Краткая история времени Стивена Хокинга

A Brief History of Time Astronomy Nature Science Space Science Stephen Hawking

От Большого взрыва до черных дыр

A Brief History of Time by Stephen Hawking

Купить книгу - Стивен Хокинг "Краткая история времени"

О чем идет речь в книге "Краткая история времени"?

«Краткая история времени» (1988 г.), посвященная истории научной теории и концепциям, которые формируют наши современные знания о мире, является обязательным для посещения всем, кто интересуется историей науки. В этой книге Хокинг дает краткое изложение как истории Вселенной, так и сложной физики, лежащей в ее основе, и все это представлено в манере, понятной даже тем читателям, которые впервые знакомятся с этими концепциями. < / p>

Кто читает книгу «Краткая история времени»?

  • Всем, кому интересно происхождение космоса, всем, кому интересно, что такое квантовая физика, и всем, кому интересно, как функционируют черные дыры

Каков опыт Стивена Хокинга?

Доктор теоретической физики и космологии Стивен Хокинг (1942-2018) был физиком-теоретиком, космологом и автором, наиболее известным своими работами по излучению Хокинга и теоремам Пенроуза-Хокинга. В период с 1979 по 2009 год Хокинг занимал должность профессора математики Лукаса в Кембриджском университете, где он также был награжден Президентской медалью свободы. Он также был почетным членом Королевского общества искусств и пожизненным членом Папской академии наук.

Что именно для меня? Раскройте тайны вселенной.

Ночное небо, наполненное звездами, - одно из самых потрясающих зрелищ на планете, заставляющих задуматься. В мерцании Вселенной есть что-то такое, что заставляет нас на минутку рассмотреть некоторые из самых глубоких загадок Вселенной. Краткая история времени внесет свой вклад в раскрытие этих тайн, раскрывая принципы, управляющие космосом. Поскольку он написан понятным языком, он поможет даже тем, кто не склонен к науке, понять, почему существует космос, как он возник и как будет выглядеть будущее. Вы также узнаете о странных явлениях, таких как черные дыры, которые представляют собой своего рода вакуум, притягивающий к себе все (или почти все). Что еще более важно, вы познаете тайны самого времени, поскольку эти заметки предлагают ответы на такие вопросы, как «как быстро проходит время?» а также «откуда мы знаем, что он движется вперед?»

С уверенностью, вы больше никогда не будете смотреть на ночное небо так же, как после прослушивания этих произведений литературы.

Разработка теорий, основанных на том, что вы видели в прошлом, может помочь вам в предсказании будущего.

Вероятно, вы слышали о теории гравитации или теории относительности. Но вы когда-нибудь задумывались о том, что мы на самом деле имеем в виду, когда говорим об идеях и концепциях? Проще говоря, теория - это модель, которая правильно объясняет огромные группы данных в самом фундаментальном смысле. Научные наблюдения, например, сделанные в экспериментах, собираются и анализируются учеными, которые затем используют информацию для создания гипотез о том, как и почему происходят события. Примеры включают идею гравитации, которую установил Исаак Ньютон после изучения множества событий, от падения яблок с деревьев до движения планет. Теория гравитации была разработана с использованием доказательств, собранных исследователем. Теории имеют два важных преимущества: во-первых, они позволяют ученым делать точные прогнозы о ходе событий в будущем.

Например, теория гравитации Ньютона позволила ученым предвидеть будущее движение таких объектов, как планеты.Если вы хотите знать, например, где будет Марс через шесть месяцев, вы можете использовать теорию гравитации для прогнозирования местоположения с очень высокой точностью. Во-вторых, теории всегда опровергнуты, а это означает, что они могут быть пересмотрены, если будут обнаружены новые свидетельства. что противоречит рассматриваемой теории. Например, люди думали, что Земля - ​​это центр Вселенной, а все остальное вращается вокруг нее. В результате своего открытия, что спутники Юпитера вращаются вокруг планеты, Галилей смог продемонстрировать, что на самом деле не все вращалось вокруг Земли. В результате, какой бы твердой ни казалась теория на момент ее формулировки, единичное наблюдение в будущем всегда может сделать ее неверной. В результате невозможно доказать истинность идей, а наука - это процесс, который постоянно меняется.

