Загадките на вселената (част 1)

Идеи като квантовата теория, теория на относителността и идеята за Земята, въртяща се около Слънцето днес са общоприети, но учените продължават да се изумяват от загадките, които крие вселената. На човек често му е трудно да повярва на всички изумителни неща, които сме открили, а е почти невъзможно да проумеем колко още тепърва предстоят да бъдат открити.

Негативна енергия

На теория най-ниската температура, която може да се достигне е абсолютната нула, точно -273.15°C. Тогава движението на всички частици спира напълно. В действителност обаче, никога не можем да изстудим нещо до тази температура, защото в квантовата физика се казва, че всяка частица има „нулева енергия“ – най-ниската възможна енергия, която може да притежава. Това правило важи не само при частиците, но и при вакуума, там се нарича „вакуумна енергия“. Най-лесният начин да се докаже съществуването на тази енергия е да поставите две метални плочки във вакуум близо една до друга и те ще започнат да се привличат. Това е така, защото енергията между плочките резонира при определена честота, а около тях вакуумната енергия резонира на каквато и да е честота. Енергията около плочките е по-голяма от тази между тях и те се привличат. Колкото по-близо са те една до друга, толкова повече се увеличава ефекта и когато разстоянието между тях достигне 10 нанометра, се образува налягане от 1 атмосфера (ефекта на Казимир). Плочките намаляват вакуумната енергия между тях и тя достига стойности под нулевата. Тогава се казва, че пространството има негативна енергия, която притежава някои необичайни свойства.

Едно от свойствата на негативния вакуум е, че в него светлината пътува по-бързо отколкото в нормалния вакуум. Това някой ден може да позволи на хората да пътуват със скорост по-голяма от тази на светлината. Негативната енергия би могла да реши проблема при пространствено-времевите тунели, които макар да са теоретично възможни, не биха могли да останат отворени без нещо, което да ги поддържа.

Друго забележително свойство на негативната енергия е, че може да унищожава черни дупки. Вакуумната енергия често е моделирана като виртуални частици, които се унищожават малко след създаването си. Това не нарушава физичните закони, стига частиците да бъдат унищожени. Ако обаче две частици се появят на хоризонта на събитията на черна дупка, една от тях може да се отдръпне от дупката, а другата да бъде погълната от нея. Така частиците няма да могат да се унищожат и ще получат негативна енергия. Когато частица с негативна енергия попадне в черна дупка, вместо да увеличи масата й, тя я намалява. Така с времето такива частици могат да унищожат черната дупка напълно.

Тази теория е представена за първи път от Стивън Хокинг, за това частиците от този ефект са наречени Хокинг радиация. Това е първата приета теория, която обединява квантова теория с общата относителност – най-голямото научно постижение на Хокинг.

Изкривяване на пространството

Едно от предположенията в теорията на относителността на Айнщайн гласи, че когато голям обект се движи, той повлича около себе си и пространствено-времевия континуум, привличайки към себе си близко намиращите се обекти. Може да се получи както когато обектът се движи по права линия, така и когато се върти, макар ефектът да е доста по-малък. През 2004г. е проведен експеримент, целящ да измери изкривяването на пространството около Земята. Макар големите изкривявания в измерванията, ефектът е изчислен на около 15%.

Ефектът се доближава много до очакванията. Поради движението на Земята, изпратеният в орбита апарат е изместван с по 2 метра на година. Този ефект е причинен от масата на Земята, която изкривява пространството около себе си.

Относителност на едновременността

Това е идея, според която дали две събития се случват едновременно или не, зависи от наблюдателя. Идеята произлиза от специалната теория на относителността и се прилага при всички събития, които се случват на разстояние едно от друго. Например, ако на Марс и Венера има заря от фойерверки, трима различни наблюдателя могат да кажат три различни неща – че зарята е започнала първо на Марс, първо на Венера или по едно и също време на двете места. Това се получава при различните гледни точки, които се разминават сравнени една с друга. При този случай никой не може да твърди, че е прав.

Този сценарии води до някои необичайни събития. Например наблюдателят може да види ефекта преди неговата причина. В действителност обаче, вече видял ефекта, наблюдателят не може да се намеси в причината за него, освен ако не пътува по-бързо от светлината. Това е една от първите причини, поради която се смята, че скорост по-голяма от тази на светлината е невъзможна – защото се свърза с пътуването във времето и би дала възможност за намеса в причината след появата на ефекта. Получава се парадокс.

Черни струни

Една от най-големите мистерии във физиката е как гравитацията е свързана с останалите основни сили, като например електромагнетизма. Една теория от 1919г. предполага, че ако към вселената се добави още едно измерение, гравитацията ще продължи да съществува в първите четири (три пространствени и времето),а начинът по който тези измерения влияят върху петото, водят до естественото образуване на останалите основни сили. Ние обаче няма как да видим петото измерение, за това е предположено, че то е много малко и е невидимо за нас. Тази теория води директно до струнната теория.

Понеже допълнителното измерение е много малко, само малки обекти като частиците могат да се движат в него. Един обект обаче става много по-сложен, когато е в пет измерения – черната дупка. Когато се добави пето измерение, тя се превръща в черна струна и става нестабилна. Петизмерната черна дупка ще се дестабилизира и ще се превърне в поредица от черни дупки, свързани като със струни, които ще се разпокъсат и ще останат множество по-малко черни дупки. Те в крайна сметка ще се комбинират в една по-голяма. Интересното при това е, че финалната черна дупка няма хоризонт на събитията. Това противоречи на Основната космическа хипотеза, според която всички черни дупки трябва да имат хоризонт на събитията, за да се избегнат ефектите на пътуването във времето, които се случват близо до черните дупки.

Геон

Както добре се вижда в уравнението E=MC2, енергията и материята са взаимно свързани. Един от ефектите от това е, че енергията, както масата, създава гравитационно поле. През 1955г. Джон Уилър изобретява геонът – електромагнитна или гравитационна вълна, чиято енергия създава гравитационно поле, което пък на свой ред поддържа вълната в пространството. Уилър предполага, че може да съществува връзка между микроскопичните геони и елементарните частици и че дори може да са едно и също нещо. Един добър пример за това е „кугелблиц“ (в превод от немски – кълбовидна мълния), в който много ярка светлина е концентрирана в определена точка и гравитацията от нея може да стане толкова силна, че да се превърне в черна дупка и да погълне светлината. Въпреки че не е известно нещо да възпрепятства формирането на кугелблиц, сега се смята, че геоните могат да съществуват само за кратко време, след което изпускат енергията си и се разпадат. Това за съжаление показва, че Уилър вероятно е грешал, но все още не е доказано.

инфо: iskamdaznam.com

Вижте още:

ЗАГАДКИТЕ НА СЛЪНЧЕВАТА СИСТЕМА

Ако тази статия Ви харесва, помогнете ни да я популяризираме чрез бутончетата за споделяне отдолу.

Благодарим Ви! 

Последвайте ни във Facebook