Probleme teoretice intrare Wikipedia Psihedelic - august 2013 Mai jos este o listă de probleme nerezolvate din fizica modernă. Unele dintre aceste probleme sunt teoretice, ceea ce înseamnă că teoriile existente nu reușesc să explice anumite

CAPITOLUL 14 SOLUȚIA GĂSIREA O PROBLEME SAU MULTOR PROBLEME CU ACEEAȘI SOLUȚIE? APLICAȚII LASER În 1898, Wells și-a imaginat în cartea sa Războiul Lumilor că marțienii vor prelua Pământul, folosind razele morții care ar putea trece cu ușurință prin cărămizi, ar putea arde pădurile și

II. latura socială Probleme Această latură a problemei este, fără îndoială, cea mai importantă și cea mai interesantă. În vederea ei complexitate mare ne mărginim aici doar la considerentele cele mai generale.1. Schimbări în geografia economică mondială După cum am văzut mai sus, costul

1.2. Aspectul astronomic al problemei ACH Problema evaluării semnificației hazardului asteroid-cometă este legată, în primul rând, de cunoștințele noastre despre populația Sistemului Solar de corpuri mici, în special cele care se pot ciocni cu Pământul. O astfel de cunoaștere este oferită de astronomie.

Noi probleme ale cosmologiei Să revenim la paradoxurile cosmologiei non-relativiste. Amintiți-vă că motivul paradoxului gravitațional este că fie nu există suficiente ecuații pentru a determina în mod unic efectul gravitațional, fie nu există nicio modalitate de a seta corect

CAPITOLUL 9 Problemele unificării În 1947, proaspătul student absolvent Bryce DeWitt l-a întâlnit pe Wolfgang Pauli și i-a spus că lucrează la cuantizare. câmp gravitațional. Devitt nu a înțeles de ce cele două mari concepte ale secolului al XX-lea - fizica cuantică și teoria generală

Pot fi detectate undele gravitaționale?

Unele observatoare sunt ocupate să caute dovezi ale undelor gravitaționale. Dacă astfel de unde pot fi găsite, aceste fluctuații în structura spațiu-timp în sine vor indica cataclisme care au loc în Univers, cum ar fi exploziile de supernove, coliziunile cu găurile negre și, posibil, evenimente încă necunoscute. Pentru detalii, vezi articolul lui W. Waite Gibbs „Space-Time Ripples”.

Care este durata de viață a unui proton?

Unele teorii din afara Modelului Standard (vezi Capitolul 2) prezic dezintegrarea protonului și au fost construite mai multe detectoare pentru a detecta o astfel de dezintegrare. Deși degradarea în sine nu a fost încă observată, limita inferioară a timpului de înjumătățire al protonului este estimată la 10 32 de ani (depășind semnificativ vârsta Universului). Odată cu apariția senzorilor mai sensibili, poate fi posibil să se detecteze dezintegrarea protonului sau poate fi necesar să se deplaseze limita inferioară a timpului de înjumătățire al acestuia.

Sunt posibili supraconductori la temperaturi ridicate?

Supraconductivitatea apare atunci când rezistența electrică a unui metal scade la zero. În astfel de condiții, curentul electric stabilit în conductor circulă fără pierderi, care sunt caracteristice curentului obișnuit la trecerea prin conductori precum firul de cupru. Fenomenul de supraconductivitate a fost observat pentru prima dată la temperaturi extrem de scăzute (chiar peste zero absolut, -273 °C). În 1986, oamenii de știință au reușit să realizeze materiale supraconductoare la punctul de fierbere al azotului lichid (-196 ° C), ceea ce a permis deja crearea de produse industriale. Mecanismul acestui fenomen nu este încă pe deplin înțeles, dar cercetătorii încearcă să obțină supraconductivitate la temperatura camerei, care va reduce pierderile de energie.

Cum determină compoziția unei molecule forma acesteia?

Cunoașterea structurii orbitale a atomilor din molecule simple face destul de ușor să se determine aspectul unei molecule. Cu toate acestea, studii teoretice privind apariția moleculelor complexe, în special a celor importante din punct de vedere biologic, nu au fost încă efectuate. Un aspect al acestei probleme este plierea proteinelor, care este discutată în Lista de idei 8.

Care sunt procesele chimice în cancer?

Factori biologici precum ereditatea și Mediul extern probabil joacă mare rolîn dezvoltarea cancerului. Știind ce se întâmplă în celulele canceroase reacții chimice este posibil să se creeze molecule care să întrerupă aceste reacții și să dezvolte rezistența la cancer în celule.

Cum moleculele asigură comunicarea în celulele vii?

Moleculele sunt folosite pentru a alerta celulele forma dorită, când prin „potrivire” sub formă de complementaritate se transmite mesajul. Moleculele de proteine ​​sunt cele mai importante, așa că modul în care se pliază le determină aspectul [conformația]. Prin urmare, o cunoaștere mai profundă a pliului proteic va ajuta la rezolvarea problemei comunicării.

Unde nivel molecular este determinată îmbătrânirea celulară?

O altă problemă biochimică a îmbătrânirii poate fi legată de ADN-ul și proteinele implicate în repararea ADN-ului care este trunchiat în timpul replicării repetate (vezi: List of Ideas, 9. Genetic Technologies).

Cum se dezvoltă un întreg organism dintr-un singur ou fertilizat?

La această întrebare pare să se răspundă de îndată ce problema principală a Cap. 4: care este structura și scopul proteomului? Desigur, fiecare organism are propriile caracteristici în organizarea proteinelor și scopul lor, dar cu siguranță va fi posibil să găsim multe în comun.

Ce cauzează extincții în masă?

