Задавались ли вы когда-нибудь мыслью: «А что будет, если шатать электроны!?» Согласен, не самая банальная мысль... :-D, И приходит таковая далеко не в каждый понедельник и даже, прошу прощения, не во вторник!
Тем не менее, если подумать, то из этого можно извлечь много пользы, и, мало того, создать устройство, которого, похоже, до этого не было!
Одним из самых распространенных ошибочных представлений космоса в кино и литературе является пояс астероидов, где астероиды находятся очень близко друг к другу, а полет сквозь их скопление сопряжен с колоссальным риском. Это не более чем творческая интерпретация и гиперболизация, так как расстояния между отдельными объектами может составлять несколько миллионов километров. Большая часть космического пространства это пустота, или нам так только кажется. Космическая пыль, газ, различные излучения и таинственная темная материя — все они являются невидимыми обитателями космической «пустоты». Следовательно, то, чего мы не видим, все же может влиять на окружающую среду. Около 90 лет Вернером Гейзенбергом назад была выдвинута теория «квантового двулучепреломления», утверждающая, что идеальный вакуум не пуст и может оказывать влияние на распространение света. Ученые из Технологического университета Суинберна (Мельбурн, Австралия) смогли доказать эту теорию на практике. Что такое идеальный вакуум, почему он не пустой, и как же он влияет на свет? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых.
Всем привет. Добро пожаловать на подкаст Mindscape. Я ваш ведущий Шон Кэрролл. Сегодня у нас специальный сольный выпуск Mindscape. Иногда мы делаем такие выпуски, когда одновременно с подкастом у меня выходит новая книга. Кажется, это всего второй такой случай. В прошлый раз мы делали нечто подобное в связи с выходом «Нечто глубоко скрытое» (Something Deeply Hidden), моей книги о квантовой механике. Новая книга, которая выходит 20 сентября 2022 года, называется «Самые большие идеи во Вселенной. Том 1: Пространство, время и движение» (The Biggest Ideas in the Universe, Volume One: Space, Time, and Motion). Разумеется, она основана на серии видеороликов, которые я выпускал на YouTube в самом начале пандемии, в 2020 году. И эта книга в некотором смысле представляет собой отход от привычного формата - как для меня самого, так и для книг по физике вообще. Обычно, когда я пишу научно-популярные книги, я стараюсь обосновать какую-то точку зрения, которая может оказаться верной, а может и нет. Я пытаюсь убедить читателя, что существует хороший способ размышлять о той или иной проблеме - будь то стрела времени, натурализм или многомировая интерпретация квантовой механики. На этот же раз моя задача исключительно педагогическая: мы будем говорить о том, что я называю большими идеями, то есть об идеях, которые, по сути, останутся с нами навсегда.
Это идеи, которые, как мы считаем, играют важную и корректную роль в описании мира, по крайней мере в определенной области применимости. Речь идет именно о физических идеях. Конечно, существуют большие идеи и за пределами физики, но у меня нет достаточной компетенции, чтобы рассказывать о них, поэтому в названии книги слово «физика» как бы подразумевается. Главное здесь в том, что я не собираюсь заниматься спекуляциями. В книге нет рассуждений о самых далеких следствиях квантовой механики, о мультивселенной, дополнительных измерениях, частицах темной материи или чем-то подобном. Речь идет о том, что мы действительно знаем и что уже надежно установлено. В первом томе мы занимаемся классической физикой. Но классическая физика позволяет продвинуться очень далеко. Она ведет нас не только через Ньютона и Галилея, но и вплоть до Эйнштейна. Поэтому мы рассматриваем специальную теорию относительности, общую теорию относительности и черные дыры. Еще одна особенность этой книги заключается в том, что в ней есть уравнения. Существует множество книг, которые пытаются объяснять основы физики с разной степенью глубины и увлекательности. Но книг, занимающих промежуточное положение между обычным научпопом и учебниками, не так много. Научно-популярная книга обычно старается обходиться почти исключительно словами, аналогиями, метафорами и, возможно, несколькими схемами, чтобы объяснить вам происходящее. Учебник же предполагает, что вы буквально годами будете изучать физику и в конечном счете попытаетесь стать профессиональным физиком.
