Земля. Хроники Жизни.
Главная | Прогулки в Квантовом Мире - Страница 89 - Форум | Регистрация | Вход
 
Суббота, 15.12.2018, 00:54
Приветствую Вас Гость |Личные сообщения() ·| PDA | RSS
[ Новые сообщения · Участники · Правила форума · Поиск · RSS ]
Форум » Самое обсуждаемое » Горячие темы » Прогулки в Квантовом Мире (открытия, гипотезы, мнения, просто о сложном)
Прогулки в Квантовом Мире
kvanticДата: Пятница, 07.12.2018, 14:38 | Сообщение # 1321
Группа: Проверенные
Сообщений: 8947
Репутация: off
AstraVert, нет, это вот такая буква

Космологическая постоянная – безразмерная константа, которая была введена в уравнения общей теории относительности Альбертом Эйнштейном (1917 год) для противодействия силам гравитации во Вселенной.

Иногда называемая лямбда-член (от названия греческой буквы Λ, используемой для её обозначения в уравнениях общей теории относительности) — физическая постоянная, характеризующая свойства вакуума, которая вводится в общей теории относительности.

Космологическая постоянная была введена Эйнштейном для того, чтобы уравнения допускали пространственно однородное статическое решение. После построения теории эволюционирующей космологической модели Фридмана и получения подтверждающих её наблюдений, отсутствие такого решения у исходных уравнений Эйнштейна не рассматривается как недостаток теории.

До 1997 года достоверных указаний на отличие космологической постоянной от нуля не было, поэтому она рассматривалась в общей теории относительности как необязательная величина, наличие которой зависит от эстетических предпочтений автора. В любом случае её величина (меньше чем10 в -29 степени г/см3) позволяет пренебрегать эффектами, связанными с её наличием, вплоть до масштабов скоплений галактик, то есть практически в любой рассматриваемой области, кроме космологии. В космологии, однако, наличие космологической постоянной может существенно изменять некоторые этапы эволюции наиболее распространённых космологических моделей. В частности, космологические модели с космологической постоянной предлагалось использовать для объяснения некоторых свойств распределения квазаров.

В 1998 году двумя группами астрономов, изучавших сверхновые звёзды, практически одновременно было объявлено об открытии ускорения расширения Вселенной (см. тёмная энергия), которое предполагает в простейшем случае объяснения ненулевую положительную космологическую постоянную. К настоящему времени эта теория хорошо подтверждена наблюдениями, в частности, со спутника WMAP. Величина Λ соответствует плотности энергии вакуума 5,98х10 в -10-й степени Дж/м3.

Лямбду можно включить в тензор энергии-импульса и рассматривать как тензор энергии-импульса вакуума. Этот член инвариантен по отношению к преобразованиям локальной группы Лоренца, что соответствует принципу лоренц-инвариантности вакуума в квантовой теории поля. С другой стороны, Lambda можно рассматривать как тензор энергии-импульса некоего статического космологического скалярного поля. Сейчас активно развиваются оба подхода.

По мнению многих физиков, занимающихся квантовой гравитацией, малая величина космологической постоянной трудно согласуется с предсказаниями квантовой физики и поэтому составляет отдельную проблему, именуемую «проблемой космологической постоянной».
Всё дело в том, что у физиков нет теории, способной однозначно ответить на вопрос: почему космологическая постоянная так мала или вообще равна 0? Если рассматривать эту величину как тензор энергии-импульса вакуума, то она может интерпретироваться как суммарная энергия, которая находится в пустом пространстве. Естественным разумным значением такой величины считается её планковское значение, даваемое и различными расчётами энергии квантовых флуктуаций. Оно, однако, отличается от экспериментального на 120 порядков, что некоторые авторы называют «худшим теоретическим предсказанием в истории физики»
kvanticДата: Пятница, 07.12.2018, 14:48 | Сообщение # 1322
Группа: Проверенные
Сообщений: 8947
Репутация: off
1917 году Альберт Эйнштейн поразил физический мир, опубликовав общую теорию относительности, в которой он описал гравитацию как геометрическое свойство пространства-времени. Это сразу же поставило вопрос о структуре вселенной в целом, из которого развилась современная космология.

