Turul universului

EXCURSII PE UNIVERSUL

Cartea și filmul „Zece grade» (puteri zece) - una din excursiile clasice în lumi îndepărtate și dimensiuni - încep și se termină cu o pereche de imagini de oameni care stau pe iarbă într-un parc din Chicago; Trebuie să spun că acest loc este potrivit pentru începutul călătoriei noastre nu mai rău decât oricare altul. Să stăm pentru o clipă pe teren solid (care, după cum deja știm, constă în principal în gol) și să ne uităm în jur. Care sunt dimensiunile și distanțele obișnuite pe care le vom vedea? Dar să nu ne insista pe scara umana - aproximativ doi metri - și lăsând acest cuib confortabil, să ne străduim noi culmi și o dimensiune mare (în Figura 70, puteți vedea amploarea exemplelor, care vor fi discutate în acest capitol.).

Una dintre cele mai izbitoare dovezi că persoana este în viață reacționează la o înălțime care depășește scara umană, am observat in timpul unui spectacol al ansamblului de dans Elizabeth Streb. dansatorii ei cad predispus la bar, care se ridica tot mai sus, iar ultimul dansator cade are o înălțime de aproximativ 10 m. Este cu siguranță mai mare decât înălțimea la care o persoana se simte confortabil, și dovada că au existat mulți speriat strigăte în audiență. O persoană nu ar trebui să cadă de la o astfel de înălțime și cu siguranță nu ar trebui să cadă cu fața în jos.

Cele mai înalte clădiri determină, de asemenea, o persoană normală să aibă o reacție puternică, deși, poate, nu atât de dramatică, de la admirația la frică și înstrăinare. Una dintre sarcinile cu care se confruntă arhitecții în proiectarea clădirilor înalte este să aducă aceste structuri, de câte ori ne depășesc în mărime, unui om, să le umanizeze. Clădirile și structurile pot fi diferite în formă și dimensiune, dar reacția noastră față de ele reflectă întotdeauna un răspuns pur fiziologic și psihologic la dimensiune.

FIG. 70. O prezentare generală a scalelor mari și a unităților de lungime utilizate pentru a le descrie

Cea mai înaltă clădire din lume - Turnul „Burj Khalifa“ din Dubai, capitala Emiratelor Arabe Unite, inaltime 828 m Acest dracu 'de mult, dar turnul standuri cea mai mare parte goale, iar filmul „Mission: Impossible - 4“. Este puțin probabil să-i dea același cultural Statutul, care a fost dobândit de un alt turn - Empire State Building - după filmul "King Kong". Cultul din New York, construit sub turnul arab, în ​​mai mult de două ori, dar umplut mult mai dens.

Pe suprafața Pământului, corpurile naturale sunt mult mai mari. Lățimea Oceanul Pacific, de exemplu, este de aproximativ 20 de milioane de metri cubi, în timp ce din Rusia - zona sa lungime în latitudine aproximativ 8 milioane de metri cubi - redus la jumătate. Pământul este de aproximativ 12 milioane de metri cubi în diametru, iar circumferința sa de 40 mcm. Statele Unite ale Americii (4,2 milioane m în lățime) este de aproximativ zece ori mai mică, dar lungimea lor este încă mai mare decât diametrul Lunii de aproximativ 3,5 milioane de metri cubi.

Obiectele din spațiul cosmic pot avea și o varietate de dimensiuni. Asteroizii, de exemplu, diferă foarte mult între ei - cei mici pot avea dimensiunea de pietricele, cele mari depășesc cu mult orice obiecte de pe suprafața Pământului. Soarele - cu o lățime de aproximativ 1,4 miliarde de metri - depășește dimensiunea Pământului cu mai mult de 100 de ori. Și sistemul solar, pe care îl voi lua până la Pluto (care intră în sistemul solar, indiferent dacă este sau nu o planetă), este de aproximativ 8000 de ori mai mare decât raza soarelui.

Distanța de la Pământ la Soare este mult mai mică - doar 150 de miliarde de metri - o două sute de la o mie de ani lumină. Anul luminii este distanța pe care lumina o poate depăși într-un an - rezultatul multiplicării a 300 de milioane de m / sec (viteza luminii) și 30 de milioane de secunde (durata anului în secunde). Din cauza vitezei finale a luminii, lumina soarelui care ajunge pe Pământ are deja o vârstă de aproximativ 500 de secunde.

