Интересный космос :: Всё самое интересное (интересное, познавательное,) :: разное

Интересный космос ...Всё самое интересное 

Всё самое интересное,интересное, познавательное,,разное,Интересный космос

Чeтыpe способа пpeoдoлeть вселенское ограничение скорости.

Когда Альберт Эйнштейн впервые установил, что свет движется с одинаковой скоростью по нашей Вселенной, он, по сути, установил ограничение скорости на 299 792 458 метров в секунду. Но это не конец. На самом деле это только начало. До Эйнштейна масса — атомы, из которых вы, я и все вокруг состоим — и энергия рассматривались как отдельные величины. Но в 1905 году Эйнштейн навсегда изменил способ физического восприятия Вселенной.

Специальная теория относительности связала массу и энергию вместе в простом, но фундаментальном уравнении E=mc^2. Это маленькое уравнение означает, что никакая масса не может двигаться так же быстро, как свет, или быстрее.

Человечество ближе всего подходило к пределу скорости света в мощных ускорителях частиц вроде Большого адронного коллайдера и Тэватрона. Эти колоссальные машины ускоряют субатомные частицы до 99,99% скорости света, но, как объясняет нобелевский лауреат по физике Дэвид Гросс, эти частицы никогда не достигают космического предела скорости.

Для этого понадобится бесконечное количество энергии, а масса объекта станет бесконечной, что невозможно. (Частицы света фотоны могут двигаться со скоростью света, потому что массы не имеют).

После Эйнштейна физики обнаружили, что некоторые величины могут достигать сверхлюминальных (или сверхсветовых) скоростей и по-прежнему соблюдать космические правила, установленные специальной теорией относительности. Хотя это не опровергает теорию Эйнштейна, оно дает нам представление о своеобразном поведении света и квантовом пространстве.

Световой эквивалент звукового удара
Когда объекты движутся быстрее скорости звука, они создают звуковой удар. Таким образом, в теории, если что-то движется быстрее скорости света, оно должно производить нечто вроде «светового удара».

По факту этот световой удар происходит ежедневно и по всему миру — его можно даже увидеть глазами. Он называется излучением Черенкова (эффектом Черенкова — Вавилова) и выглядит как голубоватое свечение внутри ядерных реакторов (на снимке ниже — Продвинутого испытательного реактора).

Продвинутый испытательный реактор

Излучение Черенкова названо в честь советского ученого Павла Алексеевича Черенкова, который впервые измерил его в 1934 году и был удостоен Нобелевской премии по физике в 1958 году за свое открытие.

Излучение Черенкова светится, потому что ядро реактора погружено в воду с целью охлаждения. В воде свет движется медленнее, его скорость составляет 75% скорости света в вакууме космоса, но электроны, которые рождаются в процессе реакции внутри ядра, движутся в воде быстрее света.

Частицы вроде этих электронов, которые превосходят в скорости свет в воде или какой-либо другой среде вроде стекла, создают ударную волну, подобную ударной волне от звукового удара.

Когда ракета, например, проходит через воздух, она генерирует волны давления перед собой, которые толкают воздух со скоростью звука, и чем ближе ракета к звуковому барьеру, тем меньше времени остается у волн, чтобы уйти с пути объекта. Достигнув скорости звука, ракета смалывает волны в кучу, создавая ударный фронт, который приводит к мощному звуковому удару.

Аналогичным образом, когда электроны движутся сквозь воду со скоростью, превышающую скорость света в воде, они порождают ударную волну света, которая иногда светится синим цветом, но может светиться и в ультрафиолете.

Хотя эти частицы движутся быстрее света в воде, на деле же они не нарушают космического ограничения скорости в 300 000 км/с.

Когда правила не учитываются

Не стоит забывать, что специальная теория относительности Эйнштейна утверждает, что ничто с массой не может двигаться быстрее скорости света; и, насколько физики могут утверждать, вселенная соблюдает это правило. Но как быть с тем, что без массы?