Эта сказка основана на реальном системном комплексном анализе фундаментальных проблем всех разделов Физики, являющейся частью Современной Науки. Все персонажи вымышлены, но их проблемы — реальны.
Сказка написана в юмористическом стиле, так как смех — лучшее оружие против догмы. К тому же бывает очень полезным посмотреть проблему с новой, неожиданной стороны. Если вы не можете посмеяться над теорией — значит, вы в неё верите, а не понимаете её саму, её реально слабые места. Если вы можете посмеяться — значит, вы готовы её при необходимости пересмотреть или отказаться в пользу более состоятельного решения проблемы. Эта сказка — приглашение к пересмотру. Необязательно соглашаться. Достаточно задуматься.
Термин «Понтекорвониум» (pontecorvonium) происходит от работ Бруно Понтекорво, но, к счастью, пока еще не перекочевал в научный обиход на постоянной основе. В физике понекорвониум представляет собой гипотетическую частицу‑осциллятор, состоящую из нейтрино и антинейтрино. Вопрос о том, не должна ли такая частица мгновенно аннигилировать без всякой осцилляции, просьба адресовать ее открывателю или тем, кто строит на ней свои теории. Автор сказки лишь зафиксировал этот факт и счёл его прекрасной иллюстрацией того, как легко физика плодит сущности, которые никто никогда принципиально не мог бы увидеть в реальности.
Любые схожие звучания имен — это лишь случайное совпадение. Даже если таких случаев несколько.
Итан Сигел (американский астрофизик-теоретик и научный журналист, автор рубрики "Спросите Итана", один из пропагандистов современных научных знаний), рассказывает о том, чему нас "научил" демон Максвелла, и о различии между замкнутыми и изолированными системами, которое упускает из виду система физического образования в Америке (да и в России).
Всё, что связано с энтропией, продолжает вызывать жаркие дискуссии. Всегда ли энтропия увеличивается? Не всегда. А насколько это "не всегда" распространено и как отличить систему, где "всегда" от системы, где "не всегда"? @avshkol перевёл этот текст Итана, который вносит ясность в массу дискуссий об энтропии и толковании результатов мысленных экспериментов вроде демона Максвелла (а также всевозможных вариантов вечного двигателя)...
Квантовые технологии стали одними их тех тем, которым уделялось достаточно много внимания несколько лет тому назад. Затем ажиотаж снизился, а на смену им пришли ИИ системы. Однако это смена приоритетом произошла лишь в глазах общественности, но не в научных кругах. Ученые со всего мира продолжают активно работать над созданием и совершенствованием различных устройств и систем, основа работы которых лежит в квантовом мире. Ученые из Университета Аалто (Эспоо, Финляндия) разработали сверхпроводящий квантовый тепловой двигатель, преобразующий тепло квантового масштаба в полезную работу. Из чего сделан этот двигатель, каков принцип его работы, и какие перспективы ждут разработку? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых.
Итан Сигел (американский астрофизик-теоретик и научный журналист, автор рубрики "Спросите Итана", один из пропагандистов современных научных знаний), недавно опубликовал статью об истории открытий, которые и привели нас к преобладающему сегодня взгляду на Вселенную (возникшую в Большом взрыве и расширяющуюся с ускорением).
200 лет назад мы почти ничего не знали о нашей Вселенной в космических масштабах. Сегодня мы знаем очень многое, и обнаружили немало загадок, непонятных явлений с неясной природой. @avshkol перевёл этот шикарный исторический экскурс, который даёт общее представление о 20 открытиях в астрономии и физике, по одному на каждое десятилетие, перевернувших наше понимание природы, космоса, Вселенной. Статья будет интересна всем, кто интересуется астрономией, астрофизикой, а также историей развития наших взглядов на Вселенную и формирования преобладающей сейчас теории Вселенной.
