Читать книгу - "Всё, что движется. Прогулки по беспокойной Вселенной от космических орбит до квантовых полей - Алексей Михайлович Семихатов"
Аннотация к книге "Всё, что движется. Прогулки по беспокойной Вселенной от космических орбит до квантовых полей - Алексей Михайлович Семихатов", которую можно читать онлайн бесплатно без регистрации
Рассказ о фундаментальной научной картине мира в развитии от более наглядного к более абстрактному: от брошенного камня до объяснения уравнений Эйнштейна и Шрёдингера. Человек разбирается в устройстве Вселенной, наблюдая за движением и его последствиями, догадываясь о правилах, которые регулируют все, что происходит, и получая подсказки о скрытых частях мира или о новых правилах из несоответствий между теоретически ожидаемым и реальным движением: знаменитые примеры включают предсказанное существование Нептуна, Планеты 9 и невидимого вещества в галактиках, причины ускоренного расширения Вселенной, квантовую природу теплового излучения. Привычные способы описания вещей рушатся. Неизбывная вражда, определяемая наличием постоянной Планка, составляет неотъемлемую часть устройства Вселенной. Такое положение дел влияет не только на то, что понимается под движением объектов, но в некоторой степени и на сам характер их существования. Награды и премии Вошла в длинный список XV сезона премии Дмитрия Зимина «Просветитель». В книге обсуждаются функционирование Солнечной системы и возможности путешествий по ней; взаимоотношения пространства, времени и движения в специальной теории относительности и определяемые ими проблемы галактических перелетов; общая теория относительности и ее эффекты, включая некеплеровы орбиты, замедление времени, гравитационные волны и экзотические способы сверхсветового перемещения; энтропия как незнание о микроскопическом движении и ее приложения от тепловых машин до демона Максвелла и черных дыр; квантовая механика, включая прохождение сквозь стены, уникальность устройства атомов, запутанность и интерпретации, призванные прояснить состояние кошки Шрёдингера. По правилам нашей Вселенной в ней невозможен покой, и читателю предстоит оценить ее беспокойное разнообразие. Мир, где властвует принцип неопределенности, казалось бы, должен выглядеть размытым и неточным, но в действительности все наоборот: мир оказывается чрезвычайно жестким и строгим, а потому точным в отношении тех значений величин, которые все-таки доступны существующим там явлениям. …Перед нами еще один случай, когда отличие времени от пространства вносит свои поправки, и в пространстве-времени обстоятельства поворачиваются таким образом, что самые прямые линии, соединяющие два события, – это самые долгие путешествия для путешествующих. Для кого Для тех, кому хочется найти ориентиры для понимания современной научной картины мира, ее принципов и закономерностей развития.
Небольшой набор известных элементарных частиц выглядит относительно случайным. Мы совсем не знаем, почему они именно такие и получили ли мы их в этой Вселенной в результате случайной «раздачи карт»; трудно сказать также, какую часть из «полной колоды» мы уже открыли (хотя очевидно, что не всю). Как бы то ни было, знания о картах, имеющихся у нас на руках, систематизируются следующим образом.
Прежде всего, полная колода получена объединением двух. У них разные рубашки:
Рабочий способ охарактеризовать две колоды – сказать, что все F составляют материю, а B являются переносчиками взаимодействий, т. е. служат для связи между разными частями материи[312]. В колоде F – карты трех мастей, а в колоде B никакого разделения по мастям нет (все карты в ней – что-то вроде козырей плюс еще один джокер).
Перевернем лицом вверх сначала карты из трехмастной колоды F. Значений карт (т. е. того, что определяет карту, помимо масти) там всего четыре; но это не двойка, тройка, четверка и пятерка (так их совсем никто не называет, даже я), а вот какие значения:
С учетом мастей карты из колоды F представлены на рис. В.1. Это, впрочем, определенное упрощение; чуть дальше мы увидим, что часть карт тут определенным образом «крапленые», но прямо сейчас это неважно.