В течение нескольких следующих лет многие ученые разрабатывали различные модели структуры пространства-времени. Этим занимались и русский физик Александр Фридман, и голландский математик Виллем де Ситтер (Willem de Sitter), и бельгийский священник Жорж Леметр (Georges Lemaitre). В этой дискуссии Эйнштейн принимал сравнительно мало участия, ограничившись несколькими важными репликами.

В то время было принято считать, что вселенная находится в стабильном состоянии — не расширяется и не сокращается. Поэтому Эйнштейн ввел в свою модель космологическую постоянную, которая могла регулироваться, чтобы вселенная не расширялась и не сокращалась.

Однако у головоломки отсутствовала ключевая часть. Примерно тогда же Эдвин Хаббл (Edwin Hubble) начал публиковать данные, согласно которым видные астрономам «островные вселенные» или галактики были намного дальше звезд и стремительно удалялись от нас. Его вывод, кардинально изменивший наши представления о мире, заключался в том, что вселенная расширяется.

Ведущие физики того времени сразу же осознали значимость открытия Хаббла. Если он был прав, модель вселенной нужно было менять.

В результате в 1932 году Эйнштейн и де Ситтер опубликовали новую модель, в рамках которой они отказались от космологической постоянной, позволив вселенной расширяться. В дальнейшем эта модель стала для космологического сообщества основной «рабочей лошадкой».

Сейчас Кормак O’Раферти (Cormac O’Raifeartaigh) и Брендан Макканн (Brendan McCann) из ирландского Уотефордского института технологии продемонстрировали важный этап продвижения Эйнштейна к этой модели, впервые переведя малоизвестную статью создателя теории относительности, написанную на год раньше работы 1932 года.

В этой статье, озаглавленной «Zum kosmologischen Problem der allgemeinen Relativitätstheorie» («К космологической проблеме общей теории относительности»), Эйнштейн предлагает модель вселенной, которая сначала расширяется, а потом сокращается. Этот процесс начинается с сингулярности и ею же заканчивается. Данная модель также важна, потому что она впервые придает космологической постоянной нулевое значение.

Сперва O’Раферти и Макканн обсуждают исторический контекст статьи. Эйнштейн, по-видимому, написал ее после своего визита в США, продолжавшегося три месяца. Большую часть этого времени он провел в Принстоне, но также успел съездить к Хабблу, чтобы обсудить его открытия.

Интересно, что в своей статье Эйнштейн постоянно пишет фамилию Хаббла с ошибкой. По мнению авторов, это доказывает, что он был плохо знаком с работами американского астронома. В статье также отсутствует ряд важных ссылок, вероятно, пропущенных в спешке — O’Раферти и Макканн считают, что Эйнштейн написал ее всего за четыре дня.

Модель, которую Эйнштейн опробует в статье, носит явно переходный характер. Скажем, она предполагает положительную кривизну пространства-времени. Это было необходимым элементом эйнштейновской модели стабильной вселенной, однако позднее оказалось необязательным в рамках расширяющейся модели, которая могла иметь как положительную кривизну, так и отрицательную или нулевую. О возможности последнего Эйнштейн и де Ситтер писали годом позже.

Один из наиболее интересных аспектов статьи связан с попыткой Эйнштейна на основании своей модели вычислить размер вселенной, который он оценивает в 10^8 световых лет или 9,5×10^25 сантиметров в радиусе (на несколько порядков меньше, чем по современным оценкам).

В связи с этим он оценивает возраст вселенной примерно в 10 миллиардов лет. Согласно современному консенсусу, вселенной около 14 миллиардов лет.