Фотоны по своей природе не могут превзойти скорость света, но частицы света — не единственные безмассовые вещи во вселенной. Пустое пространство не содержит материальную субстанцию, а значит не имеет массы по определению.

«Поскольку ничто не может быть более пустым, чем вакуум, он может расширяться быстрее скорости света, поскольку ни один материальный объект не нарушает световой барьер, — считает астрофизик-теоретик Мичио Каку. — Таким образом, пустое пространство, безусловно, может двигаться быстрее света».

Физики считают, что так и произошло сразу после Большого Взрыва в эпоху инфляции, которую впервые предположили физики Алан Гут и Андрей Линде в 1980-х годах. В течение триллионной триллионной доли секунды Вселенная умножалась на два в размерах и в результате расширилась экспоненциально очень быстро, значительно превысив скорость света.

Квантовая запутанность срезает углы

Квантовая запутанность кажется сложной и пугающей, но в самом простом смысле запутанность — это просто способ взаимодействия субатомных частиц. И что самое интересное в этом явлении, так это то, что процесс этой связи может происходить быстрее света.

«Если два электрона свести достаточно близко, они начнут вибрировать в унисон, в соответствии с квантовой теорией. Потом, если разделить эти электроны сотнями или даже тысячами световых лет, они все равно будут поддерживать связь друг с другом. Если покачнуть один электрон, другой моментально почувствует эту вибрацию, быстрее скорости света. Эйнштейн думал, что это явление должно опровергнуть квантовую теорию, потому что ничто не может двигаться быстрее света».

Но в 1935 году Эйнштейн, Борис Подольский и Натан Розен попытались опровергнуть квантовую теорию в ходе мысленного эксперимента, который Эйнштейн назвал «жутким действием на расстоянии».

По иронии судьбы, их работа легла в основу так называемого парадокса ЭПР (Эйнштейна — Подольского — Розена), который описывает эту мгновенную связь в процессе квантовой запутанности. Это, в свою очередь, может лечь (и постепенно ложится) в основу многих передовых технологий, таких как квантовая криптография.

Мечты о кротовых норах

Поскольку ничто с массой не может двигаться быстрее света, вы можете распрощаться с межзвездными путешествиями — во всяком случае в классическом смысле, с ракетами и обычными полетами.

Хотя Эйнштейн и похоронил наши мечты о глубоком космосе со своей специальной теорией относительности, он дал нам новую надежду на межзвездные путешествия со своей общей теорией относительности в 1916 году.

В то время как специальная теория относительности «женит» массу и энергию, общая теория относительно смыкает вместе пространство и время.

«Единственный возможный способ преодолеть световой барьер может быть скрыт в общей теории относительности и искривлении пространства времени, — считает Каку. — Это искривление мы называем «червоточиной», и она теоретически может позволить нам преодолевать огромные расстояния мгновенно, буквально пронзая насквозь ткань пространства-времени».

В 1988 году физик-теоретик Кип Торн — научный консультант и продюсер фильма «Интерстеллар» — использовал уравнения общей относительности Эйнштейна, чтобы предсказать возможное существование червоточин, которые открыли бы нам дорогу в космос. Но в его случае этим кротовым норам необходима была странная экзотическая материя, которая поддерживала бы их в открытом состоянии.

«Удивительный на сегодня факт: это экзотическое вещество может существовать, благодаря странностям законов квантовой механики», — пишет Торн в своей книге «Наука «Интерстеллара».

И это экзотическое вещество может быть когда-нибудь создано в лабораториях на Земле, хотя и в небольших количествах. Когда Торн предложил свою теорию стабильных червоточин в 1988 году, он призвал сообщество физиков помочь ему определить, может ли во вселенной существовать достаточно экзотического вещества, чтобы сделать существование червоточин возможным.

«Это породило много исследований в сфере физике; но сегодня, спустя тридцать лет, ответ до сих пор неясен, — пишет Торн. Пока все идет к тому, что ответ «нет», но, — Мы пока далеко от окончательного ответа».