Правила обращения с мастями особенно просты для первых трех значений карт (они выделены скобкой): «серые» и «темные» карты нельзя держать на руках. Крупье немедленно меняет каждую из них на более светлые карты, нередко добавляя карты с нулями. Правил обмена для одной и той же карты несколько, и то или иное выбирается случайным образом в соответствии с некоторыми вероятностями. Если в результате обмена карты из самой темной масти появилась серая карта (из числа выделенных скобкой), она, в свою очередь, обменивается. Каждый обмен – это превращение одной элементарной частицы в несколько других; в полном списке таких превращений – десятки возможностей, по несколько на одну элементарную частицу.
Рис. В.1. В колоде F карты четырех значений разбиты по трем мастям, которые показаны здесь как светлая, серая и темная
Серые и темные карты из выделенных скобкой представляют элементарные частицы, которые долго не живут: представители серой масти превращаются во что-то другое очень быстро, а представители более темной – еще быстрее. Происходит такое потому, что в природе «масти» отличаются друг от друга только массой элементарной частицы. Серая карта – копия светлой карты того же значения, но только со (значительно) большей массой, а темная – еще одна копия с (колоссально) большей массой. Общее же правило состоит в том, что более массивная элементарная частица претерпевает превращение всегда, когда ей есть во что превратиться – в набор менее массивных, перераспределив между ними свои значения (числа 2/3, –1/3 и –1, а также некоторые другие числа, здесь не указанные). При этом энергия mc2, которая содержалась в ее массе, уходит в массу новых частиц, а избыток – в их энергию движения, а суммарное значение карт после превращения остается таким же, каково было значение карты до превращения. Например, из исходной не могут получиться две или только карты с нулями. Значения карт 2/3, –1/3, –1 и 0 выражают электрический заряд, а он сохраняется, что бы ни происходило. В светлой масти для никаких вариантов превращений с соблюдением этих правил просто нет, и они ни во что и не превращаются[313]. Поэтому только они и участвуют напрямую в формировании вещества.
Я поддался картежному азарту и забыл сказать что-то важное. В колоде F есть еще антикарты. Это карты, представляющие античастицу для каждой элементарной частицы. Значение антикарты противоположно (в смысле дополнительного знака минус) значению карты; это означает, что заряды античастиц противоположны зарядам их частиц. Из-за этого антикарты легко отличать от карт во всех случаях, кроме одного – когда заряд равен нулю, потому что тогда у античастицы он тоже равен нулю. В этом случае мы будем проводить черту над нулем, 0. Но для ясности я во всех случаях снабжу антикарты еще небольшой звездочкой в правом верхнем углу. Антикарты тогда выглядят так, как показано на рис. В.2. В отличие от «регулярных» карт во Вселенной очень мало антикарт стоит только антикарте встретиться со «своей» картой, как они аннигилируют: пара заменяется на карты из колоды B (а потом могут случаться дальнейшие превращения).
Рис. В.2. В колоде F есть еще и антикарты
Имея под рукой антикарты, можно точнее показать, как карты более темных мастей превращаются в более светлые. (Превращения традиционно называют распадами, но это именно превращения, потому что получившиеся продукты не сидели в исходных частицах; все частицы элементарны в равной мере, и превращения, кстати, могут идти и в противоположную сторону, если для этого
Прочитали книгу? Предлагаем вам поделится своим впечатлением! Ваш отзыв будет полезен читателям, которые еще только собираются познакомиться с произведением.
Оставить комментарий
-
Гость Елена12 июнь 19:12 Потрясающий роман , очень интересно. Обожаю Анну Джейн спасибо 💗 Поклонник - Анна Джейн
-
Гость24 май 20:12 Супер! Читайте, не пожалеете Правила нежных предательств - Инга Максимовская
-
Гость Наталья21 май 03:36 Талантливо и интересно написано. И сюжет не банальный, и слог отличный. А самое главное -любовная линия без слащавости и тошнотного романтизма. Вторая попытка леди Тейл 2 - Мстислава Черная
-
Гость Владимир23 март 20:08 Динамичный и захватывающий военный роман, который мастерски сочетает драматизм событий и напряжённые боевые сцены, погружая в атмосферу героизма и мужества. Боевой сплав - Сергей Иванович Зверев