Как отмечают O’Раферти и Макканн, непонятно, на чем основана оценка Эйнштейна. Они предполагают, что в ее основе лежат некие расчеты Фридмана. Они также указывают, что в спешке Эйнштейн допустил в расчетах ряд ошибок.

«Эйнштейн здесь выглядит, скорее, увлекающимся космологом, чем ученым, пытающимся показать совместимость своей величайшей теории с поразительными новыми астрономическими наблюдениями», — отмечают они.

Это интересный материал не только об эволюции взглядов Эйнштейна на природу вселенной, но и о личности самого Эйнштейна. Кто из нас не работал второпях и потом не замечал ошибок в своей работе?

Заметим, что после совместной работы 1932 года с де Ситтером Эйнштейн почти не проявлял интереса к космологии, предпочитая заниматься не удавшимися в итоге попытками объединить относительность с квантовой теорией.


да, чтобы понятнее было

Тензор энергии-импульса

Тензор энергии-импульса — симметричный тензор второго ранга, описывающий плотность и поток энергии и импульса полей материи и определяющий взаимодействие этих полей с гравитационным полем.

Вот такой вид у вычислений тензора

связь момента импульса тела с вектором угловой скорости...
не лезьте в дебри
kvanticДата: Пятница, 07.12.2018, 14:52 | Сообщение # 1323
Группа: Проверенные
Сообщений: 8947
Репутация: off
biggrin только что!!!
Перепроверка эксперимента не обнаружила признаков темной материи
Результаты итальянского эксперимента по поиску темной материи, опубликованные в 2013 году и непринятые научным сообществам, вновь подверглись сомнениям после эксперимента COSINE-100.

Наблюдения космоса указывают на то, что Вселенная должна быть пронизана неизвестным видом невидимых субатомных частиц. Дополнительная масса, предоставляемая темной материей, необходима для объяснения движения звезд в галактиках и того, как вещество собирается вместе во Вселенной. Несмотря на множество экспериментов по поиску таинственного невидимого вещества, никому пока не удалось обнаружить эти частицы.

Исследователи, работающие над экспериментом DAMA/LIBRA в Национальной лаборатории Гран-Сассо в Италии, утверждают, что у них есть убедительные доказательства взаимодействия темной материи с их датчиком. Теперь эксперимент COSINE-100 занялся поиском частиц при помощи датчика того же типа, что используется в эксперименте DAMA, но не обнаружил никаких признаков темной материи. Статья о проведенном исследовании опубликована в журнале Nature.

Команда DAMA годами наблюдала за своими кристаллами, пытаясь выявить признаки темной материи. Исследователи сообщили, что количество столкновений в датчике DAMA возрастает и понижается в соответствии с определенной ежегодной закономерностью. Эта закономерность, утверждают они, обусловлена движением Земли через поток темной материи при вращении планеты по орбите вокруг Солнца.

Несколько других экспериментов также пытались отследить этот тип ежегодных изменений, но ничего не обнаружили. Однако они использовали другой материал в своих датчиках. Команда из Йельского университета уверена, что эксперимент COSINE-100, использующий тот же материал, поможет узнать, почему DAMA удается получать свои результаты.

Вместо того чтобы пытаться отследить ежегодные изменения, исследователи, работающие над COSINE-100, сравнили частоту столкновений в своем датчике, расположенном в подземной лаборатории Яньянь в Южной Корее, с количеством ожидаемых реакций на другие источники, включая радиоактивность. Команда не обнаружила признаков сигналов, которые могли бы быть темной материей.
Тем не менее команда DAMA придерживается своих утверждений. Физик Рита Бернабей из римского университета Тор-Вергата, заявила, что COSINE-100 не оказал никакого влияния на результаты, полученные установками DAMA.

