Энергия не появляется из ниоткуда и не исчезает в никуда: Недопустимое название

Содержание

«Если энергия никуда не пропадает и не появляется из ниоткуда, то можно утверждать, что ее ограниченное количество?» — Яндекс Кью

Сергей Сергеевич Бодров цитата: Существует закон сохранения энергий: ничто не исчезает бесследно и ничто …

— Сергей Сергеевич Бодров

Взято из Wikiquote. Последнее обновление 2 июля 2022 г.

Темы

закон, потеря, время, энергия, сохранение, приобретение, ничто

Сергей Сергеевич Бодров

18российский режиссёр, актёр, сценарист 1971 — 2002

Связанные темы

Закон
Потеря
Время
Энергия
Сохранение
Приобретение
Ничто

Важность ничего | Поп

Ничего. Ничего, ничего, пшик. Отсутствие чего-либо. Легко думать, что «ничто» незначительно, но это далеко не так; концепция «ничего» является фундаментальной для нашей Вселенной.

Что такое «ничего»? На этот вопрос сложно ответить, потому что, куда бы мы ни посмотрели вокруг, всегда кажется, что там есть или . Просто пытаться представить абсолютное ничто сложно.

Рассмотрим простую область пространства, скажем, содержимое этой банки на фото. Теперь удалите из него все, что возможно: весь воздух, молекулы, частицы, каждый атом… пока в нем ничего не останется. А что еще осталось внутри коробки? Это действительно ничего? Или в нем еще что-то есть?

Это важный вопрос, потому что такая «пустота» составляет большую часть Вселенной; атомы, из которых состоит все, включая нас, в основном представляют собой пустое пространство.

Изучение этого небытия раскрыло самые сокровенные тайны природы и помогло нам объяснить, почему мы существуем.

Более тысячи лет наше понимание небытия основывалось на идеях греческого философа Аристотеля, который считал, что природа всегда будет сопротивляться существованию истинного небытия. Все изменилось в 17 веке благодаря работе Торричелли, создавшего первый устойчивый вакуум, и Паскаля, который продвинул эту работу. Их эксперименты открыли глубокую истину — ничто не везде.

Причина и следствие. Действие и реакция. Так ведет себя наш повседневный классический мир: осмысленный, предсказуемый и понятный. Но микроскопический квантовый мир совсем другой. Это странно и основано на неопределенности и вероятностях. Никогда нельзя быть уверенным в том, что произойдет, не потому, что эксперименты и измерения недостаточно хороши, а просто из-за присущей им неопределенности.

Принцип неопределенности Гейзенберга утверждает, что существует фундаментальный предел точности, с которой могут быть одновременно известны два физических свойства частицы. Распространенная интерпретация этого состоит в том, что чем точнее мы знаем, где находится частица, тем меньше мы знаем о ее движении. К сожалению, от этого никуда не деться, это неотъемлемая черта реальности в таком масштабе. Итак, какое отношение эта квантовая странность имеет к концепции небытия? Ну, эта теория может принять другую форму, с точки зрения энергии и времени. Давайте еще раз подумаем об этой «пустой» банке…

Если бы мы исследовали очень маленькое пространство внутри банки, мы могли бы в принципе точно знать, сколько энергии она содержит.

Но если бы мы могли замедлить время и посмотреть на него в течение очень короткого промежутка времени, все стало бы странно. В соответствии с принципом неопределенности, поскольку мы смотрим на этот участок пространства в течение небольшого промежутка времени, мы потеряли способность точно знать количество присутствующей в нем энергии. Если бы мы могли исследовать еще меньший объем пространства внутри банки за еще меньший промежуток времени, то могло бы произойти что-то странное. Сколько энергии содержится в этой части коробки, будет настолько неопределенно, что есть шанс, что она может содержать достаточно энергии для создания частиц буквально из ниоткуда.

Принцип неопределенности Гейзенберга предполагает, что в очень маленьком пространстве и времени что-то может появиться из ничего.

Но как? В этом точно нет смысла? Что ж, это кажущееся пустым пространство, вопреки тому, что мы интуитивно ожидаем, изобилует тем, что физики называют квантовыми флуктуациями, маленькими пакетами энергии, которые появляются и исчезают очень быстро.

Это совершенно разрешено законами физики, а принцип неопределенности говорит нам, что можно брать энергию ниоткуда, если она «окупается» достаточно быстро. Эта концепция, как ни странно, является фундаментальной. Эта теория квантовой механики объясняет физические явления в микроскопическом масштабе и является наиболее точным и мощным описанием нашей Вселенной, которое у нас есть.