În ultimii 500 de milioane de ani, dispariția completă a speciilor a avut loc de cinci ori. Știința continuă să caute motivele pentru aceasta. Ultima extincție, care a avut loc în urmă cu 65 de milioane de ani, la cumpăna perioadelor Cretacic și Terțiar, este asociată cu dispariția dinozaurilor. După cum David Rope pune întrebarea în Extinction: Genes or Luck? (Vezi: Surse pentru studiu aprofundat), dacă a fost cauzată dispariția majorității organismelor care trăiesc la acel moment factori genetici Sau un fel de cataclism? Conform ipotezei propuse de tatăl și fiul, Luis și Walter, Alvarez, acum 65 de milioane de ani, un meteorit uriaș a căzut pe Pământ (aproximativ 10 km în diametru). Impactul pe care l-a făcut a ridicat nori uriași de praf, care au devenit o piedică în calea fotosintezei, ceea ce a dus la moartea multor plante și, prin urmare, a celor care alcătuiesc una. lant trofic animale, până la dinozaurii uriași, dar vulnerabili. Confirmarea acestei ipoteze este un mare crater de meteorit descoperit în partea de sud a Golfului Mexic în 1993. Este posibil ca extincțiile anterioare să fi fost rezultatul unor ciocniri similare? Cercetările și dezbaterile continuă.

Au fost dinozaurii cu sânge cald sau cu sânge rece?

Profesorul britanic de anatomie Richard Owen a inventat conceptul de „dinozaur” (care înseamnă „șopârle teribile”) în 1841, când au fost găsite doar trei schelete incomplete. Artistul și sculptorul britanic de animale Benjamin Waterhouse Hawkins s-a ocupat de reconstrucția aspectului animalelor dispărute. Deoarece primele exemplare găsite aveau dinți asemănătoare iguanelor, animalele sale de pluș arătau ca niște iguane uriașe, provocând destulă agitație în rândul vizitatorilor.

Dar șopârlele sunt reptile cu sânge rece și, prin urmare, la început au decis că dinozaurii sunt la fel. Apoi, mai mulți oameni de știință au sugerat că cel puțin unii dinozauri erau animale cu sânge cald. Nu au existat dovezi până în 2000, când a fost descoperită o inimă de dinozaur fosilizată în Dakota de Sud. Având un dispozitiv cu patru camere, această inimă confirmă presupunerea dinozaurilor cu sânge cald, deoarece există doar trei camere în inima șopârlelor. Cu toate acestea, sunt necesare mai multe dovezi pentru a convinge restul lumii de această presupunere.

Care este baza conștiinței umane?

Fiind un subiect de studiu al științelor umaniste, această problemă depășește cu mult scopul acestei cărți, dar mulți dintre colegii noștri științifici se angajează să o studieze.

După cum ar fi de așteptat, există mai multe abordări ale interpretării conștiinței umane. Reduceniştii susţin că creierul este mare multime molecule care interacționează și că în final vom dezlega regulile muncii lor (vezi articolul lui Crick și Koch „The problem of consciousness” [În lumea științei. 1992. nr. 11–12]).

O altă abordare se întoarce la mecanica cuantică. Potrivit lui, nu suntem capabili să înțelegem neliniaritatea și imprevizibilitatea creierului până când nu înțelegem legătura dintre nivelurile atomice și macroscopice ale comportamentului materiei (vezi cartea lui Roger Penrose The New Mind of the King: On Computers, Gândirea și legile fizicii [M., 2003]; a Vezi și Umbrele minții: În căutarea unei științe a conștiinței [M., 2003]).

Conform unei abordări de lungă durată, mintea umană are o componentă mistică care este inaccesibilă explicației științifice, astfel încât știința nu este capabilă să înțeleagă deloc conștiința umană.

În legătură cu munca recentă a lui Stephen Wolfram privind crearea de imagini ordonate prin utilizarea constantă a acestora reguli simple(vezi cap. 5) nu trebuie surprins că această abordare folosit în legătură cu conștiința umană; asta vă va oferi un alt punct de vedere.

Ce cauzează schimbări mari în clima Pământului, cum ar fi încălzirea globală și erele glaciare?

Epocile glaciare, caracteristice Pământului pentru ultimele 35 de milioane de ani, au avut loc aproximativ la fiecare 100 de mii de ani. Ghețarii înaintează și se retrag în nord zonă temperată, lăsând semne memorabile sub formă de râuri, lacuri și mări. Acum 30 de milioane de ani, când dinozaurii cutreierau Pământul, clima era mult mai caldă decât cea de astăzi, așa că copacii creșteau chiar și aproape de polul Nord. După cum sa menționat deja în cap. 5, temperatura suprafeței pământului depinde de stare de echilibru energiile de intrare și de ieșire. Mulți factori afectează acest echilibru, inclusiv energia radiată de Soare, resturile din spațiu între care Pământul își face drum, radiațiile incidente, modificările în orbita Pământului, modificările atmosferice și fluctuațiile cantității de energie radiată de Pământ ( albedo).

Aceasta este direcția în care se desfășoară cercetările, mai ales având în vedere timpuri recente controverse asupra efectului de seră. Există multe teorii, dar încă nu există o înțelegere adevărată a ceea ce se întâmplă.

Este posibil să prezicem erupții vulcanice sau cutremure?

niste erupții vulcanice sunt previzibile, cum ar fi erupția recentă (1991) a Muntelui Pinatubo din Filipine, dar altele sunt inaccesibile mijloacelor moderne, luând încă prin surprindere vulcanologii (cum ar fi erupția Muntelui St. Helens, Washington, 18 mai 1980). Mulți factori provoacă erupții vulcanice. Nu există o singură abordare teoretică care să fie adevărată pentru toți vulcanii.

Cutremurele sunt chiar mai greu de prezis decât erupțiile vulcanice. Unii geologi cunoscuți se îndoiesc chiar de capacitatea de a face o prognoză fiabilă (vezi: Lista de idei, 13. Predicția cutremurului).

Ce se întâmplă în miezul pământului?