В дальнейшем ученые, задействованные в эксперименте COSINE-100, намереваются проверить заявления команды DAMA о ежегодных изменениях в количестве столкновений.
AstraVertДата: Пятница, 07.12.2018, 15:39 | Сообщение # 1324
Группа: Проверенные
Сообщений: 4156
Репутация: off
Опять разошлась.
kvanticДата: Пятница, 07.12.2018, 15:44 | Сообщение # 1325
Группа: Проверенные
Сообщений: 8947
Репутация: off
AstraVert, это Эйнштейн разошелся.
Ты спросил...а как тут коротко ответишь?
Просмотрят, выберут главное. Я считаю, что на нашем сайте люди достаточно умные, чтобы самим выбрать основное.
sprint22Дата: Суббота, 08.12.2018, 02:15 | Сообщение # 1326
Группа: Проверенные
Сообщений: 8781
Репутация: off
AstraVert, ...смотри последнюю формулу..это конец..!! cry
kvanticДата: Суббота, 08.12.2018, 11:38 | Сообщение # 1327
Группа: Проверенные
Сообщений: 8947
Репутация: off
sprint22, а что там непонятного?
Вот эта сигма Е (типа)-это сумма. Сумма чего? векторов по координатам у х м и умножаем на скорость, получаем угловую скорость, умноженную на импульс, вот то, что получается и есть тензор.
Все не так сложно как на первый взгляд кажется.
Это как например :



Сможешь же посчитать?
Похоже на формулу? ну вот типа этого... smile
kvanticДата: Суббота, 08.12.2018, 21:21 | Сообщение # 1328
Группа: Проверенные
Сообщений: 8947
Репутация: off
Думаю, перевод не нужен....


Про радугу. Вы видите радугу только благодаря коническим рецепторам, присутствующим в строении глаза. Животные , у которых нет таких рецепторов, не видят радугу.
То есть, по сути, мы сами радугу создаем....


Сообщение отредактировал kvantic - Суббота, 08.12.2018, 21:24
LOGДата: Суббота, 08.12.2018, 21:28 | Сообщение # 1329
Группа: Искатель
Сообщений: 618
Репутация: off
kvantic! Обнуление и обновление. Запрограммированная Критическая аномалия встреча Завершения с Началом
band newyear
AstraVertДата: Суббота, 08.12.2018, 21:49 | Сообщение # 1330
Группа: Проверенные
Сообщений: 4156
Репутация: off
Формула сурова конечно...а подробности встречи?
kvanticДата: Суббота, 08.12.2018, 22:49 | Сообщение # 1331
Группа: Проверенные
Сообщений: 8947
Репутация: off
LOG, благодарю. smile
kvanticДата: Суббота, 08.12.2018, 22:50 | Сообщение # 1332
Группа: Проверенные
Сообщений: 8947
Репутация: off
AstraVert, вот ты пишешь "сумасшедший дом". А сам...вот к кому ты сейчас обращался? ты меня расстраиваешь... sad
kvanticДата: Воскресенье, 09.12.2018, 10:00 | Сообщение # 1333
Группа: Проверенные
Сообщений: 8947
Репутация: off
Живем ли мы в одноэлектронной Вселенной?
Прогулка по одной из самых экзотических гипотез



В 1940 году два известных физика-теоретика рассуждали об электроне и его свойствах, так у них возникла мысль, что все электроны — один и тот же электрон.

У физиков Джона Уилера и Ричарда Фейнмана был довольно нетрадиционный взгляд на устройство реальности. Например, они теоретизировали, что во всей Вселенной есть всего лишь один электрон, находящийся попеременно во всех точках пространства — начиная от Большого взрыва и до конца всего (будь то Большой разрыв, Большое сжатие, тепловая смерть или что-нибудь еще).
Другими словами, речь идет о том, что 10^80 электронов, с которыми мы имеем дело в каждый момент времени, — один и тот же электрон. Один электрон, пронизывающий каждый атом и молекулу, независимо от пространства и времени.