Сначала была не идея романа, а ощущение: наш мир — хрупкая штука. Я программист, и моя личная версия конца света была профессиональной: а что, если вирус сожжёт все процессоры? Не данные — железо. Производство микроэлектроники — самая сложная цепочка поставок, которую построило человечество; то, что сгорело, не перевыпустить.
Потом я наткнулся на событие Кэррингтона. 1859 год, геомагнитная буря: телеграфные аппараты искрят и бьют операторов током, связь работает при отключённых батареях — на энергии, которую навела в провода сама буря. И я понял, что мой вирус — детская страшилка. Есть сценарий хуже: не процессоры. Электричество. Всё и сразу.
Всем привет и добро пожаловать в подкаст Mindscape. Я ваш ведущий, Шон Кэрролл, и, хотите верьте, хотите нет, это уже 200-й обычный выпуск Mindscape. Я решил посвятить сольный эпизод определенному кругу вопросов, которые как раз относятся к натурфилософии в этом смысле - к области на пересечении физики и философии. Причем некоторые способы, которыми физика и философия соприкасаются, хорошо известны. Вы наверняка уже о них слышали. Мы много говорили о квантовой механике, коллапсе волновой функции и основаниях квантовой механики. Мы также немало обсуждали время, стрелу времени, энтропию и эмерджентность, то есть связь между фундаментальной физикой и описаниями более высокого уровня. Все это вполне узнаваемые и очевидные темы, в которых и физика, и философия могут сказать что-то важное. Но есть еще одна область, о которой время от времени говорят, хотя ей уделяют заметно меньше внимания, - космология. А именно космологией я и занимался в начале своей карьеры как ученый-исследователь.
На прошлой неделе мы опубликовали интервью с Артуром Григорьевичем Погосовым, преподавателем Физфака НГУ и автором задач для олимпиады «Твой путь в настоящую науку». Сегодня разберем одну из его демонстрационных задач, где нужно дать качественное объяснение наблюдаемому явлению. Задача старенькая, 2013 года — и для неё мы собрали установку, известную как колыбель Ньютона.
Если не интересоваться, то кажется, что многие из тех физических величин, с которыми нам приходится сталкиваться в реальной жизни — представляют собой неизменные константы.
Однако, если всё же начать немного разбираться, то выяснится, что всё довольно относительно!
И сегодня, мы поговорим о некоторых из подобных примеров, где следствием изучения этого могут быть вполне конкретные и полезные применения…
Итан Сигел (американский астрофизик-теоретик и научный журналист, автор рубрики "Спросите Итана", один из пропагандистов современных научных знаний), написал интересную статью с экскурсами в историю физики, утверждая, что одной чистой математики для физики недостаточно. Какой же ещё нужен ингредиент, чтобы получилась физика?
@avshkol перевел эту статью, и она гармонично читается с недавней переведенной статьёй того же автора Не позволим теории струн разрушить вполне успешную науку — физическую космологию. Для всех, кто интересуется физикой и историей науки.
Всем привет и добро пожаловать на подкаст Mindscape. Я ваш ведущий, Шон Кэрролл. Постоянные слушатели знают, что в последнее время мы довольно много обсуждаем здесь квантовую механику. Мы подробно поговорили с Дэвидом Альбертом о его скептическом отношении к многомировой интерпретации. У меня был подкаст с перевернутыми ролями с Робом Ридом, где уже он задавал мне вопросы о многомировой интерпретации. Мы немного поговорили с Адамом Беккером об истории квантовой механики в XX веке и, конечно же, затрагивали квантовую механику в беседах с такими людьми, как Леонард Сасскинд и Роджер Пенроуз. И всё это делалось не просто так. Как вы, возможно, знаете, у меня выходит книга. Более того, этот выпуск подкаста я публикую за день до выхода новой книги. Она будет называться «Нечто глубоко скрытое: квантовые миры и возникновение пространства-времени» (Something Deeply Hidden: Quantum Worlds and the Emergence of Spacetime) и появится в продаже 10 сентября 2019 года.
