10-те най-странни физически факта – от теорията за относителността до квантовата физика - част 1

Физиката е странна. Никой не го отрича. Частици, които не съществуват освен като вероятности; време, което се променя спрямо това колко бързо се движите; котки, които са едновременно живи и мъртви, докато не отворите кутията…

Вижте 10 от най-странните факти във физиката, които трудно ще си представите или обясните. Но ние се опитахме да ви улесним.

Ако слънцето беше направено от банани, то отново щеше да е толкова горещо

Слънцето е горещо, повечето от вас сигурно са го забелязали. А е горещо заради огромната си маса – около милиард милиарда милиарда тона – която създава голяма гравитация и поставя ядрото му под колосално налягане. Точно както велосипедната гума се затопля, когато я помпите, налягането увеличава температурата на Слънцето. Огромното напрежение води до огромни температури.

Ако вместо водород, Слънцето бе направено от милиард милиарда милиарда банани и си висеше в пространството, то отново щеше да създава същото количество налягане, поради което и температурата му отново щеше да е толкова висока.  

Разбира се, тук има уловка. Без наличието на водород, не е възможно поддържането на ядрения синтез, поради което банановото слънце бързо щеше да изстине.

Цялата материя, от която са направени всички хора по света, може да се побере в бучка захар

Атомите представляват 99.999999999999% свободно пространство. Том Стопард казва: "Свийте юмрук и, ако юмрукът ви е голям колкото ядрото на един атом, то атомът е голям колкото катедралата "Св. Павел", и ако случайно е водороден атом, то той притежава само един електрон, който пърха като молец в празна катедрала – сега е при купола, сега при олтара."

Ако наблъскате атомите един до друг, премахвайки пространството между тях, така че тези огромни празни катедрали да се компресират до размера на първичните ядра, една супена лъжица (бучка захар) от тази маса ще тежи 5 милиарда тона; около десет пъти повече от теглото на всички хора, които днес са живи на Земята.

Именно това се случва в неутронна звезда, супер плътната маса, която остава след определен вид супернова.

Събития в бъдещето могат да влияят върху събития в миналото (да!)

Квантовата физика е много странна, безспорно. Експериментът с двата процепа на Юнг, при който се доказва, че светлината може да се държи и като вълна, и като частица, е достатъчно странен – особено факта, че самото наблюдение на светлината променя физическото й състояние.

Но от тук нататък става още по-странно. Според експеримент, предложен от физика Джон Уийлър през 1978 г. и проведен от учените през 2007 г., самото наблюдаване на частицата може да промени онова, което се случва с друга частица в миналото.

Според експеримента на Юнг, ако наблюдавате през кой от двата процепа ще премине светлината, вие я принуждавате да се държи като частица. Ако не я наблюдавате, тя се проектира върху екрана зад процепите и се държи като вълна.

Но ако чакате да премине през процепа и после наблюдавате от къде е минала, това ще я принуди да е преминала (разбрахте ли го това синтактично време?) през единия или другия. С други думи, причинната връзка върви назад: настоящето променя миналото.

Разбира се в лабораторни условия това оказва ефект само за неописуемо кратки части от секундата. Но Уийлър предполага, че светлината от отдалечените звезди, която се пречупва около гравитационен кладенец, може да се наблюдава по същия начин: което може да означава, че наблюдаването на нещо в този момент може да промени нещо случило се преди хиляди, дори милиони години назад в миналото.

Почти цялата Вселена липсва

В космическото пространство има повече от 100 милиарда галактики. Във всяка от тези галактики има между 10 милиона и 1 трилион звезди. Нашето Слънце е доста малка и бледа звезда ("жълто джудже" всъщност) и тежи около милиард милиарда милиарда тона. Повечето звезди са много по-големи от него. Във Вселената има огромно количество видима материя.

Но тя представлява само около 2% от масата й.

Учените знаят, че там има много повече материя, заради гравитацията, която тя създава. Въпреки огромното количество видима материя, тя отговаря за много малка част от гравитационното придърпване, което наблюдаваме при други галактики. Съществува нещо, наречено "тъмна материя", което изглежда е около шест пъти повече от обикновената материя.

За да направим нещата още по-объркващи, трябва да отбележим съществуването на "тъмната енергия", която е необходима на теорията за разширяването на Вселената. Но никой не може да ви каже какво всъщност представляват тъмната материя и тъмната енергия.

Предметите могат да пътуват по-бързо от светлината; а светлината не винаги пътува много бързо

Скоростта на светлината във вакуум е константа: 300 000 км в секунда. Въпреки това светлината не винаги се движи във вакуум. Във водата например, фотоните пътуват с около 3/4 от тази скорост.

В ядрените реактори някои частици се принуждават да развиват много висока скорост, често в рамките на частица от скоростта на светлината. Ако те преминат през изолираща среда, която забавя светлината, те всъщност могат да пътуват по-бързо от светлината около тях.

Когато това се случи, те предизвикват синьо сияние, известно като "радиация на Черенков", която може да се сравни със звуков взрив, но със светлина. Ето защо ядрените реактори светят в тъмното.

Най-бавната засечена светлинна скорост е 17 м в секунда – около 60 км в час – през рубидий, охладен почти до абсолютната нула (-273.15 градуса Целзий). Тогава се формира странно състояние на материята, наречено кондензат Бозе-Айнщайн.

По същия начин скоростта на светлината е намаляла почти до нула, но тъй като тя не се движи изобщо, не можем да го опишем като "най-бавната светлинна скорост." 

Към втора част > > >

източник: telegraph.co

снимки:tes.com; thenewyorktimes.com; youtube.com; theatlantic.com; scienceblogs.com; blogspot.com

по статията работи: Величка Мартинова