Теория одноэлектронной Вселенной, предложенная Джоном Уилером во время телефонного разговора с Ричардом Фейнманом, предполагает, что все электроны и позитроны, по сути, проявления одного объекта, перемещающегося вперед и назад во времени.

«Однажды в аспирантуре Принстона я получил звонок от профессора Уилера, он мне сказал: «Фейнман, я знаю, почему у всех электронов одинаковые заряд и масса». — «Почему?» — «Потому что это один и тот же электрон».

К выводу о том, что позитрон — это электрон, двигающийся обратно во времени, Уилера подтолкнула квантовая запутанность.Позже Фейнман высказал эту же гипотезу в своей статье «Теория позитронов», опубликованной в 1949 году в Гарварде.



Ричард Фейнман / © Kevin Fleming/Corbis
Идея основывается на мировых линиях, прочерчиваемых каждым электроном через пространство-время.
Уилер предположил, что вместо бессчетного количества таких линий это все может быть частями одной линии, прочерченной одним электроном, подобно огромному запутанному узлу.
Каждый момент времени представляет собой часть пространства-времени и пересекается с мировой линией, связанной в узел, множество раз. В точках пересечения половина линий будет направлена вперед во времени, а половина — обратно. Уилер предполагал, что эти обратные секции представляют собой античастицу электрона — позитрон.

Атака клонов
Кванты существуют вне пространства-времени и не занимают трехмерные позиции. Можно даже сказать (но с большой осторожностью), что сами пространство и время создаются взаимодействиями квантов, а именно — путем квантовой запутанности, которая была подтверждена экспериментально. Более того, в «запутанной» Вселенной время может быть просто иллюзией. И это подводит нас к другому важному вопросу: что означает запутанность всех частиц? Что означает существование за пределами пространства и времени для электрона?

Представим себе частицу, движущуюся невероятно быстро во времени в период очень ранних стадий развития Вселенной. Она путешествует настолько далеко в будущее, что «врезается» в «стену» (пусть это будет конец расширения Вселенной, где частица больше не может «двигаться» в энтропии) и отскакивает обратно во времени, где «врезается» уже в Большой взрыв, откуда она и вылетела изначально.
Повторение этого процесса снова и снова на очень высокой скорости создаст клонов одной и той же частицы — в нашем случае электрона, — и все будет выглядеть так, будто этих частиц триллионы и они повсюду.



Джон Арчибальд Уилер / ©Wikipedia
Если это слишком сложно, попробуем провести еще один мысленный эксперимент.

Если бы в понедельник вы отправились обратно во времени в воскресенье и вернулись домой, а затем повторяли этот процесс всю неделю (вплоть до пятницы), то у вас получилось бы пять своих копий в то же самое воскресенье! А теперь представьте, что электрон делает это триллионы раз, а «воскресенье» — это современная эпоха во Вселенной.

Именно о такой концепции «позитрона» (античастицы электрона) говорил Ричард Фейнман. Чуть позже физик-теоретик Йоитиро Намбу применил ее ко всему возникновению и аннигиляции пар частица-античастица в своей статье, опубликованной в 1950 году, заявив, что «возможное создание и аннигиляция пар, которые могут происходит в любой момент времени, — это не создание и не аннигиляция, а лишь изменение направления движущихся частиц из прошлого в будущее или из будущего в прошлое».

Это также может быть причиной того, почему невозможно одновременно узнать и импульс электрона, и его позицию(согласно принципу неопределенности Гейзенберга). Чтобы понять, почему Уилер думал об электронах таким образом, нам следует рассмотреть их свойства.
kvanticДата: Воскресенье, 09.12.2018, 10:14 | Сообщение # 1334
Группа: Проверенные
Сообщений: 8947
Репутация: off
Одноэлектронная Вселенная

Кванты не похожи на привычные всем «объекты». Квантовый мир вообще странный, о нем сам Ричард Фейнман сказал: «Думаю, смело могу сказать, что квантовой механики никто не понимает».