Благодаря Исааку Ньютону в 1600-х годах произошли изменения в наших представлениях о движении вещей.

До Исаака Ньютона считалось, что естественное состояние объекта - это полная неподвижность. Это означает, что если бы на предмет не действовала внешняя сила, он оставался бы полностью неподвижным. Ньютон в 1600-х годах убедительно продемонстрировал, что это давнее представление неверно. Вместо этого была представлена ​​новая гипотеза, согласно которой все в космосе не статично, а действительно всегда находится в движении. Ньютон пришел к такому выводу в результате того, что он обнаружил, что планеты и звезды в космосе непрерывно движутся во взаимосвязи друг с другом. Примеры включают тот факт, что Земля непрерывно вращается вокруг Солнца и что вся солнечная система вращается вокруг галактики. В результате ничто не остается неподвижным. Ньютон разработал три закона движения, чтобы объяснить движение всех вещей во Вселенной:

Все объекты будут продолжать движение по прямому пути, если на них не будет действовать другая сила, согласно первому из законов движения Ньютона. Это было показано Галилеем в эксперименте, в котором он катил шары с холма, чтобы проиллюстрировать свою точку зрения. Они катились по прямой, поскольку на них не действовала никакая другая сила, кроме силы тяжести. В частности, второй закон Ньютона гласит, что объект будет ускоряться со скоростью, пропорциональной приложенной к нему силе. Рассмотрим следующий пример: автомобиль с более мощным двигателем будет ускоряться быстрее, чем автомобиль с менее мощным двигателем. Это правило также гласит, что чем больше масса тела, тем меньше сила влияет на его движение, и наоборот. Более крупному автомобилю потребуется больше времени для разгона, чем более легкому, если два автомобиля имеют одинаковый двигатель.

Гравитация описывается третьим законом Ньютона. Он утверждает, что все тела во Вселенной притягиваются друг к другу силой, которая пропорциональна массе притягиваемых объектов. Это означает, что если вы удвоите массу одного предмета, сила, действующая на него, будет вдвое мощнее. Если вы удвоите массу одного предмета и утроите массу другого, сила будет в шесть раз сильнее.

Тот факт, что скорость света постоянна, демонстрирует, что не всегда можно измерить скорость одного объекта по сравнению со скоростью другого.

Увидев, как теория Ньютона покончила с абсолютным покоем и заменила его представлением о том, что движение объекта соотносится с движением чего-то еще, мы можем увидеть, как оно все еще используется сегодня. Однако теория также указала на важность относительной скорости предмета. Рассмотрим следующий сценарий: вы сидите в поезде, который едет со скоростью 100 миль в час, и читаете книгу. Мне любопытно, как быстро вы путешествуете. По словам свидетеля, наблюдающего за поездом, вы едете со скоростью 100 миль в час. Однако относительно книги, которую вы сейчас читаете, ваша скорость составляет 0 миль в час. В результате ваша скорость измеряется по отношению к другому элементу.Однако в теории Ньютона был обнаружен один существенный недостаток: скорость света

Скорость света постоянна, не относительна и не может быть измерена. Он движется с постоянной скоростью 186 000 миль в секунду. Что бы еще ни двигалось со скоростью, превышающей скорость света, скорость света в любом случае останется постоянной. Например, если поезд, движущийся со скоростью 100 миль в час, приблизится к лучу света, согласно формуле, скорость света составит 186 000 миль в секунду. Однако даже если этот поезд полностью остановится на красный сигнал, луч света все равно будет двигаться со скоростью 186 000 миль в секунду. Не имеет значения, кто смотрит на свет или как быстро они движутся; скорость света всегда будет постоянной. Гипотеза Ньютона оказывается под угрозой в результате этого открытия. Когда что-то движется, как скорость объекта может оставаться постоянной независимо от состояния наблюдателя? К счастью, решение было найдено в начале двадцатого века, когда Альберт Эйнштейн предложил свою общую теорию относительности.

