Global Lithuanian Net:    san-taka station:

Tėkmė: kas atvedė prie LHC?

A. Klarkas apsakymą „Tamsos siena“ (1949) pradėjo taip:
„Daug ir keistų visatų, kurios tarsi burbulai plaukia Laiko upės putose“.

Jamesas Maxwellas 1865 m. apibendrino elektromagnetizmo tyrimų rezultatus vos 4-iomis lygtimis. Jos išpranašavo radijo bangų egzistavimą. Šviesos greitis Maxwelo lygtyse atsiranda savaime. O greitį galima matuoti tik ko nors atžvilgiu. Tad Maxwellas pasiūlė, kad tai būtų eteris – nematoma visą Visatą užpildanti medžiaga – tad šviesos 300 tūkst. km per sek. greitis būtų eterio atžvilgiu. Tačiau Žemė pati juda eterio atžvilgiu, tad metų laikotarpiu Žemėje turėtume išmatuoti skirtingas šviesos greičio reikšmes. Tokių matavimų ėmėsi Albertas Michelsonas ir Edwardas Morley, tačiau 1887 m. eksperimento metu jiems nepavyko aptikti greičio pokyčių (skaitykite apie kelią link specialiosios reliatyvumo teorijos).

1828 m. Robertas Brownas mikroskopu pastebėjo, kad smulkutės žiedadulkių kruopelės juda neabejotinai atsitiktine laužyta trajektorija.
1905 m. A. Einšteinas matematiškai įrodė, kad Brauno judėjimą sukelia vandens molekulės, kurios netvarkingai judėdamos stumdo smulkias žiedadulkių kruopeles.

Pirmasis termodinamikos dėsnis teigia - energija negali nei atsirasti, nei išnykti.
1841 m. tai suformulavo gydytojas Julius von Mazeris. Olandijos Ost Indijoje (šiuolaikinėje Indonezijoje) jis pastebėjo, kad pacientų kraujas yra tamsesnis nei Europoje. Ji tai aiškino tuo, kad dėl karšto Indonezijos klimato kūno temperatūrai palaikyti europiečiai naudoja mažiau deguonies, vadinasi, ir energijos. Tai jam pakišo mintį, kad ir šiluma, ir mechaninis darbas yra energijos formos. Jamesui Joule‘ui ta pati mintis kilo 1843 m., matuojant, kiek mechaninio darbo reikia norint pakelti vieno litro vandens temperatūrą vienu laipsniu.

1900 m. lordas Kelvinas paskaitoje „XIX a. debesys virš dinaminės šilumos ir šviesos teorijos“, kurioje paminėjo keletą „debesiukų“, atseit, metančių iššūkį klasikinei fizikai. Dvi jų po kelių metų tapo naujosios fizikos pagrindu.

Pirmoji – kūno šiluminė spinduliuotė. Tai įprastas reiškinys, kurį galim tiksliai išmatuoti. Skirtingos temperatūros kūnas spinduliuoja skirtingų ilgių bangas. Rezultatą galima atvaizduoti kreive, parodančia pasiskirstymą bangų ilgių skalėje. Net Maxwello lygtys negali paaiškinti šios kreivės klasikiniais fizikos dėsniais.

Sprendimą pateikė Maxas Planckas, 1900 m. gruodį, iškeldamas prielaidą, kad energija spinduliuojama porcijomis (t.y. kvantais). Kvanto energija yra E=h*f, kur h dabar vadinama Plancko konstanta, o f - spinduliuotės dažnis.

Taigi Planckas pasiūlė energijos kvanto sąvoką, kas prieštaravo klasikinei fizikai. Pradžioje laikytas tik matematine priemone šiluminei spinduliuotei paaiškinti, kvantas, kaip turintis realią fizikinę prasmę, A. Einšteino panaudotas 1905 m. tezėse apie fotoelektrinį efektą. Vėliau Nielsas Bohras energijos kvanto sąvoką panaudojo 1913 m. aiškindamas vandenilio spektrą.

Antroji - eterio problema, kurią 1905 m. išsprendė A. Einšteino specialioji reliatyvumo teorija. Ji ne tik laikė, kad negali būti greičio didesnio už šviesos greitį, bet ir erdvę bei laiką pavertė dinaminiais kintamaisiais, kuriuos veikia fizikinės sistemos. Kartu šviesos greitis nepriklauso nuo to, ar sistema juda, ar yra ramybės būsenoje šviesos šaltinio atžvilgiu.
Erdvėlaikis išlinksta aplink masyvius kūnus. Erdvėlaikio išlinkimas išlaiko planetas orbitose aplink žvaigždę. Taip pat Saulės iškreivintas erdvėlaikis iškreipia ir šviesos sklidimą. Todėl stebėtojas Žemėje (esant visiškam Saulės užtemimui) gali matyti žvaigždę, nors iš tikro ją ir užstoja Saulė.
Tad masyvios žvaigždės, o ypač galaktikos, gali būti tarsi milžiniški „gravitaciniai lęšiai“, galintys kurti puikius kvazarų vaizdus. Ne tik galima stebėti du kvazarų vaizdus, bet jie dar ir sutelkia ir sustiprina šviesą, tad kvazaras matomas gerokai aiškiau.