Электроны обладают корпускулярно-волновым дуализмом.
Это значит, что они могут вести себя и как частицы, и как волны — в зависимости от взаимодействия. Чтобы точее концептуализировать кванты, о волновом состоянии следует думать как об области вероятности, которую мы записываем в виде интерференционной картины, а состояние частицы — это та самая вероятность, сколлапсировавшая в одну точку взаимодействия.



Интерференционная картина в эксперименте с двумя прорезями / © Stackexchange

Согласно Общей теории относительности (ОТО), пространство и время едины, но когда речь заходит об ОТО с квантовой механикой, у теоретиков и космологов возникают проблемы. Но они знают, что происхождение Вселенной в современной космологической модели — сингулярность — безвременное состояние пространства, а полного понимания этого факта пока нет.

Нельзя с уверенностью утверждать, что до Большого взрыва была сингулярность — это создало бы противоречие, поместив безвременное во «время».
Более того, у безвременного нет временного отношения, его не может существовать до или после чего-либо.
Общая теория относительности говорит о том, что время и пространство — одна ткань, а значит, у пространства не может быть своего отдельного времени, а у времени — своего отдельного пространства.

У квантов есть некоторая схожесть с «сингулярностью» Большого взрыва: и то и другое представляет собой безвременную, внепространственную энергию. Так как они и безвременные, и внепространственные, они неразделимы, ведь сама концепция разделения существует в пространственно-временном континууме.

Квантовая относительность

Если кванты и сингулярность неразделимы, следовательно, они одно и то же.
Это подводит нас к еще одному важному моменту. Сингулярность не исчезла во взрыве миллиарды лет назад. Кванты — это сингулярность, взаимодействующая сама с собой. Тогда буквально получается, что все — одно. Вот такая квантовая относительность.

Вы можете спросить: а что насчет гравитации? Общая теория относительности гласит, что гравитация — это геометрическое свойство пространства и времени, а экспериментальные данные показывают, что пространство и время — побочные продукты квантовой запутанности.
Не так давно ученые выяснили, что некоторые геометрические модели можно использовать для сильного упрощения вычислений квантовых взаимодействий и квантовой запутанности. Далеко идти не надо, чтобы предположить, что геометрия, создающая гравитацию, на самом деле — свойство квантовых областей вероятности.



Квантовая запутанность в представлении художника / © Nicolle R. Fuller/ NSF

Квантовая запутанность обходит ограничения скорости, с которой можно передать информацию. Взаимодействия между запутанными частицами происходят моментально вне зависимости от того, насколько далеко они друг от друга находятся. Говоря топологически, этот факт дает возможность предположить, что между ними нет пространства. Реально ли время или это лишь иллюзия восприятия, созданная наблюдателем? Настолько же пространство иллюзорно, как и время?

Единственный вариант, при котором электрон мог бы одновременно быть «здесь» и «там» — если разделение прошлого, настоящего и будущего иллюзорно.
Если существует некоторая первичная ткань, на которой все происходит одновременно, тогда один электрон может напоминать нити в вязаных вещах, при помощи которых выткана ткань.
Однако, конечно, у этой гипотезы есть свои серьезные проблемы и вопросы.


а вот проблемы и вопросы пока не размещу...и так критиков хватает, попозже.
Обожаю эту гипотезу! smile
BaroДата: Воскресенье, 09.12.2018, 10:35 | Сообщение # 1335
Группа: Проверенные
Сообщений: 366
Репутация: off
Цитата kvantic ()
Одноэлектронная Вселенная

Хорошая теория. Есть от чего оттолкнуться в измышлениях. Ход мысли хороший.
Форум » Самое обсуждаемое » Горячие темы » Прогулки в Квантовом Мире (открытия, гипотезы, мнения, просто о сложном)
Поиск:
При использовании материалов Земля - Хроники Жизни гиперссылка на сайт earth-chronicles.ru обязательна.
Рейтинг@Mail.ru Яндекс цитирования