Согласно теории относительности, само время не является фиксированной величиной.

Тот факт, что скорость света остается постоянной, был проблемой для теории Ньютона, поскольку она показала, что скорость не обязательно относительна. В результате ученым нужна обновленная модель, учитывающая скорость света. Теория относительности, созданная Альбертом Эйнштейном, является примером такой теории. Согласно теории относительности, правила науки в равной степени применимы ко всем наблюдателям, которые могут свободно перемещаться. Это означает, что независимо от того, в каком темпе кто-то движется, он всегда будет испытывать одну и ту же скорость света. Хотя на первый взгляд это кажется довольно простым, многим людям очень трудно понять одно из его основных положений: идея о том, что время относительна, является одной из самых трудных для понимания.

Из-за того, что свет не меняется по скорости, когда его видят наблюдатели, движущиеся с разной скоростью, свидетели, движущиеся с разными скоростями относительно друг друга, фактически оценили бы разное время для одного и того же явления. Рассмотрим следующий сценарий: вспышка света посылается двум свидетелям, один из которых движется к свету, а другой движется с большей скоростью в направлении, противоположном свету. Оба зрителя увидят одинаковую скорость света, несмотря на то, что они движутся с очень разными скоростями и в противоположных направлениях. Это означало бы, что они оба видят событие вспышки, как если бы оно произошло в другой момент, чем другой, что невероятно. Это связано с тем, что время определяется расстоянием, которое что-то прошло, деленным на скорость, с которой это перемещалось. Хотя скорость света одинакова для обоих зрителей, из-за разницы в расстоянии время в этом случае зависит от каждого наблюдателя.

Если бы оба свидетеля были оснащены часами для записи момента появления светового импульса, они могли бы подтвердить два разных момента для одного и того же события. Итак, кто прав? Ни в одной из точек зрения наблюдателей; время относительно и уникально для каждой из их точек зрения!

Поскольку невозможно получить точные измерения частиц, ученые полагаются на концепцию, известную как квантовое состояние, чтобы делать прогнозы.

Все во Вселенной состоит из таких частиц, как электроны и фотоны. Ученые стремятся измерить их и проанализировать их скорость, чтобы больше узнать о космосе и его обитателях. Однако, когда вы попытаетесь исследовать частицы, вы увидите, что они ведут себя необычным образом. Как ни странно, чем точнее вы пытаетесь измерить местоположение частицы, тем более неопределенной становится ее скорость; и наоборот, чем точнее вы пытаетесь измерить его скорость, тем менее определенным становится его положение.Принцип неопределенности - это название, данное этому явлению, которое было первоначально идентифицировано в 1920-х годах. Следствием принципа неопределенности было то, что ученые были вынуждены найти другие методы наблюдения за частицами, что привело их к тому, что вместо этого они начали изучать квантовое состояние частицы. Квантовое состояние частицы - это комбинация нескольких возможных потенциальных местоположений и скоростей частицы.

Поскольку ученые не могут определить точное местоположение или скорость частицы, они должны учитывать множество возможных мест и скоростей, которые могут занимать частицы. Исследователи отслеживают все возможные места, где может находиться частица, а затем выбирают из них наиболее вероятное по мере того, как частица перемещается. Ученые рассматривают частицы как волны, чтобы помочь им определить это. Поскольку частица может находиться в множестве разных мест одновременно, по своему внешнему виду они кажутся последовательностью непрерывных колеблющихся волн. Рассмотрим изображение отрезка вибрирующей нити. Когда струна вибрирует, она образует дугу и опускается через ряд пиков и впадин. Частица действует аналогичным образом, но ее потенциальный маршрут состоит из последовательности перекрывающихся волн, возникающих одновременно.

Такое наблюдение за частицами помогает ученым определить, где с наибольшей вероятностью может быть обнаружена частица. Наиболее вероятные местоположения частиц - это те, в которых дуги и пики многочисленных волн совпадают друг с другом, а наименее вероятные местоположения частиц - это те, в которых они не совпадают. Это называется интерференцией, и она показывает, в каких точках и с какой скоростью волна частиц с наибольшей вероятностью пойдет по своему маршруту.

