Să spunem că ești transportat înapoi în timp, într-o cultură antică. Iar pe parcurs, cumva, uiți tot ce știai despre cosmologia modernă (nu te preocupa de detalii, e doar un artificiu narativ; prefă-te, dacă e nevoie, că e vorba de un tip foarte ciudat și selectiv de amnezie indus de dispozitivul de călătorie în timp). Nu contează unde sau când ajungi, atât timp cât este înainte de apariția metodei științifice moderne. Și să presupunem că această cultură în care ai fost aruncat, fie că este o civilizație mare și complexă, fie doar un mic grup de triburi, decide să te transforme în echivalentul lor de preot, șaman sau alt tip generic de lider religios.
Sunt oameni inteligenți și curioși, la fel de inteligenți și curioși ca oamenii de astăzi. Au observat multe lucruri ciudate despre universul din jurul lor. Văd Soarele și Luna descriind arcuri pe cer. Văd mii de mici puncte de lumină pe cer în fiecare noapte. Există munți, râuri și mări, pline de creaturi – unele prietenoase, altele nu prea. Au propriile lor legende și povești, transmise din generație în generație.
Și au câteva întrebări pentru tine. Mai exact, te întreabă, o, înțeleptule, ce este universul și de unde a venit totul. De ce sunt munții așa cum sunt, de ce sunt stelele așa cum sunt. De ce sunt oamenii aici și nu în altă parte. Și, la urma urmei, ce facem noi aici?
Felicitări, ești acum cosmologul local și trebuie să le spui noilor tăi oameni o poveste. O poveste a creației. În această poveste trebuie să explici originile universului, trebuie să explici conținutul și structura universului și trebuie să explici locul nostru în univers și relația noastră cu acesta.
- Detalii
- de: Paul Sutter
- Fizica nucleară şi fizica particulelor
De mai bine de un secol, fizica se sprijină pe două mari teorii. Relativitatea generală a lui Einstein explică gravitația ca o curbare a spațiu-timpului. Mecanica cuantică guvernează lumea particulelor și a câmpurilor. Ambele funcționează remarcabil în domeniile lor. Însă, atunci când sunt puse împreună, apar contradicții – mai ales în ceea ce privește găurile negre, materia întunecată, energia întunecată și originile cosmosului.
- Detalii
- de: Florian Neukart
- Mecanica cuantică
Vlatko Vedral, profesor de știința informației cuantice la Universitatea din Oxford, propune o interpretare radical nouă a mecanicii cuantice: totul în univers este o undă cuantică. În acest fel, dificultatea unificării teoriilor privind lumea clasică și lumea cuantică este depășită: totul este cuantic, iar cuanticul dă naștere clasicului. Teoria sa vine cu o soluție implicită, de asemenea, pentru problema măsurării, problema observatorului și problema inseparabilității cuantice (acțiunea stranie la distanță). Iată principalele idei.
Vedral crede că sunt două motive principale pentru care fizica pare blocată în prezent: (1) lipsa unei tehnologii pentru a efectua experimente în regimuri care ar putea arăta că ceva nu funcționează în teorie și (2) nu există un acord cu privire la cum ar trebui interpretată mecanica cuantică. Odată cu progresele privind construcția unui calculator cuantice, primul motiv se îndreaptă într-o direcție bună.
- Detalii
- de: Iosif A.
- Mecanica cuantică
Fotonii, particulele fundamentale ale câmpului electromagnetic care pătrunde universul, nu au masă. Nu au sarcină electrică. Pentru că se deplasează la limita cosmică de viteză, c, se spune că nu experimentează timpul.
Fotonii sunt cuantele de lumină care ne permit să observăm lumea din jurul nostru, aproape și de la mari distanțe.
- Detalii
- de: Iosif A.
- Fizica nucleară şi fizica particulelor
La un secol după nașterea mecanicii cuantice, enigmele sale îi forțează pe fizicieni să redefinească realitatea, cu ei înșiși în centrul poveștii.