Есть гораздо более драматический способ, чем эта идея и эффекты квантовые флуктуации можно увидеть не только внутри этой произвольной банки. Теория «Большого взрыва», наш лучший способ объяснить, как Вселенная началось и как мы появились, говорит что вся Вселенная возникла почти 14 миллиардов лет назад из ничего такого. Крошечные квантовые флуктуации внезапно произвели энергию, которая привела к быстрому расширению пространства и массы, которая затем продолжала увеличиваться. расти и развиваться в звезды, галактики и все остальное, что мы видим вокруг нас сегодня. странной истиной является глубокая связь между нашей бесконечной Вселенной и ничто, из которого оно возникло; ни к чему особо не привело все.

Изображение предоставлено:

Банка Ничего: Хешмиста

Темная Энергия, Темная Материя | Управление научной миссии

В начале 1990-х одно было совершенно ясно относительно расширения Вселенной. У него может быть достаточно плотности энергии, чтобы остановить расширение и повторное сжатие, у него может быть настолько низкая плотность энергии, что он никогда не перестанет расширяться, но гравитация наверняка замедлит расширение с течением времени. Конечно, замедление не наблюдалось, но теоретически Вселенная должна была замедлиться. Вселенная полна материи, и сила притяжения притягивает всю материю. Потом было 1998 и наблюдения космического телескопа Хаббла (HST) очень далеких сверхновых, которые показали, что давным-давно Вселенная на самом деле расширялась медленнее, чем сегодня. Так что расширение Вселенной не замедляется из-за гравитации, как все думали, а ускоряется. Этого никто не ожидал, никто не знал, как это объяснить. Но что-то было причиной этого.

В конце концов теоретики придумали три вида объяснений. Возможно, это был результат давно отвергнутой версии теории гравитации Эйнштейна, которая содержала то, что называлось «космологической постоянной». Возможно, это был какой-то странный энергетический флюид, заполнявший пространство. Может быть, что-то не так с теорией гравитации Эйнштейна, и новая теория могла бы включать какое-то поле, создающее это космическое ускорение. Теоретики до сих пор не знают, каково правильное объяснение, но они дали решению имя. Ее называют темной энергией.

Что такое темная энергия?

Неизвестно больше, чем известно. Мы знаем, сколько существует темной энергии, потому что знаем, как она влияет на расширение Вселенной. В остальном это полная загадка. Но это важная загадка. Оказывается, примерно 68% Вселенной — это темная энергия. Темная материя составляет около 27%. Остальное — все на Земле, все, что когда-либо наблюдалось всеми нашими инструментами, вся обычная материя — составляет менее 5% Вселенной. Если подумать, может быть, ее вообще не следует называть «нормальной» материей, поскольку она представляет собой очень маленькую часть Вселенной.

Вселенная Темная Энергия-1 Расширяющаяся Вселенная

На этой диаграмме показаны изменения скорости расширения с момента рождения Вселенной 15 миллиардов лет назад. Чем более пологая кривая, тем выше скорость расширения. Кривая заметно изменилась около 7,5 миллиардов лет назад, когда объекты во Вселенной начали разлетаться с большей скоростью. Астрономы предполагают, что более высокая скорость расширения связана с таинственной темной силой, которая раздвигает галактики.

Авторы и права: NASA/STSci/Ann Feild

Одним из объяснений темной энергии является то, что она является свойством пространства. Альберт Эйнштейн был первым, кто понял, что пустое пространство — это не ничто. Пространство обладает удивительными свойствами, многие из которых только начинают понимать. Первое свойство, которое обнаружил Эйнштейн, заключается в том, что возможно появление большего пространства. Затем одна версия теории гравитации Эйнштейна, версия, содержащая космологическую постоянную, делает второе предсказание: «пустое пространство» может обладать собственной энергией. Поскольку эта энергия является свойством самого пространства, она не будет растворяться по мере расширения пространства. По мере того, как появляется больше пространства, появляется больше этой энергии пространства. В результате эта форма энергии заставит Вселенную расширяться все быстрее и быстрее. К сожалению, никто не понимает, почему космологическая постоянная вообще должна существовать, не говоря уже о том, почему она должна иметь именно то значение, которое вызывает наблюдаемое ускорение Вселенной.