Итан Сигел (американский астрофизик-теоретик и научный журналист, автор рубрики "Спросите Итана", один из пропагандистов современных научных знаний), утверждает, что самым серьёзным препятствием для колонизации Марса станет... его пониженная гравитация. Он собрал большую подборку эффектов и исследований, которые оказывает нулевая гравитация на орбите Земли. Но ведь на Марсе она ненулевая, а почти 40% земной! И если здесь, на Земле, один человек имеет крайне избыточный вес 150 кг, а другой, такого же роста, весит 57 кг (разрыв, аналогичный марсианскому), то скорее второй будет себя лучше чувствовать, чем первый?
@avshkol перевел эту статью, ведь всё, что связано с Марсом, скоро (по историческим меркам) станет в повестку дня многих стран и корпораций...
Матрица лазерных диодов от киношного проектора стоит на Таобао как б/у видеокарта десятилетней давности — 260 юаней за демонтаж. Внутри — 14 синих кристаллов Nichia, около семидесяти ватт оптической мощности и собственная линза на каждом диоде. К ней нужны буст-конвертер за пятьсот рублей, процессорный кулер, восемь банок 18650 и вечер с паяльником.
Ниже — полная сборка: расчёт драйвера, настройка тока, борьба с пусковым выбросом, который тихо убивает кристаллы, и честный разбор мест, где моя конструкция кривая.
Сразу дисклеймер, без него никак: это лазер 4 класса опасности. Он не «может повредить глаз при неудачном стечении обстоятельств» — он поджигает дерево на дистанции вытянутой руки. Если вы никогда не работали с лазерными диодами, начните с чего-то на порядок дешевле и слабее.
Если вы когда‑либо слышали о «величайшей ошибке Эйнштейна» — скорее всего, речь шла о космологической постоянной. Это был поправочный коэффициент, который Эйнштейн ввёл в свои уравнения в 1917 году; с учётом такой постоянной Вселенная оставалась стационарной, четырёхмерной (три пространственных измерения + время), и в ней работали уравнения Эйнштейна. Космологическая постоянная действовала как фактор гравитации, не позволяя Вселенной ни схлопнуться в комок материи, ни развоплотиться. После того, как в 1929 году Эдвин Хаббл открыл закон расширения Вселенной (причём, это расширение идёт с ускорением), постулат о стационарности Вселенной был отброшен, и Эйнштейн признал космологическую постоянную своей величайшей ошибкой. Но после того, как в 1997–1998 годах две группы, одна под руководством Перлмуттера, другая — под руководством Шмидта и Рисса — открыли тёмную энергию, эту сущность отождествили с космологической постоянной. Поскольку тёмная энергия приводит к расширению Вселенной, очевидно, что она является антигравитационной. Но это сверхмалая величина, которая, по‑видимому, всё‑таки выше нуля; эта величина характеризует плотность энергии вакуума. Значение космологической постоянной составляет Λ = 1,089(29)⋅10−52 м−2, соответственно, плотность вакуума оценивается в 5,84⋅10−27 кг/м3.
В этой же статье я затрону некоторые факты, свидетельствующие в пользу того, что космологическая постоянная не является константой, и со временем меняется. Ранее на Хабре этот вопрос затрагивал уважаемый @SLY_G в статье «Ослабевает ли тёмная энергия? Новые данные подтверждают эту гипотезу». Давайте поговорим об этом подробнее.
Всем привет, добро пожаловать на подкаст Mindscape. Я ваш ведущий, Шон Кэрролл. Сегодня у нас особый выпуск, потому что гостей не будет. Это сольный выпуск - говорить буду только я. А тема у нас масштабная: почему существует Вселенная? Почему существует нечто, а не ничто? Почему вообще хоть что-то существует? Я предложу вам свой ответ и рассмотрю несколько других возможных ответов. Это явно не тот вопрос, на который можно дать простой и окончательный ответ, с которым согласятся абсолютно все, но я постараюсь хотя бы обрисовать некоторые возможные варианты. Очевидно, это один из самых фундаментальных вопросов, какие только можно задать, и именно ради таких вопросов мы здесь, в подкасте Mindscape. Итак, начнем.
