Transcript 3949402_fizicheskaya_kartina_mira_mikulich_ag

И все-таки мы ее
объединим!
Физическая картина мира
2012 год
Когданибудь
Что есть объективно?
• Есть одна большая вселенная размером ≈
14 миллиардов парсек
• 46 миллиардов или 4,6 × 1010 световых лет во
всех направлениях.
• Метагалактика представляет собой шар
диаметром около 93 миллиардов световых
лет
Мисс Вселенная
А что, собственно, есть?
Материя = реальность = энергия
Почти не ощутимое,
но могущественное
и вездесущее - 10−29
г/см³
Вакуум –
кипящая
пустота
Вещество
ощутимое
4 типа
полей
Темная материя 22%
Из чего?
Легкие нейтрино
Тяжелые нейтрино
??
???
Суперсимметричные частицы
Космионы
?????
????
Тёмная энергия и скрытая масса 70%
*очень равномерно
распределена
*имеет низкую плотность
*не взаимодействует
сколько-нибудь заметно
за исключением гравитации
Почему мы считаем,
что она есть?
Иначе не объяснить факт
расширения Вселенной с
ускорением!
Вещество
• обладает массой покоя
• Вещество состоит из частиц, среди
которых чаще всего встречаются
А еще есть:
Лептоны,
бозоны,
кварки,
фермионы
• Кварки – вот
истинно
элементарные
частицы
• Из них
слагаются
протоны,
нейтроны и
другие адроны
поля
Поля – непрерывны и осуществляют взаимодействие
Что мы не замечаем?
• Что пространство и время зависят
от скорости наблюдателя и массы
объектов рядом
• Что разница между волной и
частицей условна
• Что нельзя измерить не изменив
объект
• Что объект существует только в
разрешенных состояниях
• Что пока не посмотришь, нельзя
сказать ни где, ни каков объект
Огромные
скорости и
энергии
Релятивистская
механика
Наномир
Квантовая
механика
Пространство и время зависят от
скорости наблюдателя и массы объектов
рядом
• Если объект в
сильном
гравитационном
поле (рядом с тяжелой
Время течет
медленнее
звездой)
• Если объект быстро
движется, то его
(∆х)
пространство
сжимается
(∆t) часы
замедляются
Размер, длительность,
одновременность не есть
безусловная данность
• Одновременность
относительна
Зато скорость света ни от чего не зависит
(кроме среды)
• Скорость света для всех
одинакова и быстрее
переместить массу
невозможно
Макс Планк
Малые объекты ведут себя
и как волна,
и как частицы,
проходя сразу через две
щели оставляя на экране
набор полос, вместо тени
поглощаясь и излучаясь
только порциями
Узнав что либо мы изменили
объект
Нельзя одновременно
точно узнать какой и где
Принцип неопределенности Гейзенберга
Знаем 100% где
– не знаем
какой
Знаем 100% какой
– не знаем где
Квантовый объект существует
только в разрешенных состояниях
Нильс Бор
• Например атомная система
• Он не заметит что ты пришел, если твой торт
не совпадает точь в точь с его тарелками
(если да, проглотит целиком)
• Но и угостить тебя он сможет только тем же
самым, размером с набор своих тарелок (и
тебе придется съесть это целиком)
Пока не посмотришь, нельзя
сказать ни где, ни каков объект
• Когда система перестаёт существовать
как смешение двух состояний и выбирает
одно конкретное? Варианты…
• система перестаёт быть
смешением состояний и выбирает
одно из них в момент наблюдения
• пока ящик закрыт, система
находится в обоих состояниях
одновременно
• когда ящик открывается,
Вселенная расщепляется на две
разные вселенные, в одной из
которых наблюдатель смотрит на
ящик с мёртвым котом, а в другой
— наблюдатель смотрит на живого
кота
Кот Шредингера – жив или
мертв?
Рождение и эволюция
Вселенной
с
Родилась 13,7 ± 0,13 млрд лет назад из некоторого
начального «сингулярного» состояния и с тех пор
непрерывно расширяется и охлаждается
10−43 с - Можно хоть как-то описать - 1032 К и 1093 г/см³
10−35 с - гравитационное взаимодействие отделилось
и началось расширение - кварк-глюонная плазма
Кварки и глюоны объединились в барионы, такие как протоны и
нейтроны. Асимметричное образование как материи, которая
превалировала, так и антиматерии, которые взаимно аннигилировали,
превращаясь в излучение.
Протоны, объединяясь с нейтронами, образовали ядра
дейтерия, гелия-4 и ещё нескольких лёгких изотопов
Гравитация стала доминирующей силой
Через 380 тысяч лет стало возможным существование атомов
водорода
После эры рекомбинации материя стала прозрачной для
излучения, которое, свободно распространяясь в
пространстве, дошло до нас в виде реликтового излучения
Дальнейшая эволюция Вселенной
• Если плотность <
критического
значения
Вселенная будет
расширяться вечно
• Если же плотность
> критической
то процесс расширения
когда-нибудь
остановится и начнётся
обратная фаза сжатия,
возвращающая к
исходному сингулярному
состоянию.