Cele două învelișuri inferioare ale Pământului, nucleul exterior și interior, ne sunt inaccesibile datorită apariției lor profunde și presiune ridicata, care exclude măsurătorile directe. Geologii obțin toate informațiile despre nucleele pământului pe baza observațiilor la suprafață și a densității generale, compoziției și proprietăți magnetice, precum și cercetarea folosind unde seismice. De asemenea, ajută la studiu meteoriți de fier datorită asemănării procesului de formare a acestora cu pământul. Rezultatele recente obținute cu ajutorul undelor seismice au relevat viteză diferită valuri în direcțiile nord-sud și est-vest, indicând un miez interior solid stratificat.

Suntem singuri în univers?

În ciuda absenței oricăror dovezi experimentale ale existenței vieții extraterestre, există o mulțime de teorii în acest sens, precum și încercări de a detecta știri din civilizații îndepărtate.

Cum evoluează galaxiile?

După cum sa menționat deja în cap. 6, Edwin Hubble a clasificat totul galaxii cunoscute conform lor aspect. În ciuda descrierii atente a lor starea curenta, această abordare nu ne permite să înțelegem evoluția galaxiilor. Au fost prezentate mai multe teorii pentru a explica formarea galaxiilor spiralate, eliptice și neregulate. Aceste teorii se bazează pe fizica norilor de gaz care au precedat galaxiile. Simulările pe supercomputer au făcut posibilă înțelegerea a ceva, dar nu au condus încă la o teorie unificată a formării galaxiilor. Crearea unei astfel de teorii necesită cercetări suplimentare.

Sunt comune planetele asemănătoare Pământului?

Modelele matematice prezic existența planetelor asemănătoare Pământului de la unități la milioane în cadrul Căii Lactee. Telescoapele puternice au descoperit mai mult de 70 de planete în afara sistemului solar, dar cele mai multe dintre ele sunt de dimensiunea lui Jupiter sau mai mari. Pe măsură ce telescoapele se îmbunătățesc, va fi posibil să se găsească alte planete, ceea ce va ajuta să se determine care dintre ele modele matematice mai fidel la realitate.

Care este sursa exploziilor Y?

Aproximativ o dată pe zi, se observă cea mai puternică radiație γ, care adesea se dovedește a fi mai puternică decât toate celelalte luate împreună (razele γ sunt similare cu lumina vizibilă, dar au o frecvență și o energie mult mai mare). Acest fenomen a fost înregistrat pentru prima dată la sfârșitul anilor 1960, dar nu a fost raportat până în anii 1970, deoarece toți senzorii au fost utilizați pentru a monitoriza respectarea interdicției de deținere. testare nucleară.

La început, astronomii au crezut că sursele acestor emisii se aflau în Calea Lactee. Intensitatea mare a radiației a determinat o presupunere cu privire la apropierea surselor sale. Dar, pe măsură ce datele s-au acumulat, a devenit evident că aceste ejecții veneau de peste tot și nu erau concentrate în planul Căii Lactee.

O erupție înregistrată în 1997 de telescopul spațial Hubble a indicat că venea de la periferia unei galaxii slab luminoase, aflată la câteva miliarde de ani lumină distanță. Deoarece sursa era departe de centrul galaxiei, era puțin probabil să fie o gaură neagră. Se crede că aceste explozii de radiații γ provin din stele obișnuite conținute în discul galaxiei, posibil din cauza ciocnirii stelelor neutronice sau a altor corpuri cerești încă necunoscute nouă.

De ce este Pluto atât de diferit de toate celelalte planete?

Cele patru planete interioare - Mercur, Venus, Pământ și Marte - sunt relativ mici, stâncoase și apropiate de Soare. Cele patru planete exterioare - Jupiter, Saturn, Uranus și Neptun - sunt mari, gazoase și îndepărtate de Soare. Acum despre Pluto. Pluto este mic (ca planetele interioare) și îndepărtat de Soare (cum ar fi planete exterioare). În acest sens, Pluto cade din seria generală. Orbitează în jurul Soarelui lângă o regiune numită Centura Kuiper, care conține multe corpuri asemănătoare cu Pluto (unii astronomi le numesc Plutino).

Recent, mai multe muzee au decis să elimine statutul planetar al lui Pluto. Până când mai multe alte corpuri din centura Kuiper vor fi cartografiate, controversa în jurul statutului lui Pluto nu se va potoli.

Care este vârsta universului?

Vârsta universului poate fi estimată în mai multe moduri. Într-un fel, vârsta elementelor chimice din compoziția Căii Lactee este estimată din rezultate dezintegrare radioactivă elemente cu timpi de înjumătățire cunoscut pe baza presupunerii că elementele sunt sintetizate (în interiorul supernovelor de stele mari) cu o rată constantă. Conform acestei metode, vârsta Universului este determinată a fi de 14,5±3 miliarde de ani.

O altă metodă presupune estimarea vârstei clustere de stele pe baza unor ipoteze despre comportamentul și eliminarea clusterelor. Vârsta celor mai vechi clustere este estimată la 11,5 ± 1,3 miliarde de ani, iar pentru Univers - 11–14 miliarde de ani.

Vârsta Universului, determinată de rata de expansiune a acestuia și de distanța până la cele mai îndepărtate obiecte, este de 13-14 miliarde de ani. Descoperirea recentă a expansiunii accelerate a universului (vezi capitolul 6) face această cantitate mai incertă.

Recent a fost dezvoltată o altă metodă. telescopul spațial Hubble, lucrând la limita capacităților sale, a măsurat temperatura celor mai vechi pitice albe din clusterul globular M4. (Această metodă este similară cu estimarea timpului care a trecut de la arderea unui incendiu, folosind temperatura cenușii.) S-a dovedit că vârsta celor mai bătrâne pitice albe este de 12-13 miliarde de ani. Dacă presupunem că primele stele s-au format nu mai devreme de 1 miliard de ani după " Marea explozie”, vârsta Universului este de 13–14 miliarde de ani, iar estimarea servește drept test al indicatorilor obținuți prin alte metode.