Подробнее

Всё самое интересное,интересное, познавательное,,разное,Интересный космос
Еще на тему
Развернуть
Читал, что следуя квантовой механике, частица, запущенная из точки А в точку Б с не нулевой вероятностью может быть обнаружена в любой части пространства времени(именно времени, т.к в теории она может даже в прошлое таким образом путешествовать), точнее так, частица запущенная из А в Б проходит путь между этими точками по ВСЕМ возможным путям и траекториям одновременно, а вот точный путь вычисляется с помощью Файнмановских интегралов по путям.
FirstA FirstA 12.03.201501:36 ответить ссылка 0.5
Есть еще такая халява, как Варп Привод (Warp Drive). Для своей работы требует не сильно более "экзотическое" вещество - всего лишь материю с отрицательной массой. Еще теоретически с ее помощью можно построить машину времени, но это так, к слову = ).
Либо ежели нет желания заморачиваться с отрицательной массой - можно просто вкачать побольше энергии, аннигилировав что-нибудь тяжелое. Юпитера вроде должно хватить для старта. Ну или Солнышка, если мы хотим сразу 1000 кораблей запустить.
При этом Варп позволяет путешествовать значительно быстрее скорости света. Свет не может распространяться в вакууме быстрее некоторой определенной скорости, но фишка Варпа в том, что он, грубо говоря, "вырезает" кусок вакуума и путешествует вместе с ним. Это не нарушает никаких законов, относительно "своего" куска пространства корабль остается неподвижным или движется не очень быстро. Примерно как улитка на приборной панели сверхзвукового истребителя = )
Кстати, интересная тема для отдельного поста. Надо бы заняться
Tamul Tamul 12.03.201502:37 ответить ссылка 0.1
Это конечно здорово, но есть какие нибудь более научное обоснование Варп Двигателя, уравнения какие, например ?

btw, для создания кротовой норы требуется именно материя с отрицательной массой, что бы избежать схлопывания, т.к червоточина это, грубо говоря, две соединенные черные дыры.
FirstA FirstA 12.03.201503:25 ответить ссылка 0.0
Вообще, вакуум не пуст, он состоит из пар быстро образующихся и уничтожающихся частиц, поэтому идея вырезать кусок пространства времени(что ?), а потом еще и двигать его(как ?) очень сомнительна, как минимум по тому что противоречит ОТО, т.к она постулирует неделимость пространства и времени.
FirstA FirstA 12.03.201503:35 ответить ссылка 0.0
Статья интересная, но оформлена не очень. Нет никакой структуры текста. Читать поутру, когда спал 2 часа, мягко говоря затруднительно.
sinok sinok 12.03.201502:40 ответить ссылка 0.5
приму к сведению.
AchiSt AchiSt 12.03.201502:41 ответить ссылка 0.1
> в простом, но фундаментальном уравнении E=mc^2. Это маленькое уравнение означает, что никакая масса не может двигаться так же быстро, как свет, или быстрее.

Чушь, этот вывод из этого выражения не следует никак. А вот из фактора Лоренца и производных - да, следует, т.к. там при V>=C получается корень из отрицательного числа либо ноль в знаменателе.
Тащемта E=mc^2 это соотношение, с помощью него вообще трудно что либо посчитать.
FirstA FirstA 12.03.201503:20 ответить ссылка 0.0
Да да, всё так. Автор видимо не в курсе про что пишет.
Строго говоря E=mc^2 это при нулевой скорости. А при не нулевой нужно делить правую часть на корень из разности еденицы и отношение квадрата скорости тела на квадрат скорости света. При скорости тела равной скорости света нужно будет делить на ноль. При скорости большей чем скорость света - на корень из отрицательного числа.
> фотоны могут двигаться со скоростью света, потому что массы не имеют.
Фотоны могут двигаться со скоростью света, потому что не имеют массы покоя. При движении у фотонов вполне себе есть масса.
Только зарегистрированные и активированные пользователи могут добавлять комментарии.
Похожие темы