Гравитация - это следствие того, что большие объекты сгибают ткань пространства-времени по своей воле.

Когда вы смотрите вокруг, вы видите мир в трех измерениях, что означает, что вы можете охарактеризовать каждый предмет по его высоте, ширине и глубине. Факт остается фактом: существует четвертое измерение, которое мы не можем видеть: время, которое в сочетании с другими тремя измерениями образует явление, известное как пространство-время. Ученые используют эту четырехмерную модель пространства-времени для объяснения событий, происходящих в космосе. В контексте времени и пространства событие - это все, что происходит в определенный момент времени. В результате при определении местоположения события в сочетании с трехмерными координатами ученые включают четвертую координату, чтобы представить время события. Чтобы определить место события, ученые должны учитывать время, поскольку теория относительности утверждает, что время относительно. Следовательно, это важный элемент в определении характера конкретного инцидента.

Сочетание пространства и времени оказало замечательное влияние на наше понимание гравитации, которое в результате резко изменилось. Гравитация - это следствие того, что большие объекты искривляют пространственно-временной континуум, как описано выше. Когда большая масса, такая как наше Солнце, изгибается, это влияет на изменение пространства-времени. Рассмотрим следующий сценарий: рассмотрим концепцию пространства-времени как одеяла, которое расстелено и удерживается в воздухе. Если вы положите предмет в центр одеяла, одеяло изогнется, и предмет немного утонет в середине одеяла. Это эффект, который огромные вещи оказывают на ткань пространства-времени.

Другие объекты будут следовать этим кривым в пространстве-времени, перемещаясь в пространстве. Это связано с тем, что предмет всегда выбирает кратчайший путь между двумя местоположениями, который представляет собой круговую орбиту вокруг более крупного объекта во Вселенной. Если вы еще раз взглянете на одеяло, вы кое-что увидите.Если положить на одеяло большой предмет, например, апельсин, а затем попытаться катить мимо него более мелкий предмет, то шарик после углубления, оставленного оранжевым Гравитацией, будет действовать таким же образом!

В случае смерти звезды с большой массой, звезда коллапсирует в сингулярность, известную как черная дыра.

Чтобы генерировать тепло и свет, звездам необходимо огромное количество энергии на протяжении всей своей жизни. Однако эта энергия не длится бесконечно; в конечном итоге он истощается, в результате чего звезда умирает. Что происходит со звездой после ее смерти, определяется размером звезды. Когда массивная звезда исчерпывает свои запасы энергии, происходит нечто экстраординарное: образование черной дыры. Поскольку гравитационное поле большинства больших звезд настолько мощно, может образоваться черная дыра. Звезда может использовать свою энергию, чтобы предотвратить коллапс, пока она еще жива. После истощения энергии звезда больше не может противостоять гравитации, и ее распадающееся тело в конечном итоге схлопывается само. Все втягивается внутрь в сингулярность, которая представляет собой бесконечно плотную сферическую точку, не существующую больше нигде во Вселенной. Эта особенность называется черной дырой.

Пространство-время искажается так резко под действием силы тяжести черной дыры, что даже свет искривляется по ее пути. Черная дыра не только притягивает все, что находится поблизости, но также предотвращает повторное побег всего, что пересекает определенную границу вокруг нее: эта точка невозврата известна как горизонт событий, и ничего, даже свет, который перемещается. быстрее, чем что-либо другое во Вселенной, может сбежать через нее. Горизонт событий черной дыры определяется как точка, за которой ничто не может снова выбраться. Возникает интересный вопрос: поскольку черная дыра поглощает свет и все остальное, что пересекает ее горизонт событий, как мы можем определить, действительно ли они существуют во Вселенной? Астрономы ищут черные дыры, наблюдая гравитационное воздействие, которое они оказывают на космос, а также рентгеновские лучи, испускаемые их взаимодействием с вращающимися звездами.

