Вопрос с подвохом: самые загадочные тайны физики

Вопрос с подвохом: самые загадочные тайны физики

Вопрос с подвохом: самые загадочные тайны физики

Вы не знаете, откуда взялась темная материя? Может, подскажите, что творится внутри черных дыр? А почему время идет вперед и его нельзя перемотать? Как-то в 1900 году британский физик Уильям Томсон неосторожно заявил, мол, в современной физике уже нет ничего нового, все открыто.

В течение последующих трех десятилетий квантовая механика и теория относительности Эйнштейна произвели революцию. Сегодня вы не найдете ни одного физика, который скажет, что мы знаем о Вселенной все, ну, или почти все. Напротив, с каждым новым открытием вопросов становится только больше.

Почему время идет вперед, и все стремится к хаосу?

Самая загадочная характеристика времени — наличие у него направленности. В классической физике модель пространство-время является произведением одномерного времени на трехмерное пространство. И оно, время, движется только вперед. Классический пример: вы можете разбить яйцо и приготовить себе омлет, но уже вряд ли сделаете из омлета целое яйцо. Это называется энтропией. Если совсем грубо, то речь об уровне вселенского беспорядка, который только растет: целое яйцо это порядок, разбитое — последующий беспорядок. Таких «яиц» по всей вселенной как на птицефабрике. И этот процесс никак не повернуть вспять.

Вроде бы все логично и понятно, ан нет. Если энтропия только увеличивается, то какого черта в самом начале, когда огромное количество энергии было собрано в небольшом количестве пространства, Вселенная была гораздо опрятнее и упорядоченнее? И что будет, когда все станет хаосом?

Что такое темная материя?

Темную материю пока невозможно физически разглядеть, мы не знаем что это и зачем. Это вообще пока гипотетический термин, вдобавок, она до сих пор не была обнаружена. Но темная материя есть, по крайне мере в этом уверены физики. Мы можем наблюдать ее гравитационное воздействие на видимую материю (все материальные тела), радиацию и структуру Вселенной. И если, опять же, поверить физикам-теоретикам на слово, она составляет 22% всей массы-энергии Вселенной. Считается, что эта теневая субстанция пронизывает окраины галактик и может состоять из слабо взаимодействующих массивных частиц или WIMP (Weakly Interacting Massive Particle). Их мы тоже пока не разглядели.

Смотрите также:   Что такое свет как одна из форм энергии?

Вопрос с подвохом: самые загадочные тайны физики

Что внутри черной дыры?

О, это излюбленный объект как астрофизиков, так и писателей фантастов с киношниками. На сегодняшний день никто толком не знает, что именно происходит внутри черной дыры, и эта неизвестность порождает огромное количество домыслов и споров. Одни предполагают, что через черные дыры можно попасть в параллельные Вселенные, другие уверены, что они представляют собой некий коридор, по которому можно путешествовать между галактик. Третьи вообще считают, что черные дыры связаны с белыми дырами, которые существуют в прошлом. А согласно голливудской версии за черной дырой нас ждет задняя стенка книжного шкафа и Мэттью Макконахи. Все это очень красивые научно-фантастические истории, но вернемся к науке.

Основная теория гласит, что черная дыра — это то, что остается от звезды, когда та погибает. Звезда схлопывается, и сгусток сверхплотной материи увлекает за собой пространственно-временной континуум, гравитационное поле становится настолько сильным, что даже свет не может сквозь него прорваться. Это и есть черная дыра. Внешняя ее поверхность, называется горизонтом событий, если его пересечь, то из черной дыры уже не вырваться. Чем глубже в нее погружаться, тем сильнее пространство-время искривляется, пока не становится бесконечно искривленным. Эта точка известна как гравитационная сингулярность.

Все хорошо, но пока нам удалось только сфотографировать черную дыру, да и то, не саму, а только ее тень. До путешествия внутрь нее говорить рановато.

Вопрос с подвохом: самые загадочные тайны физики

Что лежит за пределами стандартной модели?

Стандартная модель — одна из самых успешных физических теорий. В течение четырех десятилетий она выдерживала массу экспериментов, которые подтвердили — теория рабочая. Стандартная модель описывает поведение частиц, которые находятся вокруг нас, а также объясняет, почему, например, частицы имеют массу. Открытие бозона Хиггса (частицы, которая дает материи ее массу) в 2012 году стало исторической вехой, поскольку подтвердило давние предсказания его существования. То есть, опять-таки, вся теоретическая часть подтверждена практикой.

Смотрите также:   Вопрос с подвохом: самые загадочные тайны физики

И все бы хорошо, стандартная модель здорово помогла ученым открыть кварки, бозон Хиггса, глюоны, фотоны — всего 61 частицу. Тем не менее, большинство физиков согласны с тем, что стандартная модель не является полной. Есть несколько претендентов на новые, более полные модели — теория струн является одной из таких моделей. Но до сих пор ни одна из них не была окончательно подтверждена экспериментами.

Саша Эпштейн

источник

16.06.2020

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.