În vastul nostru univers există multe structuri vizibile de toate tipurile și dimensiuni. Astronomii unesc majoritatea corpurilor celeste în câteva tipuri. Pentru o scară, să presupunem că o galaxie, de regulă, are o dimensiune de aproximativ 30 000 de ani-lumină sau 3 × 10 20 m. Acest lucru se aplică la Galaxia noastră Calea Lactee, care este de aproximativ trei ori mai mare. Clusterele galaxiilor au o dimensiune de aproximativ 10 23 m, sau 10 milioane de ani-lumină. Lumina durează 10 milioane de ani pentru a traversa un astfel de grup de galaxii de la capăt la capăt.

În ciuda răspândirii enorme a dimensiunilor, majoritatea corpurilor celeste sunt supuse legilor lui Newton. Orbita Lunii, precum și orbita Plutonului sau chiar Pământul însuși, pot fi calculate în cadrul teoriei newtoniene a gravitației universale. Având în vedere distanța de la planetă la Soare, orbita sa poate fi prezisă numai pe baza legilor lui Newton - chiar acelea care au făcut ca mărul legendar să cadă la pământ.

Cu toate acestea, măsurătorile mai precise ale orbitelor planetare au arătat că legile lui Newton nu sunt ultimul cuvânt al științei. A luat o teorie generală a relativității pentru a explica precesiunea periheliului lui Mercur, adică o schimbare vizibilă a parametrilor orbitei sale în jurul soarelui cu timpul. Teoria generală a relativității este o teorie mai cuprinzătoare care include legile newtoniene (pentru densități și viteze reduse), dar funcționează dincolo de aceste limitări.

Pentru a descrie majoritatea obiectelor, teoria generală a relativității nu este necesară, însă efectele sale se pot acumula în timp și unde densitatea obiectului este suficient de mare, ca și în gaurile negre, ele se manifestă în forță. Gaura neagră din centrul galaxiei noastre are o rază de aproximativ 100 de miliarde (10 11) m.

Masa cuprinsă în acest volum este foarte mare - aproximativ 4 milioane de mase solare - și aici, ca în cazul tuturor găurilor negre, este imposibil să îi descriem proprietățile gravitaționale fără teoria generală a relativității.

Întregul univers vizibil se extinde în prezent cu aproximativ 100 de miliarde de ani lumină - 10 27 m, sau cu un miliard de ori mai mare decât Galaxia noastră. Un număr atât de mare este surprinzător, deoarece se dovedește că dimensiunea universului este mai mare decât distanța până la care putem ajunge "(13,75 miliarde ani lumină). Se crede că de la Big Bang au trecut 13,75 miliarde de ani și nimic în acest timp nu poate depăși o distanță mai mare, astfel încât dimensiunea nu poate fi mai mare.

Cu toate acestea, nu există nicio contradicție aici. Motivul pentru care universul ca întreg este mai mare decât distanța pe care lumina ar putea acoperi în timpul vieții sale este că spațiul se extinde. În înțelegerea acestui fenomen, teoria generală a relativității joacă un rol important. Ecuațiile ei arată că țesutul cosmosului se întinde. Putem vedea punctele universului, situate incredibil de departe - atât de departe încât ei înșiși "se văd" unul pe altul nu este capabil.

Având în vedere viteza finită a luminii și vârsta finală a universului, distanțele observate în ea, desigur, sunt de asemenea finite și am ajuns deja la limita superioară. Universul vizibil este tot ce este accesibil telescoapelor noastre. Cu toate acestea, mărimea universului este aproape sigur nu limitată la ceea ce vedem. Ca și în cazul distanțelor mici, unde putem face presupuneri care depășesc limitele experimentale de astăzi, și aici putem specula asupra a ceea ce este în afara universului observabil. Singura limită în direcția unor distanțe mai mari este aceea de a ne imagina propria noastră imaginație și de a ne reticenta naturale să ne gândim la structuri pe care nu avem nici o speranță să le vedem vreodată.

Chiar nu știm ce este, dincolo de orizont - limita universului observat. Natura limitată a capacităților noastre observaționale ne permite să recunoaștem existența unor noi fenomene neobișnuite acolo. Alte structuri, alte dimensiuni, chiar și alte legi ale naturii pot avea loc atât timp cât existența lor nu contravine fenomenelor observate. Acest lucru nu înseamnă că structurile literalmente non-contradictorii din punct de vedere fizic există în natură, așa cum afirmă uneori colegul meu de astrofizică Max Tegmark. Cu toate acestea, aceasta înseamnă, în același timp, că acolo, dincolo de orizont, pot exista multe dintre cele mai neașteptate fenomene și obiecte.