Например, астрономы ищут звезды, вращающиеся вокруг темных и огромных объектов, которые могут быть, а могут и не быть черными дырами, чтобы узнать о них больше. Они также ищут рентгеновские лучи и другие волны, которые часто генерируются материей, когда она втягивается и разрывается черной дырой. Еще более загадочный источник радио и инфракрасного излучения был обнаружен в ядре нашей галактики; этот источник считается сверхмассивной черной дырой.

Черные дыры производят радиацию, которая может вызвать их испарение, что в конечном итоге приведет к их смерти.

Гравитационное притяжение черной дыры настолько сильное, что даже свет не может избежать ее. Само собой разумеется, что ничто другое тоже не сможет спастись. Однако вы ошибаетесь. На самом деле черные дыры должны что-то излучать, чтобы не нарушить второе правило термодинамики. Второе универсальное правило термодинамики гласит, что энтропия, или тенденция к большему беспорядку, постоянно возрастает. И когда энтропия растет, температура тоже должна увеличиваться. Хорошей иллюстрацией этого является то, как огненная кочерга горит докрасна после помещения в огонь и излучает тепловое излучение. Согласно второму правилу термодинамики, поскольку черные дыры поглощают неупорядоченную энергию из космоса, энтропия черной дыры должна возрасти в результате этого. И в результате роста энтропии черные дыры должны быть вынуждены позволить теплу уйти.

Хотя ничто не может ускользнуть из горизонта событий черной дыры, виртуальные пары частиц и античастиц вблизи горизонта событий могут это сделать, потому что второй закон термодинамики сохраняется вблизи горизонта событий.Частицы, которые нельзя наблюдать, но воздействие которых можно измерить, называются виртуальными частицами. Один из членов пары имеет положительную энергию, а другой - отрицательно заряженную. Из-за силы гравитационного притяжения в черной дыре отрицательная частица может быть засосана в черную дыру и при этом предоставить своему партнеру-частице достаточно энергии, чтобы потенциально уйти в космос и высвободиться в виде тепла. Черная дыра может испускать излучение таким образом, что позволяет ей подчиняться второму закону термодинамики.

Количество испускаемого положительного излучения уравновешивается количеством отрицательного излучения, затягиваемого черной дырой в черную дыру. Этот приток отрицательных частиц внутрь может уменьшить массу черной дыры до тех пор, пока она в конечном итоге не испарится и не умрет. И, если масса черной дыры уменьшится до достаточно минимального значения, она, скорее всего, закончится огромным окончательным взрывом, эквивалентным миллионам водородных бомб.

Несмотря на то, что мы не можем быть уверены в этом, есть серьезные признаки того, что время будет идти только вперед.

Рассмотрите возможность того, что Вселенная начала сжиматься, а время начало течь в обратном направлении. Каково было бы там оказаться? Существует вероятность того, что часы пойдут вспять и история изменится. Однако, хотя ученые не полностью исключили эту возможность, три важных признака указывают на то, что время движется исключительно вперед. Термодинамическая стрела времени - это начальное указание на то, что время проходит от одной точки в прошлом к ​​другой точке в будущем. Согласно второму закону термодинамики, энтропия - беспорядок замкнутой системы - имеет тенденцию расти с течением времени в каждой замкнутой системе. Это означает, что склонность беспорядка к нарастанию может использоваться для измерения течения времени.

В случае, если чашка случайно упала со стола и разбилась, порядок был нарушен, и энтропия выросла. Поскольку разбитая чаша никогда не сможет спонтанно воссоединиться и упорядочить свой порядок, мы можем сделать вывод, что время только движется вперед. Разбитая чашка и термодинамическая стрела времени являются элементами второго индикатора прямого времени, который контролируется памятью и также представлен психологической стрелой времени. Когда вы можете вспомнить, что чашка лежала на столе после того, как она была разбита, вы не сможете «вспомнить» ее будущее местоположение на полу, пока она все еще находилась на столе, прежде чем она будет разбита. Третье указание, космологическая стрела времени, относится к расширению космоса и соответствует нашему опыту термодинамической стрелы времени, а также росту наших знаний о ней. Это связано с тем, что энтропия растет по мере расширения космоса.