În februarie 2003, au fost obținute date de la Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP), care a făcut posibilă calcularea cât mai precisă a vârstei Universului: 13,7 ± 0,2 miliarde de ani.

Există mai multe universuri?

Potrivit unuia soluție posibilă discutat în cap. 6 a problemei expansiunii accelerate a Universului se obtine un ansamblu de universuri, care locuiesc „brane” izolate (membrane multidimensionale). Cu toate speculațiile sale această idee oferă o sferă largă pentru tot felul de presupuneri. Mai multe detalii despre universuri multiple poate fi găsit în cartea lui Martin Rees Casa noastră cosmică.

Când este următoarea întâlnire a Pământului cu un asteroid?

Resturile spațiale lovesc constant Pământul. Și de aceea este atât de important să știm ce dimensiune cad corpurile cerești peste noi și cât de des. Corpurile cu diametrul de 1 m intră în atmosfera Pământului de câteva ori pe lună. Ele explodează adesea la mare altitudine, eliberând energia unei bombe atomice mici. Aproximativ o dată pe secol, un corp cu o lungime de 100 m zboară către noi, lăsând în urmă mare memorie(impact vizibil). După explozia unui corp ceresc similar în 1908 peste taiga siberiană, în bazinul râului Podkamennaya Tunguska [teritoriul Krasnoyarsk], copacii au fost doborâți pe o suprafață de aproximativ 2 mii km2.

Impactul unui corp ceresc cu diametrul de 1 km, care se întâmplă o dată la un milion de ani, poate duce la distrugeri enorme și chiar provoca schimbarea climei. O coliziune cu un corp ceresc cu o lungime de 10 km a dus probabil la dispariția dinozaurilor la cumpăna epocilor Cretacic și Terțiar, acum 65 de milioane de ani. Deși un corp de această dimensiune poate apărea doar o dată la 100 de milioane de ani, se fac deja pași pe Pământ pentru a evita să fie surprins cu nerăbdare. Proiectele Near-Earth Objects (NEOs) și Near-Earth Asteroid Observation (NEAT) sunt dezvoltate pentru a urmări 90% din asteroizii mai mari de 1 km până în 2010, numărul total care, conform diverselor estimări, este în intervalul 500-1000. Un alt program, Spacewatch, condus de Universitatea din Arizona, monitorizează cerul pentru posibili candidați la impactul Pământului.

Pentru mai multe informații, vă rugăm să vizitați World Wide Web: http://neat.jpl . nasa. gov, http://neo.jpl.nasa.gov și http://apacewatch.Ipl. Arizona. edu/

Ce s-a întâmplat înainte de Big Bang?

Întrucât timpul și spațiul provin de la „big bang”, conceptul de „înainte” nu are niciun sens. Acest lucru echivalează cu a întreba ce este la nord de Polul Nord. Sau, după cum ar spune scriitoarea americană Gertrude Stein, nu mai există „atunci”. Dar astfel de dificultăți nu îi oprește pe teoreticieni. Poate că înainte de „big bang” timpul era imaginar; probabil că nu era nimic, iar Universul a apărut dintr-o fluctuație a vidului; sau a avut loc o coliziune cu o altă „brană” (vezi întrebarea despre universuri multiple ridicată mai devreme). Asemenea teorii sunt greu de găsit. confirmare experimentală, deoarece temperatura uriașă a inițialei bolid nu a permis crearea unor formațiuni atomice sau subatomice care ar putea exista înainte de începutul expansiunii Universului.

Note:

Briciul lui Occam - principiul că totul trebuie căutat pentru cea mai simplă interpretare; cel mai adesea acest principiu este formulat astfel: „În mod inutil nu trebuie afirmat mult” (pluralitas non est ponenda sine necessitate) sau: „Ceea ce poate fi explicat prin mai puțin nu trebuie exprimat prin mai mult” (frustra fit per plura quod potest fieri per pauciora ). Formularea „Entitățile nu trebuie multiplicate inutil” (entia non sunt multiplicandasine necessitate), citată de obicei de istorici, nu se găsește în scrierile lui Ockham (acestea sunt cuvintele lui Duran din Saint-Pourcin, c. 1270–1334 - un Teolog francez și un călugăr dominican; o expresie foarte asemănătoare găsită pentru prima dată la călugărul franciscan francez Odo Rigaud, circa 1205–1275).

Așa-numitele tuneluri topologice. Alte denumiri pentru aceste obiecte ipotetice sunt podurile Einstein-Rosen (1909–1995), Podolsky (1896–1966), gâturile Schwarzschild (1873–1916). Tunelurile pot conecta atât regiuni separate, arbitrar îndepărtate ale spațiului Universului nostru, cât și regiuni cu momente diferite ale începutului inflației sale. În prezent, discuția continuă despre fezabilitatea tunelurilor, despre permeabilitatea și evoluția acestora.

Kuiper Gerard Peter (1905–1973) – astronom olandez și american S-au descoperit satelitul lui Uranus - Miranda (1948), satelitul lui Neptun - Nereida (1949), dioxidul de carbon din atmosfera lui Marte, atmosfera satelitului lui Saturn Titan. Am compilat mai multe atlase detaliate de fotografii ale lunii. Dezvăluit multe stele dubleși pitice albe.

Un satelit numit în memoria inițiatorului acestui experiment - astrofizicianul David T. Wilkinson. Greutate 840 kg. Byt a fost lansat în iunie 2001 pe o orbită aproape solară, până la punctul Lagrange L2 (1,5 milioane km de Pământ), unde forte gravitationale Pământul și Soarele sunt egali unul cu celălalt, iar condițiile pentru observații de precizie ale întregului cer sunt cele mai favorabile. De la Soare, Pământ și Lună (cele mai apropiate surse de zgomot termic) echipamentul de recepție este protejat de un ecran rotund mare, pe a cărui latură iluminată sunt amplasate panouri solare. Această orientare se menține pe tot parcursul zborului. Două oglinzi receptoare cu o suprafață de 1,4x1,6 m, plasate „spate în spate”, scanează cerul departe de axa de orientare. Ca urmare a rotaţiei staţiei în jurul axa proprie 30% vizionate pe zi sfera celestiala. Rezoluția WMAP este de 30 de ori mai mare decât satelitul anterior COBE (Cosmic Background Explorer), lansat de NASAîn 1989. Dimensiunea celulei măsurate pe cer este de 0,2x0,2°, ceea ce a afectat imediat precizia cărți cerești. Sensibilitatea echipamentului receptor a crescut, de asemenea, de multe ori. De exemplu, o serie de date COBE obținute pe parcursul a 4 ani este colectată într-un nou experiment în doar 10 zile.