Nu știm încă dacă există alte dimensiuni sau alte universuri. Mai mult decât atât, nu putem spune cu certitudine dacă universul este fin sau infinit, deși majoritatea dintre noi cred că este cel mai probabil infinit. Nici o observație, nici o măsurătoare nu dă niciun indiciu despre sfârșitul acesteia, dar gama de observații și măsurători este limitată. În general, universul se poate termina, așa cum poate avea forma unei mingi sau a unui balon. Dar, în prezent, nici o dovadă teoretică sau experimentală nu indică acest lucru.

Majoritatea fizicienilor preferă să nu se gândească prea mult la ceea ce domnește dincolo de universul vizibil, din moment ce nu găsim cu greu ceea ce există. Cu toate acestea, orice teorie a gravitației sau gravitației cuantice ne oferă instrumente matematice pentru ipoteze și predicții. Pe baza metodelor teoretice și a ipotezelor privind dimensiunile spațiale suplimentare ale fizicii, uneori ei vin cu variante exotice ale altor universuri care nici nu intră în contact cu Universul nostru, nici nu pot contacta decât prin gravitate. Așa cum am discutat în capitolul 18, specialiștii în teoria corzilor și alți fizicieni iau în considerare posibilitatea unui univers multivers care constă din multe universuri independente, care este în concordanță cu ecuațiile teoriei corzi; Uneori, aceste argumente sunt combinate cu principiul antropic, care utilizează posibila multitudine de universuri în interesul lor. Unii chiar încearcă să găsească semnături pe care, în viitor, ar fi posibil să se judece existența unor astfel de multiverse. Așa cum am văzut în capitolul 17, într-un anumit scenariu, un multivers de două-brane ne-ar ajuta să primim răspunsuri la unele întrebări ale fizicii elementare particulare - și în acest caz ar avea consecințe verificabile. Dar majoritatea universurilor suplimentare, posibile, vor rămâne cu siguranță în afara proiectelor noastre experimentale în viitorul apropiat. Prin urmare, în timp ce rămân doar ipoteze teoretice abstracte.

Distribuiți această pagină

CAPITOLUL 5: MAGIC TOUR adânc în materie este cunoscut faptul că în urmă cu 2500 de ani filozoful grec Democrit, a anunțat existența atomilor și, astfel, a făcut un pas în direcția cea bună, dar nici atunci, nici mai târziu, nimeni nu poate spune cu certitudine ce de fapt

DOMENIUL DE APLICARE A UNIVERSULUI călătoria noastră începe în scara obișnuită - același cu cel în care trăim, folosim lucruri diferite, a se vedea și să le atingă. Este o coincidență faptul că un metru - nu o milionime din cota sa și zece mii de metri - se potrivește cel mai bine dimensiunea elementului

5. Extinderea universului Între timp, la sfârșitul anului 1960 ne așteptăm din nou criza, deși mult mai puțin dramatică decât cunoașterea nefericită cu efecte de medicatie Robert. membru Stephen în colegiu ca un cercetător apropie de sfârșit, și pentru că odată ce termenul a

9. Originea Universului Problema originii universului un pic similar cu cea mai veche problemă: care a venit mai întâi - puiul sau oul? Cu alte cuvinte, ce putere a creat universul și ce a creat această putere? Sau, poate, universul sau forța care a creat-o au existat

Conținutul universului, „Ce este?“ - întrebarea familiară a persoanelor scruta nebo.Popytki astronomie răspund la ea în ceea ce privește întregul univers ne tachinat cu răspunsurile sale uimitoare, care descurajau probleme la fel de izbitoare. Conținutul întregului

Viața în Univers 107. Cum a început viața? Definiția vieții este dificilă, dar se pare ca acest lucru: viața este un sistem chimic autonom capabil de urmărire darwinistă evolyutsii.Net îndoială că viața poate apărea în univers. Uită-te la

9. Modele ale Universului Nici un fizician nu contestă astăzi teoria specială a relativității și doar câteva contestă tezele principale ale teoriei generale a relativității. Este adevărat că teoria generală a relativității lasă multe probleme importante nerezolvate. Cu siguranță,

2. Pe scurt despre Univers, universul este nemărginit și incredibil de frumos. Surprinzător de simplă în unele dintre manifestările sale și incredibil de complexă în altele. Dintre toate nenumăratele concepte legate de univers, acum avem nevoie doar de câteva - despre ele

Articole similare

• Planul, soarele, universul, viața, energia, pământul, îngerii

• Cum să nu vă fie frică de întunericul de noapte și să iubiți universul

• Vizitați excursia montană din Perm, shashlik

Trimiteți-le prietenilor: