в 7 млн световых лет от нас.
В левом нижнем углу виден яркий объект — можно предположить, что в кадр случайно попала звезда из нашей Галактики, но нет: это сверхновая, которая светится как сто миллиардов звезд. Потом она тускнеет, но в первый месяц она светится с яркостью, которая нам известна. Сверхновые появляются в Галактике примерно раз в сто лет. Можно выдать каждому студенту по галактике, и пусть постоянно смотрит на нее — за сто лет как раз напишет диссертацию. Но на самом деле галактик очень много: если соединить пальцы в кружок размером с пятирублевую монету и посмотреть через него на небо, в этом кружочке будут сотни галактик. А значит, в небе постоянно взрываются сверхновые, так что мы легко можем использовать их, чтобы рассчитывать расстояния до отдаленных галактик и скорости, с которыми эти расстояния увеличиваются. Эти расчеты были проведены в 1998 году, и результатом стал вот такой график: Если бы темпы расширения Вселенной были одинаковыми, то в его нижней части была бы просто прямая линия. Астрономы ожидали, что все сверхновые будут либо на этой линии, либо ниже.
Но большая часть таких звезд оказалась выше линии — это могло быть только в том случае, если бы темпы расширения Вселенной увеличивались. Тогда все сходится. В 2011 году Нобелевскую премию по физике получили ученые, обнаружившие, что Вселенная расширяется с ускорением, а большая часть массы находится в пустом пространстве. И мы понятия не имеем, как это возможно. Вероятно, это как-то связано с самой природой пространства и времени и причинами возникновения Вселенной. Но теперь понятно, что ее будущее будет определяться не материей и даже не геометрией, а энергией пустого пространства. Много шума из ничего Что будет, если подбросить монетку? Скорее всего, она упадет, но если забросить ее достаточно далеко, она улетит и не вернется.
В итоге все сводится к своего рода бухгалтерскому учету: если вторая величина больше первой, монетка упадет на землю, если наоборот — улетит. И если мы можем сделать подобные расчеты для монетки, значит, можем сделать их и для всей Вселенной. На этом изображении — происхождение Вселенной: Со всеми галактиками происходит примерно одно и то же, так что, чтобы определить их будущее, достаточно определить будущее одной из галактик — например, той, которая обозначена вопросительным знаком. Как и в случае с монеткой, энергия, с которой она движется, определяется кинетической энергией и гравитационным притяжением. Если первая больше второго, Вселенная будет расширяться бесконечно; если второе больше первой, Вселенная в конце концов схлопнется. Следовательно, энергия, с которой Галактика удаляется от центра Вселенной, равна энергии, которая тянет ее обратно, — и это касается всех галактик во Вселенной. Получается, что их суммарная энергия равна нулю — вот что случается, если вы создаете Вселенную из ничего. Возникнуть и не пропасть Мы уже выяснили, что пустое пространство, которое мы сейчас наблюдаем во Вселенной, не такое уж пустое: в нем постоянно что-то бурлит, возникают и исчезают виртуальные частицы.
Но откуда взялось то ничто, из которого появляются эти частицы, откуда взялось само пространство? Оказывается, при совместном действии квантовой механики и гравитации могут появляться не только частицы в пространстве, но и само пространство. Вселенная может просто взять и появиться. Ранее мы выяснили, что спонтанно появиться из ничего может только Вселенная, у которой общая энергия равна нулю, а это закрытая Вселенная. А еще раньше — что наша Вселенная плоская. Возникает противоречие. Представьте себе воздушный шарик: если надуть его очень сильно, его поверхность будет казаться плоской, как кажется плоской круглая Земля особенно если наблюдать ее где-нибудь в тундре. Если Вселенная с первых мгновений своего существования будет очень быстро расширяться, с ней произойдет то же самое — она возникнет как закрытая, а через 14 миллиардов лет станет плоской.
Это резкое расширение — инфляция — описывается инфляционной моделью , которая была предложена в 1981 году физиком Аланом Гутом. Вот она на графике: Но как доказать, что инфляция действительно имела место? Еще в 1916 году Эйнштейн пришел к выводу, что, перемещаясь в пространстве, мы создаем гравитационные волны, так называемую рябь пространства-времени. Каждый раз, когда я двигаю рукой, появляются гравитационные волны, распространяющиеся со скоростью света. Но рябь настолько незначительна, что мы ее не замечаем. Впервые это удалось сделать в сентябре 2015 года, когда произошло слияние двух черных дыр. За это открытие в 2017 году ученые получили Нобелевскую премию по физике. Но это значит, что такое событие, как инфляция, также должно было породить гравитационные волны, и, если мы их обнаружим, мы подтвердим и правильность инфляционной модели их поиском занимаются ученые в рамках серии экспериментов BICEP2.
А это будет значить, что наша Вселенная действительно могла быть произведена из ничего. Если мы действительно находимся во Вселенной, расширяющейся с ускорением, то объекты, которые мы сейчас видим, вскоре будут находиться от нас на огромном расстоянии. Сотни миллиардов галактик, которые мы сейчас видим, будут отдаляться от нас со скоростью больше скорости света , и мы окажемся в этом темном пустом пространстве одни. В начале было ничто, и в конце тоже будет ничто. Мы еще не доказали, что это так, но это очень вероятно. И мне нравится эта вероятность: каждый раз, когда можно избавиться от божественного вмешательства и объяснить все с точки зрения физики, мы делаем шаг вперед. Помимо нашей Вселенной, могут существовать или прямо сейчас создаваться и другие, где действуют другие законы. Мы, люди, крайне неважная часть Вселенной, мы шум, загрязнение на ее фоне.
Если вам это не нравится, возможно, вас утешит высказывание Эйнштейна : «Самая прекрасная эмоция, которую нам дано испытать, — ощущение тайны. Это основополагающая эмоция, стоящая у истоков всякого истинного искусства и науки». Вселенная была создана не для нас, она была просто создана. Вселенной на нас наплевать.
К примеру, вероятность обнаружить, одну частицу нейтрино, возможно в построенной комбинации из большого множество, сферических бутонов , развёрнутых и частично развёрнутых мембран. Но так же есть вероятность, что в одном сферическом бутоне, проявить гравитационно, могут все субатомы из скопление галактик, то есть каждый субатом на своей сферической орбите бутона. Через бутоны мембран, пространство вселенной, изнутри выворачивается, увлекая этим движением, галактики, свет, со временем все будет в обратном направлении, собирая их остатки, внутри, вместе для большого взрыва и одновременно "кроме темной материи" сброса в наружу. Если, бутоны мембран, свободно, разворачиваются - это тёмная энергия. Если у бутонов мембран, приостановлено частицами, разворачивание - это чёрные дыры.
Квантовая гравитация.
- М теория вселенной для чайников. Вначале был миф
- Тёмная вселенная - это конец? М-теория. Теория струн.
- Теория суперструн популярным языком для чайников
- Слишком много накопленного хаоса
- Тёмная вселенная - это конец? М-теория. Теория струн.
- 6 секретов Вселенной, которые вас удивят - Блог «Альпины»
Расширение Вселенной — миф? Новое исследование перевернуло модель строения нашего мира
| Ньютон для чайников – Telegram | В статье рассказывается о Вселенной, теориях ее происхождения, свойствах. |
| М теория вселенной для чайников. Теория струн | В этой статье я максимально простым языком изложу 8 самых фундаментальных законов Вселенной. |