Într-o zi de iunie, într-o grădină de pe insula germană Helgoland, doi fizicieni teoreticieni discută aprins despre cine — sau ce — construiește realitatea. Carlo Rovelli, de la Universitatea Aix-Marseille, insistă că este real în raport cu o piatră de pe jos; își poate proiecta umbra asupra ei, ca dovadă a existenței sale relative. Chris Fuchs, de la University of Massachusetts Boston, replică imediat: e absurd să atribuim pietrei vreo perspectivă asupra lumii, din moment ce este… o piatră. Deși împărtășesc convingerea că realitatea este mai degrabă subiectivă decât absolută, amândoi rămân nesatisfăcuți; nu cad de acord nici măcar asupra faptului că tocmai au fost de acord.
Așa arată astăzi dezbaterile din mecanica cuantică, cea mai profundă descriere a lumii atomice. Teoria a fost formulată acum un secol pe Helgoland, unde Werner Heisenberg, la doar 23 de ani, fugise de febra fânului și, între plimbări prin vânt și reprize de înot în Marea Nordului, a renunțat la reprezentarea simplistă a electronilor pe orbite fixe, imaginând o nouă descriere matematică a atomului. În 1925, Erwin Schrödinger avea să ofere o perspectivă complementară prin ecuația sa de undă, care descrie pozițiile electronilor în termeni probabilistici.
- Detalii
- de: Iosif A.
- Mecanica cuantică
Unitățile de măsură par piese banale ale limbajului științific. Ele fac legătura dintre abstracția matematică și realitatea fizică, permițându-ne să cuantificăm distanțe, mase, numere de particule sau intensități luminoase. Sistemul internațional de unități folosește șapte unități de bază – secunda, metrul, kilogramul, amperul, kelvinul, molul și candela – din combinarea cărora le derivăm toate celelalte.
Dar această listă este mai puțin fundamentală decât pare. O parte dintre unități pot fi exprimate prin constante ale naturii: amperul - prin sarcina elementară x viteza x numărul de electroni, kelvinul - prin energie, molul prin numărul lui Avogadro.
- Detalii
- de: Iosif A.
- Fizică
În 1980, Stephen Hawking a susținut prima sa prelegere ca „profesor Lucasian” la Universitatea din Cambridge. Prelegerea se intitula „Is the end in sight for theoretical physics?” („Se vede sfârșitul fizicii teoretice?”).
Hawking, care ulterior avea să-mi devină coordonator de doctorat, a prezis că o teorie a totului – care să unifice ramurile aflate în conflict ale relativității generale, ce descrie universul la scară mare, și mecanica cuantică, ce guvernează microcosmosul atomilor și particulelor – ar putea fi descoperită până la sfârșitul secolului al XX-lea.
Patruzeci și cinci de ani mai târziu încă nu există o teorie a totului definitivă.
- Detalii
- de: Marika Taylor
- Fizica nucleară şi fizica particulelor
Dacă spațiu-timpul există n-ar trebui să fie o chestiune controversată sau măcar dificilă conceptual, dacă luăm în considerare definițiile termenilor „spațiu-timp”, „evenimente” și „clipe”.
Ideea că spațiu-timpul există nu este mai viabilă decât vechea credință că sfera cerească există: ambele sunt modele centrate pe observator, puternice și convenabile pentru descrierea lumii, dar niciuna nu reprezintă realitatea însăși.
Totuși, din punctul de vedere al fizicii moderne, al filozofiei, al comunicării științifice populare și al temelor familiare din literatura SF, afirmația că spațiu-timpul nu există este controversată.
- Detalii
- de: Daryl Janzen
- Fizică
Una dintre cele mai influente idei recente din fizica teoretică provine dintr-o lucrare care a acumulat un număr uluitor de peste 27.000 de citări și continuă să crească.
Acea lucrare abordează cel mai faimos mister din fizica teoretică: originea fundamentală a forței gravitaționale. Ideea este că poți înțelege gravitația, care în universul nostru se manifestă ca o curbare a structurii spațiu-timpului, fără a cunoaște exact regulile gravitației și ale spațiu-timpului. Regulile mai bine înțelese ale teoriei cuantice conțin implicit toate secretele gravitației.