Ядро темной материи не поддается объяснению

Это изображение показывает распределение темной материи, галактик и горячего газа в ядре сливающегося скопления галактик Abell 520. Результат может бросить вызов основным теориям темной иметь значение.

Другое объяснение того, как пространство приобретает энергию, исходит из квантовой теории материи. В этой теории «пустое пространство» на самом деле заполнено временными («виртуальными») частицами, которые постоянно образуются, а затем исчезают. Но когда физики попытались подсчитать, сколько энергии это дало бы пустому пространству, ответ оказался неверным — во многом неверным. Вышло число 10 ¹²⁰ раза больше. Это 1 со 120 нулями после него. Трудно получить такой плохой ответ. Итак, загадка продолжается.

Другое объяснение темной энергии состоит в том, что это новый вид динамической энергетической жидкости или поля, что-то, что заполняет все пространство, но что-то, чье влияние на расширение Вселенной противоположно влиянию материи и обычной энергии. Некоторые теоретики назвали это «квинтэссенцией» в честь пятого элемента греческих философов. Но если ответом является квинтэссенция, мы все еще не знаем, на что она похожа, с чем взаимодействует и почему существует. Итак, загадка продолжается.

Последняя возможность состоит в том, что теория гравитации Эйнштейна неверна. Это повлияет не только на расширение Вселенной, но и на поведение обычной материи в галактиках и скоплениях галактик. Этот факт позволил бы решить, является ли решение проблемы темной энергии новой теорией гравитации или нет: мы могли бы наблюдать, как галактики объединяются в скопления. Но если окажется, что нужна новая теория гравитации, что это будет за теория? Как она могла бы правильно описать движение тел в Солнечной системе, как это делает теория Эйнштейна, и при этом дать нам другое предсказание для Вселенной, которое нам нужно? Есть теории-кандидаты, но ни одна из них не убедительна. Итак, загадка продолжается.

Чтобы сделать выбор между возможностями темной энергии — свойством пространства, новой динамической жидкостью или новой теорией гравитации, — необходимы дополнительные данные, более качественные данные.

Что такое темная материя?

Сопоставив теоретическую модель состава Вселенной с объединенным набором космологических наблюдений, ученые пришли к описанному выше составу: ~68% темной энергии, ~27% темной материи, ~5% обычной материи. . Что такое темная материя?

Мы гораздо более уверены в том, чем не является темная материя, чем в том, чем она является. Во-первых, он темный, а это означает, что он не в форме звезд и планет, которые мы видим. Наблюдения показывают, что во Вселенной слишком мало видимой материи, чтобы составить 27%, требуемые наблюдениями. Во-вторых, это не темные облака обычной материи, материи, состоящей из частиц, называемых барионами. Мы знаем это, потому что могли бы обнаруживать барионные облака по поглощению ими проходящего через них излучения. В-третьих, темная материя — это не антиматерия, потому что мы не видим уникальных гамма-лучей, возникающих при аннигиляции антиматерии с материей. Наконец, мы можем исключить большие черные дыры размером с галактику, исходя из того, сколько гравитационных линз мы видим. Высокие концентрации вещества отклоняют свет, проходящий рядом с ними, от объектов, находящихся дальше, но мы не видим достаточного количества событий линзирования, чтобы предположить, что такие объекты составляют требуемый вклад темной материи в 25%.

Abell 2744: выявлено скопление Пандоры

На этом новом составном изображении Abell 2744 запечатлено одно из самых сложных и драматических столкновений между скоплениями галактик, когда-либо наблюдаемых. Синим цветом показана карта общей концентрации массы ( в основном темная материя).

Однако на данный момент все еще есть несколько жизнеспособных возможностей темной материи. Барионная материя все еще могла бы составлять темную материю, если бы вся она была связана с коричневыми карликами или небольшими плотными кусками тяжелых элементов. Эти возможности известны как массивные компактные гало-объекты, или «МАЧО». Но наиболее распространенная точка зрения состоит в том, что темная материя вовсе не барионная, а состоит из других, более экзотических частиц, таких как аксионы или вимпы (слабо взаимодействующие массивные частицы).

D В странной галактике пропала материя

Исследователи были удивлены, когда обнаружили галактику NGC 1052-DF2, в которой отсутствует большая часть, если не вся темная материя.

Энергия не появляется из ниоткуда и не исчезает в никуда: Недопустимое название — Циклопедия

«Если энергия никуда не пропадает и не появляется из ниоткуда, то можно утверждать, что ее ограниченное количество?» — Яндекс Кью