Timp de câteva secunde, o minge de foc strălucitoare a fost observată mișcându-se pe cer de la sud-est la nord-vest. Pe calea mașinii, care era vizibilă pe o zonă vastă Siberia de Est(pe o rază de până la 800 km), a rămas o dâră puternică de praf, care a persistat câteva ore. După fenomenele luminoase, s-a auzit o explozie la o distanță de peste 1000 km. În multe sate s-a simțit zguduirea solului și a clădirilor, asemănătoare cu un cutremur, geamurile ferestrelor s-au spulberat, ustensilele de uz casnic au căzut de pe rafturi, obiectele suspendate s-au legănat etc. Mulți oameni, precum și animale domestice, au fost doborâți de un val de aer. Seismografe în Irkutsk și într-o serie de locuri din Europa de Vest au fost înregistrate undă seismică. aerian val de explozie a fost înregistrată pe barograme obținute la multe stații meteorologice siberiene, la Sankt Petersburg și o serie de stații meteorologice din Marea Britanie. Aceste fenomene sunt explicate cel mai pe deplin prin ipoteza cometei, conform căreia au fost cauzate de o invazie a atmosfera pământului o mică cometă care se mișcă din viteza spatiala. Conform conceptelor moderne, cometele constau din apă înghețată și diferite gaze cu amestecuri de incluziuni de fier nichel și materie stâncoasă. G. I. Petrov a stabilit în 1975 că „corpul Tunguska” era foarte liber și nu depășește densitatea aerului de la suprafața Pământului de 10 ori. Era un bulgăre de zăpadă liber, cu o rază de 300 m și o densitate mai mică de 0,01 g/cm. La o altitudine de aproximativ 10 km, corpul s-a transformat într-un gaz care s-a disipat în atmosferă, ceea ce explică neobișnuitul nopti luminoaseîn Siberia de Vest şi în Europa după acest eveniment. Căzut la pământ unda de soc a făcut căderea pădurii.

Stein Gertrude (1874–1946) – scriitor american, teoretician literar!. Modernist. Formal – proză experimentală („Becoming Americans”, 1906-1908, publicată 1925) în concordanță cu literatura! „flux de conștiință”. Carte biografică Autobiografia lui Alice B. Toklas (1933). Stein deține expresia „generație pierdută” (în rusă: Stein G. Autobiography of Alice B. Toklas. St. Petersburg, 2000; Stein G. Autobiography of Alice B. Toklas. Picasso. Lectures in America. M., 2001).

Un indiciu al cuvintelor nu există acolo, acolo din capitolul 4! Povestea din 1936 (publicată în 1937) Biografia tuturor, o continuare a celebrului ei roman Autobiografia lui Alice B. Toklas.

Mai jos este o listă probleme nerezolvate ale fizicii moderne. Unele dintre aceste probleme sunt teoretice. Aceasta înseamnă că teoriile existente nu sunt în măsură să explice anumite fenomene observate sau rezultate experimentale. Alte probleme sunt experimentale, ceea ce înseamnă că există dificultăți în crearea unui experiment pentru a testa o teorie propusă sau pentru a studia un fenomen mai detaliat. Următoarele probleme sunt fie probleme teoretice fundamentale, fie idei teoretice pentru care nu există date experimentale. Unele dintre aceste probleme sunt strâns legate. De exemplu, dimensiunile suplimentare sau supersimetria pot rezolva problema ierarhiei. Se crede că teorie completă gravitația cuantică este capabil să răspundă la majoritatea întrebărilor de mai sus (cu excepția problemei insulei de stabilitate).