Достигнув определенного момента времени, хаос в космосе может вызвать сжатие Вселенной, тем самым изменив направление времени на космическую стрелу времени. Однако мы бы не знали об этом, поскольку разумные существа могут жить только в среде, где нарастает хаос. Причина этого в том, что люди зависят от процесса энтропии, чтобы преобразовать нашу пищу в пригодную для использования форму энергии. Из-за этого мы будем продолжать воспринимать космическую стрелу времени как движущуюся вперед, пока мы живы.

В космосе есть три основных силы, помимо гравитации. Это влечение, влечение и влечение.

Действуют ли во вселенной какие-то особые силы? Большинство людей знакомы только с одной из этих сил: гравитацией, которая является силой, притягивающей предметы друг к другу и ощущаемой так же, как гравитация Земли притягивает нас к своей поверхности.Большинство людей, с другой стороны, не осознают, что на мельчайшие частицы действуют еще три силы. Когда магнит цепляется за холодильник или когда вы заряжаете свой мобильный телефон, вы испытываете электромагнитную силу, которая является первая из этих сил. Он влияет на все заряженные частицы, в том числе электроны и кварки, а также на их электрические заряды.

У магнитов есть северный и южный полюса, которые могут притягивать или отталкивать другие магниты. Положительно заряженные частицы притягивают отрицательные частицы и отталкивают другие положительные частицы, и наоборот. Электромагнитная сила представлена ​​северным и южным полюсами магнита. Эта сила значительно сильнее гравитации и имеет гораздо большее влияние на атомном уровне, чем гравитация. Например, электромагнитная сила заставляет электрон совершать круговое движение вокруг ядра атома. Второй вид ядерных взаимодействий - это слабые ядерные взаимодействия, которые действуют на все частицы, составляющие материю, и ответственны за образование радиоактивности. Эту силу называют «слабой», потому что частицы, которые ее переносят, могут проявлять силу только на коротком расстоянии, отсюда и название. Из-за возрастающей интенсивности слабого ядерного взаимодействия при более высокой энергии оно в конечном итоге превосходит электромагнитное взаимодействие.

Это третий вид ядерной силы, которая удерживает вместе протоны и нейтроны в ядре атома, а также более мелкие кварки, содержащиеся внутри протонов и нейтронов. Сильное ядерное взаимодействие, в отличие от электромагнитного взаимодействия и слабого ядерного взаимодействия, становится слабее с увеличением энергии частицы. В течение периода очень высокой энергии, называемого энергией великого объединения, электромагнитная сила становится сильнее, а слабая ядерная сила становится слабее, в то время как сильная ядерная сила становится слабее. В этот момент все три силы достигают равной силы и сливаются вместе, образуя различные грани единой силы: силы, которая, согласно определенным теориям, могла принимать участие в формировании Вселенной.

Несмотря на то, что ученые считают, что Вселенная началась с Большого взрыва, им неясны точные обстоятельства того, как это произошло.

Подавляющее большинство ученых считают, что время началось с Большого взрыва - момента, когда Вселенная перешла из бесконечно плотного состояния в быстро расширяющуюся сущность, которая расширяется и сегодня .... Хотя существует множество гипотез. были предложены для объяснения того, как могло произойти такое массивное расширение Вселенной, ученые до сих пор не уверены в том, как произошел Большой взрыв. Модель горячего большого взрыва происхождения Вселенной - наиболее общепринятая гипотеза происхождения Вселенной. Согласно этой гипотезе, космос начался с нулевого размера и был бесконечно горячим и плотным. Во время великого взрыва он расширился, и по мере роста температура Вселенной упала, поскольку тепло распространилось по Вселенной. Большинство компонентов, существующих сегодня во Вселенной, образовались в течение первых нескольких часов космического расширения.

Из-за гравитации, когда Вселенная продолжала расширяться, более плотные области расширяющейся материи начали вращаться, что привело к образованию галактик. Облака из водорода и гелия сжались внутри этих вновь образованных галактик, что привело к расширению Вселенной. Столкнувшиеся атомы вызвали ядерный синтез, в результате которого образовались звезды. В последующие годы, когда эти звезды погибли и взорвались, они вызвали массивные звездные взрывы, которые выбросили еще больше элементов в космос. В результате из сырья, полученного в результате Большого взрыва, образовались новые звезды и планеты. Несмотря на то, что это широко признанная модель большого взрыва и начала времен, она не единственная.

