Top 10 čudnih, a kul idej za fiziko

Zanimive intelektualne uganke

V njej je veliko zanimivih idej fizika , še posebej v sodobni fiziki. Zadeva obstaja kot stanje energije, medtem ko se valovi verjetnosti širijo po vesolju. Obstoj sam lahko obstaja le kot vibracije na mikroskopskih, transdimenzionalnih strunah. Tukaj je nekaj najzanimivejših idej v sodobni fiziki. Nekatere so popolne teorije, kot je relativnostna teorija, druge pa so načela (predpostavke, na katerih so zgrajene teorije), nekatere pa sklepi na podlagi obstoječih teoretičnih okvirov.
Vsi pa so res čudni.

Dvojnost valovnih delcev

PASIEKA/Science Photo Library/Getty Images

Snov in svetloba imata lastnosti valovanja in delcev hkrati. Rezultati kvantne mehanike jasno kažejo, da imajo valovi lastnosti, podobne delcem, delci pa valovne lastnosti, odvisno od specifičnega eksperimenta. Kvantna fizika je torej sposobna narediti opise snovi in ​​energije na podlagi valovnih enačb, ki se nanašajo na verjetnost obstoja delca na določenem mestu ob določenem času.

Einsteinova teorija relativnosti

EinsteinovaTeorija relativnosti temelji na načelu, da so fizikalni zakoni enaki za vse opazovalce, ne glede na to, kje se nahajajo ali kako hitro se gibljejo ali pospešujejo. To na videz zdravorazumsko načelo napoveduje lokalizirane učinke v obliki posebne teorije relativnosti in opredeljuje gravitacija kot geometrijski pojav v obliki splošne teorije relativnosti.

Kvantna verjetnost in problem merjenja

Kvantna fizika je matematično definirana s Schroedingerjevo enačbo, ki prikazuje verjetnost delca, ki se nahaja na določeni točki. Ta verjetnost je bistvenega pomena za sistem in ni zgolj posledica nevednosti. Ko je meritev opravljena, pa imate dokončen rezultat.

Težava pri merjenju je v tem, da teorija ne razloži popolnoma, kako dejanje merjenja dejansko povzroči to spremembo. Poskusi rešitve problema so privedli do nekaterih zanimivih teorij.

Heisenbergov princip negotovosti

Fizik Werner Heisenberg je razvil Heisenbergovo načelo negotovosti, ki pravi, da je pri merjenju fizičnega stanja kvantnega sistema temeljna omejitev količine natančnosti, ki jo je mogoče doseči.

Na primer, bolj natančno kot merite gibalno količino delca, manj natančna je vaša meritev njegovega položaja. Tudi v Heisenbergovi interpretaciji to ni bila le merilna napaka ali tehnološka omejitev, ampak dejanska fizična omejitev.

Kvantna zapletenost in nelokalnost

V kvantni teoriji se lahko nekateri fizični sistemi 'zapletejo', kar pomeni, da so njihova stanja neposredno povezana s stanjem drugega predmeta nekje drugje. Ko je en objekt izmerjen in se Schroedingerjeva valovna funkcija sesede v eno samo stanje, se drugi objekt sesede v svoje ustrezno stanje ... ne glede na to, kako daleč so objekti (tj. nelokalnost).

Einstein, ki je to kvantno prepletenost poimenoval 'strašljivo dejanje na daljavo', je ta koncept osvetlil s svojim Paradoks EPR .

Enotna teorija polja

Enotna teorija polja je vrsta teorije, ki poskuša uskladiti kvantno fiziko z Einsteinovo splošno teorijo relativnosti.

Obstaja več posebnih teorij, ki spadajo pod naslov enotne teorije polja, vključno z Kvantna gravitacija , Teorija strun/Teorija superstrun/M-teorija , in Loop Quantum Gravity

Veliki pok

Kdaj Albert Einstein razvil teorijo splošne relativnosti, je napovedal možno širjenje vesolja. Georges Lemaitre je mislil, da to pomeni, da se vesolje začne v eni sami točki. Ime 'Big Bang' je dal Fred Hoyle, ko se je teoriji norčeval med radijsko oddajo.

Leta 1929, Edwin Hubble odkril a rdeči premik v oddaljenih galaksijah, kar kaže na to, da se oddaljujejo od Zemlje. Mikrovalovno sevanje kozmičnega ozadja, odkrito leta 1965, je podprlo Lemaitrovo teorijo.

Temna snov in temna energija

Na astronomskih razdaljah, edina pomembna temeljna sila fizike je gravitacija. Astronomi ugotavljajo, da se njihovi izračuni in opazovanja ne ujemajo povsem.

Neodkrita oblika snovi, imenovana temna snov, naj bi to popravila. Nedavni dokazi podpirajo temna snov .

Drugo delo kaže, da morda obstaja a temna energija , prav tako.

Trenutne ocene so, da je vesolje sestavljeno iz 70 % temne energije, 25 % temne snovi in le 5% vesolja je vidna snov ali energija.

Kvantna zavest

Pri poskusih reševanja problema merjenja v kvantni fiziki (glej zgoraj) fiziki pogosto naletijo na problem zavesti. Čeprav se večina fizikov poskuša izogniti temu vprašanju, se zdi, da obstaja povezava med zavestno izbiro eksperimenta in izidom eksperimenta.

Nekateri fiziki, predvsem Roger Penrose, menijo, da trenutna fizika ne more razložiti zavesti in da ima zavest sama povezavo s čudnim kvantnim kraljestvom.

Antropno načelo

Nedavni dokazi kažejo, da če bi bilo vesolje samo nekoliko drugačno, ne bi obstajalo dovolj dolgo, da bi se razvilo kakršno koli življenje. Verjetnost, da obstaja vesolje, v katerem lahko obstajamo, je na podlagi naključja zelo majhna.

Kontroverzno antropično načelo navaja, da lahko vesolje obstaja samo tako, da lahko nastane življenje na osnovi ogljika.

Čeprav je antropično načelo zanimivo, je bolj filozofska kot fizična teorija. Kljub temu antropično načelo predstavlja zanimivo intelektualno uganko.