12 апреля 1961 года советский космонавт Юрий Гагарин впервые в мире совершил орбитальный облет планеты Земля. Даже когда мы доберемся до других звезд, это событие навсегда останется в истории как первый шаг человека в космос. И пускай за прошедшие полвека мы пока даже не погуляли по Марсу, зато наука совершила столько удивительных открытий, что уже можно смело мечтать о других галактиках.
В День космонавтики подготовили подборку интересных фактов о Вселенной из максимально космических книг!
Пожар и звезды
Наука преподносит сюрпризы на любом уровне прогресса. Совсем недавно (по меркам науки) лучшие ученые утверждали, что не существует и не может существовать никакого способа, чтобы, например, узнать, из чего состоит солнце. Но спустя всего несколько лет после такого неутешительного вывода данное открытие уже было сделано.
Состав нашего Солнца помог узнать …городской пожар. Ученые только научились анализировать линии, которые любые химические элементы дают в спектре при нагревании. И однажды двое исследователей увидели из своей лаборатории пожар, разгоревшийся в городе в 17 километрах. Они «разложили» свет от пламени с помощью спектроскопа и точно определили, какие химические элементы участвовали в горении. А затем пришла гениальная идея: можно так же «посмотреть» и на солнечный свет. Спектральные линии четко скажут, какие элементы находятся под яркой солнечной оболочкой. Открытие состоялось!
Дальше было простым делом техники заглянуть внутрь самых далеких галактик и составляющих их звезд.
Даже слабый лучик света, прилетевший к нам за миллионы и миллиарды лет, несет в себе всю необходимую информацию о Вселенной.
Межзвездное путешествие за 50 лет
Пожалуй, одно из самых «убойных» открытий — это принципиальная возможность путешествовать к другим звездам и даже галактикам. Из школьного курса физики нам известно, что нельзя двигаться быстрее скорости света, равной приблизительно 300000 километров в секунду. Поэтому, если свет доходит до ближайшей к нам галактики Андромеда примерно за 2,5 миллиона лет, то нам даже с такой же скоростью все равно предстоит слишком долгий полет.
Невозможно обогнать собственную тень: школьный курс физики.
Но оказывается, что объекты, летящие с околосветовыми скоростями, начинают испытывать значительное замедление времени. Это означает, что для пассажиров корабля, летящих с околосветовой скоростью, за время такого путешествия пройдет всего …50 лет!
Мгновенные взаимодействия
Каждая частица во Вселенной мгновенно узнает об изменениях, произошедших в такой же частице в самом дальнем закоулке пространства: протон все знает о протонах, электрон — об электронах.
Один из квантовых законов гласит, что не может быть двух частиц на абсолютно одинаковом энергетическом уровне — соответственно, и 10 в восьмидесятой степени протонов Вселенной немедленно перестраиваются, когда изменения происходят всего в одном из них.
На первый взгляд это противоречит теории Эйнштейна, утверждающей, что невозможно передвигаться быстрее скорости света. Однако в случае теории относительности речь идет о передаче информации, которой в классическом понимании не происходит в квантовой физике. Но вполне вероятно, что человечество когда-нибудь сможет создать передатчик, использующий такие моментальные коммуникации элементарных частиц.
Магия элементарных частиц
Один из других удивительных фактов из жизни частиц — это их возможность нахождения в любой точке пространства в любой момент времени. Мы привыкли считать, что если поезд выезжает из пункта А в пункт Б, то можно точно знать и расстояние, и траекторию пути, и время прибытия. В квантовой физике частица добирается до пункта назначения сразу всеми возможными путями, при этом проявляя свойства частицы, волны, а иногда ни того и ни другого. К тому же, некоторые из них умудряются еще и немного возвращаться в прошлое.
Квантовое чтение
Представьте, как вы читаете книгу. Бумага изготовлена из древесной массы. Чтобы дерево выросло, молекулы хлорофилла (а это соединение из сотни с лишним атомов водорода, углерода, кислорода и магния) улавливают фотоны — частицы света, прилетевшие за 150 миллионов километров из ядерной печки под названием Солнце. С помощью этой энергии из воды и двуокиси углерода образуются новые молекулы, а также кислород, которым мы дышим.
Без квантовой физики не обходится даже процесс чтения
Далее. Буквы в книге напечатаны черным цветом на белом фоне страниц, а еще там могут быть разноцветные иллюстрации. Как вообще получаются цвета? Обратимся к модели атома. Но только не к той, которую мы видели в школе и напоминающей маленькую солнечную систему, где вокруг ядра атома вращаются, как планеты, электроны.
Во-первых, атом по сути представляет собой пустоту: электроны находится на огромном расстоянии от ядра и настолько меньше его, насколько песчинка меньше Эвереста. Во-вторых, электроны больше похожи на энергетические сферы вокруг ядра, в каждой точке которых существует лишь вероятность нахождения электрона. Более подходящий наглядный пример атома: гигантский мыльный пузырь, в центре которого мизерная пылинка.
Более точная модель атома
Этот мыльный пузырь и есть орбита электрона. Она может меняться, когда электрон получает или теряет энергию. Переход электрона на более низкую орбиту происходит с выделением фотона — а эти фотоны и являются «родоначальниками» всех цветов радуги. Наши глаза превращают этот свет в электрические импульсы, за которые уже «берется» мозг, интерпретируя их в слова — и в знания.
Подготовлено по материалам книг:
Все фото поста отсюда.