Инфляционная модель - еще один вариант для рассмотрения. В этом сценарии предполагается, что энергия раннего космоса была настолько огромна, что сильные ядерные взаимодействия, слабые ядерные взаимодействия и электромагнитные взаимодействия все были равны по интенсивности. Однако по мере того, как космос увеличивался в размерах, эти три силы начали значительно различаться по своей относительной интенсивности. В результате разделения сил высвободилось огромное количество энергии. В результате возник бы антигравитационный эффект, который заставил бы космос расширяться быстро и с постоянно увеличивающейся скоростью.

Общая теория относительности и квантовая физика не могут быть согласованы физиками.

Развитие двух основных идей стало результатом стремления ученых лучше понять и объяснить космос. Фундаментальным понятием в физике является общая теория относительности, которая касается очень большого явления во Вселенной: гравитации. Одна из самых увлекательных областей науки - квантовая физика, которая занимается одними из самых крошечных вещей во Вселенной, известных человеку: субатомными частицами, меньшими, чем атомы. Хотя обе теории предлагают ценную информацию, существуют значительные расхождения между тем, что предсказывают уравнения квантовой физики, и тем, что предсказывает и видит общая теория относительности, несмотря на то, что обе теории верны. Это означает, что в настоящее время нет возможности объединить их все в единую всеобъемлющую единую теорию всего.

Существует проблема с объединением двух теорий, поскольку многие уравнения, используемые в квантовой физике, приводят к очевидно невозможным бесконечным значениям, что затрудняет объединение двух теорий. Рассмотрим тот факт, что уравнения пространства-времени предсказывают бесконечность кривой пространства-времени, что, как показали наблюдения, неверно. Ученые пытаются добавить в уравнение другие бесконечности, чтобы нейтрализовать эти бесконечности. К сожалению, это ограничивает точность, с которой ученые могут прогнозировать будущее. Как следствие, следует, что вместо того, чтобы использовать уравнения квантовой физики для прогнозирования событий, необходимо включить сами события и изменить уравнения, чтобы они соответствовали! Во втором, связанном с этим вопросе, квантовая теория предполагает, что все пустое пространство в космосе состоит из виртуальных пар частиц и античастиц, что несовместимо с реальностью.

Наличие этих виртуальных пар, с другой стороны, создает проблемы для общей теории относительности. Это связано с тем, что космос имеет неограниченное количество пустого пространства, и поэтому энергия этих пар должна иметь бесконечное количество энергии. Это вызывает беспокойство, поскольку известное уравнение Эйнштейна E = mc2 подразумевает, что масса предмета равна его энергии, что является ложным предположением. В результате неограниченная энергия этих виртуальных частиц будет означать, что они также будут обладать бесконечной массой. Если бы масса была неограниченной, вся Вселенная схлопнулась бы под сильным гравитационным притяжением Солнца, что привело бы к образованию одной-единственной черной дыры.

Резюме в конце

Многих людей отталкивает физика, потому что они видят в ней недоступную область длинных уравнений и сложных идей. Это основная мысль, которую передают эти заметки: в определенной степени это верно, но не полностью. Однако сложность физики не должна удерживать тех из нас, кто не является специалистом, от понимания того, как и почему функционирует Вселенная. Существует множество правил и положений, которые помогают нам в наших поисках постижения тайн нашего мира и нашего места в нем. Правила и правила, понятные большинству из нас. И как только мы осознаем их значение, мы можем начать смотреть на мир по-другому.

Купить книгу - Стивен Хокинг "Краткая история времени"

Написано командой BrookPad на основе «Краткой истории времени» Стивена Хокинга



Предыдущее сообщение Более поздняя публикация


Оставить комментарий

Обратите внимание, что комментарии должны быть одобрены, прежде чем они будут опубликованы.