- Detalii
- de: Charlie Wood
- Mecanica cuantică
Tabloul particulelor elementare
Un instrument matematic ingenios, cunoscut sub numele de „particule virtuale”, dezvăluie mecanismele ciudate și misterioase ale particulelor subatomice. Ce se întâmplă cu aceste particule în interiorul atomilor ar rămâne neexplicat fără acest instrument.
Calculele folosind particule virtuale prezic comportamentul bizar al particulelor subatomice cu o precizie atât de mare, încât unii oameni de știință cred că „trebuie să existe cu adevărat”.
- Detalii
- de: Dipangkar Dutta
- Fizica nucleară şi fizica particulelor
Gaură neagră - reprezentare artistică
Inițial găurile negre au fost considerate o eroare în ecuațiile teoriei gravitației formulate de Albert Einstein. Dar, în deceniul al optulea al secolului trecut găurile negre au fost evaluate, totuși, ca obiecte cosmice.
De atunci, astrofizicienii au identificat numeroase găuri negre în univers, prin detectarea radiației electromagnetice pe care o emit și a reverberațiilor declanșate atunci când se ciocnesc (undele gravitaționale).
- Detalii
- de: Iosif A.
- Teoria relativităţii
Materia curbează spaţiu-timpul, iar spaţiu-timpul curbat dictează mişcarea materiei în univers. credit: LIGO/T. Pyle
Puține idei din știința modernă ne-au remodelat înțelegerea realității mai profund decât spațiu-timpul — structura interconectată a spațiului și timpului, aflată în centrul teoriei relativității a lui Albert Einstein.
Spațiu-timpul este descris adesea ca „țesătura realității” (eng. fabric of reality). În unele relatări, această țesătură este văzută ca un „univers-bloc” fix, cu patru dimensiuni — o hartă completă a tuturor evenimentelor, trecute, prezente și viitoare.
- Detalii
- de: Daryl Janzen
- Teoria relativităţii
Detectorul LIGO din Hanford, Washington, folosește lasere pentru a măsura extinderea microscopică a spațiului cauzată de undele gravitaționale. LIGO Laboratory
Oamenii de știință au detectat pentru prima dată ondulații în spațiu cunoscute sub numele de unde gravitaționale, provenite din contopirea a două găuri negre, în septembrie 2015. Această descoperire a marcat culminarea unei căutări de 100 de ani pentru a confirma una dintre predicțiile lui Einstein.
Doi ani după acest moment de cotitură în fizică, a venit o altă descoperire la sfârșit de vară, în august 2017: prima detectare de unde gravitaționale însoțite de unde electromagnetice provenite din contopirea a două stele neutronice.
- Detalii
- de: Chad Hanna
- Teoria relativităţii
David Wallace, fizician și autor al acestui articol, susține „viziunea decoerentă” asupra mecanicii cuantice - unde la nivel fundamental nu există nici probabilitate, nici colaps al funcției de undă - și în forma ei cea mai pură, interpretarea universurilor multiple a lui Hugh Everett III.
Fizicienii privesc de mult timp cu suspiciune „problema măsurării cuantice”: presupusa enigmă a felului în care putem înțelege mecanica cuantică. Toată lumea este de acord (nu-i așa?) asupra formalismului mecanicii cuantice; orice discuție suplimentară privind interpretarea acelui formalism poate părea doar vorbe goale. Iar celebra „interpretare a universurilor multiple” a lui Hugh Everett III pare și mai dubioasă decât altele: nu doar vorbe inutile, ci și universuri inutile. Nu-ți pierde vremea cu vorbe sau lumi; taci și calculează.
- Detalii
- de: David Wallace
- Mecanica cuantică
| GRAVITAȚIA | ELECTROMAGNETISMUL | FORȚA TARE | FORȚA SLABĂ |
Cel mai probabil surprinzător pentru cei nefamiliarizați cu subiectul, toate tipurile de schimbări cunoscute în univers pot fi explicate de doar patru forțe fundamentale.
Prima forță pe care fizicienii au ajuns să o înțeleagă a fost gravitația, care „atrage” orice lucru care are masă sau energie către alte obiecte cu masă sau energie.
- Detalii
- de: Iosif A.
- Fizica nucleară şi fizica particulelor
