Физическая картина мира
description
Transcript of Физическая картина мира
![Page 1: Физическая картина мира](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022050820/56815ba3550346895dc9a970/html5/thumbnails/1.jpg)
Физическая картина мира
2012 год
И все-таки мы ее объединим!
Когда-нибудь
![Page 2: Физическая картина мира](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022050820/56815ba3550346895dc9a970/html5/thumbnails/2.jpg)
Что есть объективно?• Есть одна большая вселенная размером ≈
14 миллиардов парсек • 46 миллиардов или 4,6 × 1010 световых лет во
всех направлениях. • Метагалактика представляет собой шар
диаметром около 93 миллиардов световых лет
![Page 3: Физическая картина мира](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022050820/56815ba3550346895dc9a970/html5/thumbnails/3.jpg)
Мисс Вселенная
Нашей принцессе 13,75 ± 0,11 млрд лет
И она расширяется с ускорением!
![Page 4: Физическая картина мира](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022050820/56815ba3550346895dc9a970/html5/thumbnails/4.jpg)
А что, собственно, есть?Материя = реальность = энергия
4 типа полей
Почти не ощутимое, но могущественное и вездесущее - 10−29 г/см³
Вещество ощутимое
Вакуум – кипящая пустота
![Page 5: Физическая картина мира](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022050820/56815ba3550346895dc9a970/html5/thumbnails/5.jpg)
Темная материя 22%• не испускает электромагнитного излучения• можно обнаружить только по
гравитационным эффектам и• Барионы захватываются в гравитационные
ямы концентраций тёмной материи и испускают свет
Из чего? Предположительно:
Легкие нейтрино ??
Тяжелые нейтрино ???
Суперсимметричные частицы ????
Космионы ?????
![Page 6: Физическая картина мира](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022050820/56815ba3550346895dc9a970/html5/thumbnails/6.jpg)
Тёмная энергия и скрытая масса 70%*очень равномерно
распределена
Почему мы считаем, что она есть?
Иначе не объяснить факт расширения Вселенной с ускорением!
*имеет низкую плотность*не взаимодействует сколько-нибудь заметно
за исключением гравитации
10−29 г/см³
![Page 8: Физическая картина мира](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022050820/56815ba3550346895dc9a970/html5/thumbnails/8.jpg)
Вещество• обладает массой покоя• Вещество состоит из частиц, среди
которых чаще всего встречаются
А еще есть:
Лептоны, бозоны, кварки, фермионы
![Page 9: Физическая картина мира](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022050820/56815ba3550346895dc9a970/html5/thumbnails/9.jpg)
• Кварки – вот истинно элементарные частицы
• Из них слагаются протоны, нейтроны и другие адроны
![Page 10: Физическая картина мира](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022050820/56815ba3550346895dc9a970/html5/thumbnails/10.jpg)
поля
Поля – непрерывны и осуществляют взаимодействие
![Page 11: Физическая картина мира](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022050820/56815ba3550346895dc9a970/html5/thumbnails/11.jpg)
Что мы не замечаем?• Что пространство и время зависят
от скорости наблюдателя и массы объектов рядом
• Что разница между волной и частицей условна
• Что нельзя измерить не изменив объект
• Что объект существует только в разрешенных состояниях
• Что пока не посмотришь, нельзя сказать ни где, ни каков объект
Огромные скорости и энергии
Наномир
Релятивистская механика
Квантовая механика
![Page 12: Физическая картина мира](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022050820/56815ba3550346895dc9a970/html5/thumbnails/12.jpg)
Пространство и время зависят от скорости наблюдателя и массы объектов
рядом
(∆х) пространство
сжимается
(∆t) часы замедляются
• Если объект в сильном гравитационном поле (рядом с тяжелой звездой)
• Если объект быстро движется, то его
Время течет медленнее
![Page 13: Физическая картина мира](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022050820/56815ba3550346895dc9a970/html5/thumbnails/13.jpg)
Размер, длительность, одновременность не есть безусловная данность
• Скорость света для всех одинакова и быстрее переместить массу невозможно
• Одновременность относительна
Зато скорость света ни от чего не зависит (кроме среды)
![Page 15: Физическая картина мира](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022050820/56815ba3550346895dc9a970/html5/thumbnails/15.jpg)
Малые объекты ведут себяи как частицы,
поглощаясь и излучаясь только порциями
и как волна, проходя сразу через две щели оставляя на экране набор полос, вместо тени
Макс Планк
![Page 16: Физическая картина мира](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022050820/56815ba3550346895dc9a970/html5/thumbnails/16.jpg)
Узнав что либо мы изменили объект
Принцип неопределенности Гейзенберга
Знаем 100% где – не знаем какой
Знаем 100% какой – не знаем где
Нельзя одновременно точно узнать какой и где
![Page 17: Физическая картина мира](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022050820/56815ba3550346895dc9a970/html5/thumbnails/17.jpg)
Квантовый объект существует только в разрешенных состояниях
• Например атомная система
Нильс Бор
• Он не заметит что ты пришел, если твой торт не совпадает точь в точь с его тарелками (если да, проглотит целиком)
• Но и угостить тебя он сможет только тем же самым, размером с набор своих тарелок (и тебе придется съесть это целиком)
![Page 18: Физическая картина мира](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022050820/56815ba3550346895dc9a970/html5/thumbnails/18.jpg)
Пока не посмотришь, нельзя сказать ни где, ни каков объект
• система перестаёт быть смешением состояний и выбирает одно из них в момент наблюдения
• пока ящик закрыт, система находится в обоих состояниях одновременно
• когда ящик открывается, Вселенная расщепляется на две разные вселенные, в одной из которых наблюдатель смотрит на ящик с мёртвым котом, а в другой — наблюдатель смотрит на живого кота
• Когда система перестаёт существовать как смешение двух состояний и выбирает одно конкретное? Варианты…
Кот Шредингера – жив или мертв?
![Page 19: Физическая картина мира](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022050820/56815ba3550346895dc9a970/html5/thumbnails/19.jpg)
Рождение и эволюция Вселенной
Родилась 13,7 ± 0,13 млрд лет назад из некоторого начального «сингулярного» состояния и с тех пор непрерывно расширяется и охлаждается
10−43 с - Можно хоть как-то описать - 1032 К и 1093 г/см³
10−35 с - гравитационное взаимодействие отделилось и началось расширение - кварк-глюонная плазма
Кварки и глюоны объединились в барионы, такие как протоны и нейтроны. Асимметричное образование как материи, которая превалировала, так и антиматерии, которые взаимно аннигилировали, превращаясь в излучение.
Гравитация стала доминирующей силой
Через 380 тысяч лет стало возможным существование атомов водорода
Протоны, объединяясь с нейтронами, образовали ядра дейтерия, гелия-4 и ещё нескольких лёгких изотопов
с
![Page 21: Физическая картина мира](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022050820/56815ba3550346895dc9a970/html5/thumbnails/21.jpg)
После эры рекомбинации материя стала прозрачной для излучения, которое, свободно распространяясь в пространстве, дошло до нас в виде реликтового излучения
![Page 22: Физическая картина мира](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022050820/56815ba3550346895dc9a970/html5/thumbnails/22.jpg)
Дальнейшая эволюция Вселенной
• Если плотность < критического значения
• Если же плотность > критической
то процесс расширения когда-нибудь остановится и начнётся обратная фаза сжатия, возвращающая к исходному сингулярному состоянию.
Вселенная будет расширяться вечно