• 1. gravitația cuantică. Pot fi combinate mecanica cuantică și relativitatea generală într-o singură teorie auto-consistentă (poate că aceasta este teoria cuantică a câmpului)? Este spațiu-timp continuu sau este discret? Va folosi o teorie auto-consistentă un graviton ipotetic sau va fi în întregime un produs al structurii discrete a spațiu-timp (ca în gravitația cuantică în buclă)? Există abateri de la predicțiile relativității generale pentru scări foarte mici, scări foarte mari sau alte circumstanțe extreme care decurg din teoria gravitației cuantice?
• 2. Găuri negre, dispariția informațiilor într-o gaură neagră, radiații Hawking. Produce găuri negre Radiație termala cum prezice teoria? Conține această radiație informații despre structura lor internă, așa cum sugerează dualitatea invarianței gravitaționale, sau nu, după cum rezultă din calculul original al lui Hawking? Dacă nu, iar găurile negre se pot evapora continuu, atunci ce se întâmplă cu informațiile stocate în ele (mecanica cuantică nu prevede distrugerea informațiilor)? Sau radiația se va opri la un moment dat când mai rămâne puțin din gaura neagră? Există vreo altă modalitate de a le cerceta structura interna dacă o astfel de structură chiar există? În interiorul unei găuri negre se aplică legea conservării sarcinii barionului? Nu se cunoaște dovada principiului cenzurii cosmice, precum și formularea exactă a condițiilor în care acesta este îndeplinit. Nu există o teorie completă și completă a magnetosferei găurilor negre. Formula exactă pentru calcularea numărului este necunoscută diferite state un sistem a cărui prăbușire duce la formarea unei găuri negre cu o masă, moment unghiular și sarcină date. Dovada în cazul general a „teoremei fără păr” pentru o gaură neagră este necunoscută.
• 3. Dimensiunea spațiu-timp. Există dimensiuni suplimentare ale spațiu-timp în natură, pe lângă cele patru cunoscute nouă? Dacă da, care este numărul lor? Este dimensiunea „3+1” (sau mai mare) o proprietate a priori a universului sau este rezultatul altor procese fizice, așa cum sugerează, de exemplu, teoria triangulației dinamice cauzale? Putem „observa” experimental dimensiuni spațiale mai mari? Este corect principiul holografic, conform căruia fizica spațiu-timpului nostru „3 + 1” dimensional este echivalentă cu fizica unei hipersuprafețe cu dimensiunea „2 + 1”?
• 4. Modelul inflaționist al Universului. Este corectă teoria inflației cosmice și, dacă da, care sunt detaliile acestei etape? Care este câmpul de inflație ipotetic responsabil pentru creșterea inflației? Dacă inflația a avut loc la un moment dat, acesta este începutul unui proces auto-susținut din cauza inflației oscilațiilor mecanice cuantice, care va continua într-un loc complet diferit, îndepărtat de acest punct?
• 5. Multivers. Există motive fizice pentru existența altor universuri care sunt fundamental neobservabile? De exemplu: există mecanică cuantică" istorii alternative sau „multe lumi”? Există „alte” universuri cu legi fizice care rezultă din moduri alternativeîncălcări ale simetriei aparente a forțelor fizice la energii mari, situate poate incredibil de departe din cauza inflației cosmice? Ar putea alte universuri să-l influențeze pe al nostru, provocând, de exemplu, anomalii în distribuția temperaturii radiații relicve? Este justificată utilizarea principiului antropic pentru a rezolva dileme cosmologice globale?
• 6. Principiul cenzurii cosmice și ipoteza protecției cronologiei. Pot singularitățile care nu sunt ascunse în spatele orizontului evenimentului, cunoscute sub numele de „singularități goale”, să apară din condiții inițiale realiste sau se poate dovedi o versiune a „ipotezei cenzurii cosmice” a lui Roger Penrose care sugerează că acest lucru este imposibil? Recent, au apărut fapte în favoarea inconsecvenței ipotezei cenzurii cosmice, ceea ce înseamnă că singularitățile goale ar trebui să apară mult mai des decât doar ca soluții extreme ale ecuațiilor Kerr-Newman, cu toate acestea, dovezi concludente pentru aceasta nu au fost încă prezentate. În mod similar, vor exista curbe închise asemănătoare timpului care apar în unele soluții ale ecuațiilor teorie generală relativitatea (și care implică posibilitatea călătoriei în timp în direcția opusă) sunt excluse de teoria gravitației cuantice, care combină relativitatea generală cu mecanica cuantică, așa cum sugerează „Chronology Defense Hypothesis” a lui Stephen Hawking?
• 7. Axa timpului. Ce ne poate spune despre natura fenomenelor temporale care diferă unele de altele prin mersul înainte și înapoi în timp? Cum este timpul diferit de spațiu? De ce sunt încălcări ale invarianței CP observate doar la unele interacțiuni slabeși nicăieri altundeva? Încălcările invarianței CP sunt o consecință a celei de-a doua legi a termodinamicii sau sunt o axă separată a timpului? Există excepții de la principiul cauzalității? Este trecutul singurul posibil? Este momentul prezent diferit din punct de vedere fizic de trecut și viitor, sau este pur și simplu rezultatul particularităților conștiinței? Cum au învățat oamenii să negocieze ceea ce este momentul prezent? (Vezi și mai jos Entropie (axa timpului)).
• 8. Localitate. Există fenomene nelocale în fizica cuantică? Dacă există, au limitări în transmiterea informațiilor sau: se pot deplasa și energia și materia pe o cale non-locală? În ce condiții se observă fenomene non-locale? Ce implică prezența sau absența fenomenelor non-locale pentru structura fundamentală a spațiului-timp? Cum se leagă asta cu întanglementul cuantic? Cum să-l interpretăm din punctul de vedere al interpretării corecte natura fundamentala fizică cuantică?
• 9. Viitorul Universului. Se îndreaptă Universul către un Big Freeze, Big Rip, Big Crunch sau Big Rebound? Este universul nostru parte dintr-un tipar ciclic care se repetă la nesfârșit?
• 10. Problema ierarhiei. De ce gravitația este așa forță slabă? Devine mare doar pe scara Planck, pentru particulele cu o energie de ordinul 10 19 GeV, care este mult mai mare decât scara electroslabă (în fizica energiei joase, o energie de 100 GeV este dominantă). De ce sunt aceste cântare atât de diferite unele de altele? Ce împiedică cantitățile de pe scara electroslabă, cum ar fi masa bosonului Higgs, să obțină corecții cuantice pe scale de ordinul lui Planck? Este supersimetria, dimensiunile suplimentare sau doar reglarea fină antropică soluția la această problemă?