Tikros teorijos ieškant

Įdomiausia, kad nesuprantama, kodėl Visatoje veikia tokie skaičiai: 24, 4 (fundamentaliosios jėgos), 19 (pagrindinės fizikos konstantos, kurių verčių neįmanoma paskaičiuoti, o įmanoma tik išmatuoti – tokios, kurios vienodos visoje Visatoje ir nekinta nuo jos atsiradimo; viena tokių – šviesos greitis, o kita – gravitacinė konstanta G).

Kartu tai rodo, kad mūsų teorijos nėra pakankamai geros. O 2010 m. iškilo ir nauja didelė problema. John Webb atliko matavimus, iš kurių paaiškėjo, kad nuo Visatos susiformavimo (prieš 13,7 mlrd. m.) pakito smulkiosios struktūros konstanta (taip pat žr. >>>>> ). quantum car plays strings Tai verčia susirūpinti, nes konstantų vertės yra svarbios gyvybės egzistavimui Visatoje. Net nežymūs jų pokyčiai gali paversti Visatą į tuščią, net be žvaigždžių ir galaktikų, darinį. Gali būti, kad tokios mūsų Visatos, kokią turime, tikimybė nepaprastai maža (dar paskaitykite apie lygiagrečias visatas).

Vienas šiuolaikinės fizikos siekių – sukurti vieningą teoriją, jungiančią visas sąveikas (GUT, Grand unified theory), o taip pat „Visko teoriją“ (TOE, Theory of Everything), jungiančią reliatyvumo teoriją su kvantine mechanika. Sudėtinga užduotimi yra ir kvantinės gravitacijos teorijos sukūrimas. Vienas iš sėkmingesnių bandymų – stygų teorija (1984), kurios pagrindinė idėja labai paprasta. Daugelis el. dalelių gyvuoja labai trumpai, suskildamos į kitas daleles. Tad galima spėti, kad jos yra gana aukštos energetinės būsenos ir skildamos jos išlaisvina savo perteklinę energiją. Tai primena virpančią smuiko stygą, kurios skirtingus dažnius atitinka skirtingos energetinės būsenos.

Tą analogiją išplėtojus matematiškai, el. daleles galima laikyti smulkutes vienmates stygas, galinčias virpėti skirtingais dažniais, kurie atitinka skirtingas energijas. Tik tos stygos virpa ne mūsų įprastoje trimatėje erdvėje, o 10-ies matavimų erdvėlaikyje (su vienu laiko matavimu).

Tolimesnis išvystymas yra M-teorija (pradžioje „M“ reiškė „membraną“, tačiau dabar pateikiama ir kaip „magiškoji“ ar „pagrindinė“ (Master) ). Joje stygos pakeičiamos figūromis, galinčiomis virpėti keliais matmenimis – dvimatėmis membranomis ar aukštesnių matmenų figūromis. Ši teorija apima jau 11-a matavimų.

Papildomi matmenys gali būti suspaudžiami įvairiai, kai kiekvienas būdas atitinka tam tikrą gamtos dėsnių ir konstantų derinį. M-teorijoje tarsi kiekvienas iš 10500 būdų, kuriais galima sulankstyti matmenis, atitinka atskirą visatą su savais dėsniais. Tad mūsų Visata tėra tik vienas variantas (žr. Daugialypės visatos).

Va tik šių modelių patikrinimui reikia didesnių energijų, nei galima pasiekti dabartiniame CERN hadronų greitintuve (LHC).

Papildomai skaitykite:
Visatos modeliai
Laiko fenomenas
Papildomas matavimas
Lyginamoji kosmologija
Kokia yra Visata? Sukasi?
Kvantinio pasaulio katinai
Pasikėsinimas į multivisatas
Nėra paprastos visuotinės teorijos! Higso bosonas: labai prasta balerina
Nepaprastai suderinta Visatos sandara
Kvantinė mechanika: triumfas ar ribotumas?
Savaime besiorganizuojantis kvantinis pasaulis
El. dalelių simetrija persmelkia viską
Naujos galimybės žvaigždėlaivio pavarai
Ar visad tai tik paramokslinės idėjos?
George Orwell. Žemė yra plokščia
Visata: nuo šičia link begalybės
Antigravitacijos paieškų istorija
Bendroji reliatyvumo teorija
Jie degino eretikus, ar ne?
Nepaprasti Visatos skaičiai
Hadronų koliderio kūrėjas
Šiluminė Visatos mirtis
Nepastovios konstantos
Lygiagrečios visatos
Hipotezės: sliekangės
Greičiau už šviesą!
Stikliniai laidai

NSO apsireiškimai ir neįprasti fenomenai Lietuvos danguje ir po juo

Maloniai pasitiksime žinias apie bet kokius Jūsų pastebėtus sunkiai paaiškinamus reiškinius. Juos prašome siųsti el.paštu: san-taka@lithuanian.net arba pateikti šiame puslapyje.

san-taka station

UFO sightings and other phenomenas in/under Lithuanian sky. Please inform us about everything you noticed and find unexplainable in the night sky or even during your night dreams, or in the other fields of life.

Review of our site in English

NSO.LT svetainė
Vartiklis