Меня часто спрашивают, когда я впервые заинтересовался наукой, физикой или космологией. Разные люди приходят в эту область по-разному. Некоторые открывают ее для себя довольно поздно, например уже в университете. Другие, наоборот, очень рано. Я отношусь ко второй группе - я заинтересовался еще ребенком. Обычно я говорю, что мне было десять лет, но на самом деле я помню другое: это был четвертый класс, когда мы с одноклассниками начали говорить о науке более осознанно, а не просто обсуждать то, что проходили в тот день на уроке. И меня все это по-настоящему захватило. Я знаю, что многие заинтересовались наукой благодаря научной фантастике - фильмам, сериалам, книгам и всему остальному. Но в моем случае это была именно научно-популярная литература. Я часами просиживал в местной публичной библиотеке и читал книги о кварках, Большом взрыве, общей теории относительности, физике элементарных частиц и квантовой механике.
Артур Григорьевич Погосов – доктор физико-математических наук, профессор и заведующий кафедрой общей физики Физического факультета Новосибирского государственного университета. А еще это человек, который по-настоящему увлечен физикой и преподаванием. Мы с удовольствием поговорили с Артуром Григорьевичем о физическом мышлении, школьной физике и особых физических задачах, которые обучают, а не просто проверяют знания.
В физике есть понятие «мирового эфира» — гипотетической среды, заполняющей пространство и являющейся носителем фундаментальных взаимодействий. Оно известно с античности и имеет корни в метафизике. В античной философии эфир считался «пятым элементом» (квинтэссенцией) — божественной, неизменной субстанцией, из которой состоят небесные тела, в отличие от четырёх земных стихий. Концепция мирового эфира была сформулирована Аристотелем. В новое время общепринятого определения выработано не было, но в работах физиков прослеживается два взгляда. Ниже приведены самые известные представления классиков об эфире.
Всем привет, добро пожаловать на подкаст Mindscape. Я ваш ведущий, Шон Кэрролл. Время! Оно не останавливается, несмотря на все психологические последствия жизни в условиях локдауна. То, как мы воспринимаем время, зависит от обстоятельств, но само время неумолимо движется вперед. Если, конечно, путешествия в прошлое вообще невозможны, как это изображается в бесчисленных научно-фантастических сюжетах. Но имеет ли это смысл? Разве в таком случае мы не смогли бы изменить прошлое, причем настолько радикально, что сами никогда не появились бы на свет? В этом сольном выпуске подкаста я говорю и о физике путешествий во времени, и об их изображении в фантастике. Я объясняю, что законы физики, возможно, допускают путешествия во времени, и рассказываю, как именно это могло бы работать, хотя на самом деле мы пока этого не знаем. А еще я пытаюсь разобраться в некоторых не самых логичных вариантах путешествий во времени, которые показывают в кино. Придумать непротиворечивую теорию, способную объяснить происходящее в «Назад в будущее», совсем непросто, но подкасты - занятие не для слабонервных.
Я хотел бы рассказать тем из вас небольшую историю о том, как мне самому удалось, пусть и совсем немного, повлиять на массовую культуру. Возможно, вы слышали о фильме «Мстители: Финал». Скорее всего, слышали, ведь на тот момент это был самый кассовый фильм в истории. И важную роль в нем играет идея путешествий во времени. Я не собираюсь раскрывать сюжет фильма, но до него был другой фильм, «Война бесконечности», в котором произошли довольно неприятные события, и герои «Финала» хотят исправить их, отправившись в прошлое. А если вы хотите ввести в фильм путешествия во времени, вам приходится принять определенные решения о том, как именно они работают. В реальном мире путешествий во времени мы пока не наблюдали, поэтому существует несколько разных теорий о том, как они в принципе могли бы происходить. И в какой-то момент Пол Радд, актер, который играет Скотта Лэнга, он же Человек-муравей, вместе с остальными героями обсуждает путешествия во времени и говорит: «То есть вы хотите сказать, что “Назад в будущее” - это полная чушь?»