Похожие посты
aP\L& U/AP\ Jl
HD 217107 ♦
Aldebaran
na FIRST £stMy
THf Hov£Y„0l
Pi Mensae
fcjlL ¡ M9t'Ä.JLSLAAQ
Capella ♦
oF oM0rjMLJl*&TSe/i(
♦ Beta Aquil;
Zeta Reticuli
Arcturus
LOST; SHAZflM
Denebola
Pollux
fit/cK Aoes/tc
tii&HT s<wnr
Formalhaut
«Wffto
40 Eridani
Procyon
folf 359
Alpha
C
подробнее»

космос Всё самое интересное,интересное, познавательное, разное Интересный космос

aP\L& U/AP\ Jl HD 217107 ♦ Aldebaran na FIRST £stMy THf Hov£Y„0l Pi Mensae fcjlL ¡ M9t'Ä.JLSLAAQ Capella ♦ oF oM0rjMLJl*&TSe/i( ♦ Beta Aquil; Zeta Reticuli Arcturus LOST; SHAZflM Denebola Pollux fit/cK Aoes/tc tii&HT s<wnr Formalhaut «Wffto 40 Eridani Procyon folf 359 Alpha C
The majestic flight of a Soyuz to the International Space Station,People & Blogs,Soyuz (Spacecraft),International Space Station (Satellite),nasa,roscosmos,iss,spacecraft,space,Made from impressive new and old high definition footage, including some outstanding clips of the Soyuz maneuvering in
подробнее»

космос Всё самое интересное,интересное, познавательное, разное Интересный космос

The majestic flight of a Soyuz to the International Space Station,People & Blogs,Soyuz (Spacecraft),International Space Station (Satellite),nasa,roscosmos,iss,spacecraft,space,Made from impressive new and old high definition footage, including some outstanding clips of the Soyuz maneuvering in
Gemini IX-A Onboard Footage with Narration from Post-Flight Press Conference,Science & Technology,,The onboard footage from Gemini IX-A with narration from the post-flight press conference, including the "angry alligator" footage as well as Cernan's spacewalk.

From the Project Gemini 3-DVD set
подробнее»

Всё самое интересное,интересное, познавательное, разное космос космонавтика Интересный космос

Gemini IX-A Onboard Footage with Narration from Post-Flight Press Conference,Science & Technology,,The onboard footage from Gemini IX-A with narration from the post-flight press conference, including the "angry alligator" footage as well as Cernan's spacewalk. From the Project Gemini 3-DVD set
ISS Symphony - Timelapse of Earth from International Space Station | 4K,Travel & Events,,Compilation of timelapses from the International Space Station.

Suggestions: 4K, dark room  and volume up.
Music: Ludovico Einaudi - Experience (Live At Fabric, London  2013)
Editor: Dmitry Pisanko

All post
подробнее»

МКС космос Интересный космос Всё самое интересное,интересное, познавательное, разное

ISS Symphony - Timelapse of Earth from International Space Station | 4K,Travel & Events,,Compilation of timelapses from the International Space Station. Suggestions: 4K, dark room and volume up. Music: Ludovico Einaudi - Experience (Live At Fabric, London 2013) Editor: Dmitry Pisanko All post
dl	MESSENGER	¥ Follow
UkJ	@MESSENGER2011	
Well I guess it is time to say goodbye to all my friends, family, support team. I will be making my final impact very soon.
10:15 PM-30 Apr 2015 4^	& 2,053	★	1,901
подробнее»

Всё самое интересное,интересное, познавательное, разное космос Мессенджер Интересный космос

dl MESSENGER ¥ Follow UkJ @MESSENGER2011 Well I guess it is time to say goodbye to all my friends, family, support team. I will be making my final impact very soon. 10:15 PM-30 Apr 2015 4^ & 2,053 ★ 1,901