• 11. Monopol magnetic. Au existat particule - purtători? sarcina magnetica» la orice epocă trecută cu energii superioare? Dacă da, există până acum? (Paul Dirac a arătat că prezența anumitor tipuri monopoli magnetici ar putea explica cuantizarea sarcinii.)
• 12. Dezintegrarea protonului și Marea Unire. Cum pot fi combinate trei interacțiuni fundamentale ale mecanicii cuantice diferite teoria cuantica câmpuri? De ce cel mai ușor barion, care este un proton, este absolut stabil? Dacă protonul este instabil, atunci care este timpul său de înjumătățire?
• 13. Supersimetrie. Este supersimetria spațiului realizată în natură? Dacă da, care este mecanismul ruperii supersimetriei? Supersimetria stabilizează scara electroslabă, prevenind corecțiile cuantice mari? Materia întunecată este formată din particule luminoase supersimetrice?
• 14. Generații de materie. Există mai multe trei generații quarci și leptoni? Numărul de generații este legat de dimensiunea spațiului? De ce chiar există generații? Există o teorie care ar putea explica prezența masei în unii quarci și leptoni în generații individuale pe baza unor principii de primă (teoria interacțiunii lui Yukawa)?
• 15. Simetria fundamentală și neutrini. Care este natura neutrinilor, care este masa lor și cum au modelat ei evoluția Universului? De ce există acum mai multă materie decât antimaterie în univers? Ce forțe invizibile au fost prezente în zorii universului, dar au dispărut din vedere în procesul de dezvoltare a universului?
• 16. Teoria câmpului cuantic. Sunt principiile teoriei relativiste a câmpurilor cuantice locale compatibile cu existența unei matrice de împrăștiere netrivială?
• 17. particule fără masă. De ce nu există particule fără masă fără spin în natură?
• 18. Cromodinamica cuantică. Care sunt stările de fază ale materiei care interacționează puternic și ce rol joacă acestea în spațiu? Ce este organizare internă nucleoni? Ce proprietăți ale materiei care interacționează puternic prezice QCD? Ce guvernează tranziția quarcilor și gluonilor în mezoni pi și nucleoni? Care este rolul gluonilor și interacțiunii gluonilor în nucleoni și nuclei? Ce determină caracteristicile cheie ale QCD și care este relația lor cu natura gravitației și spațiu-timpului?
• 19. nucleul atomicși astrofizică nucleară. Care este natura forțelor nucleare care leagă protonii și neutronii în nuclee stabili și izotopi rari? Care este motivul conexiunii particule simpleîn nuclee complexe? Care este natura stelelor neutronice și a materiei nucleare dense? Care este originea elementelor în spațiu? Care sunt reacțiile nucleare care mișcă stelele și le fac să explodeze?
• 20. Insula stabilității. Care este cel mai greu nucleu stabil sau metastabil care poate exista?
• 21. Mecanica cuantică și principiul corespondenței (numit uneori haos cuantic). Există interpretări preferate ale mecanicii cuantice? Cum duce o descriere cuantică a realității, care include elemente precum suprapunerea cuantică a stărilor și colapsul funcției de undă sau decoerența cuantică, la realitatea pe care o vedem? Același lucru se poate afirma și cu problema de măsurare: care este „dimensiunea” care face ca funcția de undă să cadă într-o anumită stare?
• 22. informatii fizice. Există fenomene fizice, cum ar fi găurile negre sau colapsul funcției de undă, care distrug iremediabil informațiile despre stările lor anterioare?
• 23. Teoria totul („Teoriile Marii Unificări”). Există o teorie care explică sensul tuturor elementelor fundamentale constante fizice? Există o teorie care explică de ce invarianța gabaritului modelului standard este așa cum este, de ce spațiu-timpul observat are 3 + 1 dimensiuni și de ce legile fizicii sunt așa cum sunt? „Constantele fizice fundamentale” se schimbă în timp? Sunt vreuna dintre particulele din modelul standard al fizicii particulelor formate de fapt din alte particule atât de puternic legate încât nu pot fi observate la energiile experimentale actuale? Există particule fundamentale care nu au fost încă observate și, dacă da, care sunt și care sunt proprietățile lor? Există inobservabile forte fundamentale că teoria sugerează că explica alte probleme nerezolvate din fizică?
• 24. Invarianța gabaritului. Există într-adevăr teorii non-abeliene de gabarit cu un decalaj în spectrul de masă?
• 25. simetria CP. De ce nu se păstrează simetria CP? De ce persistă în majoritatea proceselor observate?
• 26. Fizica semiconductorilor. Teoria cuantică a semiconductorilor nu poate calcula cu exactitate niciuna dintre constantele semiconductoare.
• 27. Fizica cuantică. Soluția exactă a ecuației Schrödinger pentru atomii multielectroni este necunoscută.
• 28. Când se rezolvă problema împrăștierii a două fascicule de către un obstacol, secțiunea transversală de împrăștiere este infinit de mare.
• 29. Feynmanium: Ce se va întâmpla cu element chimic, al cărui număr atomic va fi mai mare de 137, drept urmare electronul 1s 1 va trebui să se miște cu o viteză care depășește viteza luminii (după modelul Bohr al atomului)? Este „Feynmanium” ultimul element chimic capabil să existe fizic? Problema poate apărea în jurul elementului 137, unde extinderea distribuției sarcinii nucleare atinge punctul final. Vezi articolul Extins tabelul periodic elemente şi secţiunea efecte relativiste.
• 30. Fizică statistică. Fără teorie sistematică procese ireversibile, ceea ce face posibilă efectuarea de calcule cantitative pentru orice proces fizic dat.
• 31. Electrodinamica cuantică. Sunt acolo efecte gravitaționale, cauzate de oscilațiile nule ale câmpului electromagnetic? Nu se știe cum la calcul electrodinamică cuanticăîn regiunea de înaltă frecvență, să îndeplinească simultan condițiile pentru caracterul finit al rezultatului, invarianța relativistă și suma tuturor probabilităților alternative egală cu unu.
• 32. Biofizică. Nu există o teorie cantitativă pentru cinetica relaxării conformaționale a macromoleculelor de proteine ​​și a complexelor acestora. Nu există o teorie completă a transferului de electroni în structurile biologice.
• 33. Supraconductivitate. Este imposibil de prezis teoretic, cunoscând structura și compoziția materiei, dacă aceasta va trece în starea supraconductoare odată cu scăderea temperaturii.

Problemele reale înseamnă importante pentru această perioadă. Cândva, relevanța problemelor de fizică era destul de diferită. Au fost rezolvate întrebări precum „de ce se întunecă noaptea”, „de ce bate vântul” sau „de ce este apa udă”. Să vedem ce oameni de știință își frământă creierul în aceste zile.

Deși putem explica mai detaliat și mai detaliat lumea tot mai multe întrebări în timp. Oamenii de știință își direcționează gândurile și dispozitivele în adâncurile Universului și în jungla atomilor, găsind acolo astfel de lucruri care încă sfidează explicația.

Probleme nerezolvate în fizică

Unele dintre problemele de actualitate și nerezolvate ale fizicii moderne sunt pur teoretice. Câteva probleme fizica teoretica pur și simplu imposibil de testat experimental. O altă parte este întrebările legate de experimente.

De exemplu, experimentul nu este de acord cu teoria dezvoltată anterior. Există, de asemenea sarcini aplicate. Exemplu: probleme de mediu ale fizicii legate de căutarea de noi surse de energie. În cele din urmă, al patrulea grup este pur probleme filozoficeștiința modernă, în căutarea unui răspuns la „ întrebarea principală sensul vieții, universul și toate astea.”

Energia întunecată și viitorul universului

Conform ideilor de astăzi, Universul se extinde. Mai mult decât atât, conform analizei radiației relicve și radiației supernovei, aceasta se extinde cu accelerație. Expansiunea este condusă de energia întunecată. energie întunecată este o formă nedefinită de energie care a fost introdusă în modelul universului pentru a explica expansiunea accelerată. Energia întunecată nu interacționează cu materia în moduri pe care le cunoaștem, iar natura ei este un mare mister. Există două idei despre energia întunecată:

• Potrivit primei, umple uniform Universul, adică este o constantă cosmologică și are o densitate de energie constantă.
• Potrivit celui de-al doilea, densitatea dinamică a energiei întunecate variază în spațiu și timp.

În funcție de care dintre ideile despre energia întunecată este corectă, se poate presupune soarta viitoare a Universului. Dacă densitatea energiei întunecate crește, atunci așteptăm Mare decalajîn care toată materia se destramă.

Altă opțiune - Strângere mare, când forțele gravitaționale câștigă, expansiunea se va opri și va fi înlocuită de contracție. Într-un astfel de scenariu, tot ceea ce era în Univers se prăbușește mai întâi în găuri negre separate, apoi se prăbușește într-o singularitate comună.

Multe întrebări fără răspuns sunt legate de găuri negreși radiațiile acestora. Citiți unul separat despre aceste obiecte misterioase.

Materia si antimateria

Tot ce vedem în jurul nostru materie, constând din particule. antimaterie este o substanță compusă din antiparticule. O antiparticulă este omologul unei particule. Singura diferență dintre o particulă și o antiparticulă este sarcina. De exemplu, sarcina unui electron este negativă, în timp ce omologul său din lumea antiparticulelor, pozitronul, are aceeași mărime. sarcină pozitivă. Puteți obține antiparticule în acceleratoarele de particule, dar nimeni nu le-a întâlnit în natură.

Când interacționează (se ciocnesc), materia și antimateria se anihilează, rezultând formarea de fotoni. De ce materia predomină în Univers este o mare problemă a fizicii moderne. Se presupune că această asimetrie a apărut în primele fracțiuni de secundă după Big Bang.

La urma urmei, dacă materia și antimateria ar fi egale, toate particulele s-ar anihila, lăsând ca rezultat doar fotoni. Există sugestii că regiunile îndepărtate și complet neexplorate ale Universului sunt pline de antimaterie. Dar dacă acest lucru este așa, rămâne de văzut, după ce am făcut o mulțime de muncă a creierului.

Apropo! Pentru cititorii noștri există acum o reducere de 10% la

Teoria tuturor

Există o teorie care poate explica absolut totul fenomene fizice la nivel elementar? Poate că există. O altă întrebare este dacă ne putem gândi la asta. Teoria tuturor, sau Marea Teorie Unificată este o teorie care explică valorile tuturor constantelor fizice cunoscute și unifică 5 interacțiuni fundamentale:

• interacțiune puternică;
• interacțiune slabă;
• interacțiune electromagnetică;
• interacțiune gravitațională;
• Câmpul Higgs.

Apropo, puteți citi despre ce este și de ce este atât de important pe blogul nostru.

Dintre multele teorii propuse, nici una nu a trecut de verificarea experimentală. Una dintre cele mai direcții promițătoareîn această chestiune este unificarea mecanicii cuantice și a relativității generale în teoria gravitației cuantice. Cu toate acestea, aceste teorii au domenii de aplicare diferite, iar până acum toate încercările de a le combina duc la o divergență care nu poate fi înlăturată.

Câte dimensiuni sunt?

Suntem obișnuiți cu lumea tridimensională. Ne putem deplasa înainte și înapoi, în sus și în jos în cele trei dimensiuni pe care le cunoaștem, simțindu-ne confortabil. Cu toate acestea, există Teoria M, conform căruia există deja 11 numai măsurători 3 dintre care ne sunt disponibile.

Este destul de greu, dacă nu imposibil, de imaginat. Adevărat, pentru astfel de cazuri există un aparat matematic care ajută la rezolvarea problemei. Pentru a nu ne sufla mințile și pe tine, nu vom da calcule matematice din teoria M. Iată un citat din fizicianul Stephen Hawking:

Suntem doar maimuțe avansate pe o planetă mică cu o stea neremarcabilă. Dar avem șansa de a înțelege Universul. Acesta este ceea ce ne face speciali.

Ce să spunem despre spațiul îndepărtat, când știm departe de tot despre casa noastră. De exemplu, încă nu există o explicație clară pentru originea și inversarea periodică a polilor săi.

Există multe mistere și puzzle-uri. Există probleme similare nerezolvate în chimie, astronomie, biologie, matematică și filozofie. Rezolvând un mister, primim două în schimb. Aceasta este bucuria de a cunoaște. Amintiți-vă că, cu orice sarcină, oricât de dificilă ar fi, ei vă vor ajuta să faceți față. Problemele predării fizicii, ca orice altă știință, sunt mult mai ușor de rezolvat decât întrebările științifice fundamentale.