Vă prezentăm în acest articol un infografic în care toate conceptele fundamentale ale fizicii sunt puse în așa fel încât să reflecte modul în care acestea au evoluat și s-au înlănțuit. Infograficul are la bază cartea The World according to physics scrisă de Jim Al-Khalili.

Detalii


Rezultatul coliziunii de protoni la LHC

Pe 4 iulie 2012 fizicienii de la CERN, Elveția, au anunțat descoperirea bosonului Higgs, aceasta fiind considerată printre cele mai importante descoperiri ştiinţifice ale secolului al XXI-lea de până la această dată. Cum bosonul Higgs este o particulă extrem de dificil de identificat în natură, a fost nevoie de construirea unui accelerator de particule enorm, LHC (Marele Accelerator de Hadroni - Large Hadron Collider), cum este cel de la CERN.

Detectarea unei particulei presupune un proces complicat de colectare de date și de analiză a acestor date. Cercetătorii au avut de făcut munca identificării unei particule a cărei masă era necunoscută (deși se cunoștea plaja de valori pe care o putea lua masa). În cele trei videoclipuri de mai jos puteți înțelege cum s-a realizat identificarea bosonului Higgs, proces explicat de un cercetător de la CERN, care folosește un limbaj simplu, pe înțelesul tuturor.

Detalii


Principiul lui lui Bernoulli este utilizat pentru a explica portanța (cum se țin avioanele în aer)

Principiul lui Bernoulli spune că presiunea unui fluid descrește pe măsură ce viteza acestuia crește și viceversa. Acest principiu are la bază observațiile lui Daniel Bernoulli, matematician elvețian care a trăit în secolul al XVIII-lea. Principiul este folosit, printre altele, pentru a explica de ce avioanele pot decola și se pot menține în aer. Nu oferă o explicație completă însă, după cum puteți citi aici.

Detalii

Energia este definită ca fiind capacitatea de a efectua lucru mecanic. Lucrul mecanic se referă la ceva foarte precis: o forță aplicată unui obiect care se mișcă până la o anumită distanță, în aceeași direcție în care se mișcă obiectul. După cum vom vedea, modul în care definim este cumva nesatisfăcător.

Detalii

Einstein este cea mai cunoscută figură din știință, chiar și la 65 de ani de la moartea sa. Cele două teorii ale relativității (relativitatea specială și relativitatea generală) au schimbat fundamental percepția asupra lumii. Multe din consecințele ideilor sale, dovedite experimental de nenumărate ori, sunt atât de contraintuitive, încât par de necrezut.

O consecință a concepției einsteiniene asupra gravitației este că, în fapt, Pământul accelerează către tine cu 9,8 m/s2 (o consecință a principiului echivalenței, cel mai fericit gând al vieții sale, după cum spunea acesta). Iată o explicație simplă a acestei „absurdități”.

Detalii

Pe măsură ce te apropii de centrul Pământului, efectele gravitației asupra unui corp sunt din ce în ce mai mici (forța gravitațională, calculată după formula lui Newton, scade). Ajuns în centrul Pământului, se atinge starea de imponderabilitate, căci efectele gravitației exercitate de materia din jur, egal distribuită, se anulează reciproc.

Relativitatea generală, teoria gravitației creată de Albert Einstein, printre multe predicții uluitoare, prezice și că un câmp gravitațional va încetini trecerea timpului. Cu cât mai puternic câmpul gravitațional, cu atât mai lentă trecerea timpului.

Detalii

Așadar avem de-a face cu un aparent paradox. Spunem că fotonul nu are masă. De aceea se poate deplasa cu viteza maximă în univers. Dar dacă nu are niciun fel de masă, cum poate avea impuls?

Ce este impulsul? Impulsul unui corp este o mărime fizică definită ca fiind produsul dintre masă (m) și viteză (v). p = mv

Detalii


Poate avea spațiul un element constituent fundamental, un fel de „atom spațial”?

Într-un univers „guvernat” de teoria relativității, spațiul nu poate fi discret. Adică nu poate exista o unitate fundamentală a spațiului, cu cea mai mică dimensiune posibilă. Și totul pleacă de la constanța vitezei luminii în toate sistemele de referință - ideea lui Einstein care a revoluționat fizica.

Faptul că viteza luminii este constantă în orice sistem de referință are, printre altele, următoarea consecință: spațiul și timpul trebuie să se „adapteze”, însemnând că, în fapt, corpurile aflate în mișcare se scurtează, iar timpul se dilată (pentru un observator).

Detalii

Întrebarea din titlul articolului este insuficient explorată pentru a veni cu răspuns în acest articol. Vrem doar să enunțăm problema, să explicăm pe scurt contextul, și să vă auzim opiniile. Poate vom reveni cu un alt articol, după ce vom analiza mai bine subiectul.

Iată de la ce plecăm:
1. Nimic nu se deplasează cu o viteză mai mare decât viteza luminii în univers.
2. Există totuși o excepție, cred unii fizicieni... Dat fiind că universul este în expansiune (spaţiul se dilată), luând în calcul distanţele mari din univers, este de înţeles că sunt corpuri cereşti care se deplasează faţă de alte corpuri cereşti, aflate la mare distanţă de primele, cu viteze care depăşesc viteza luminii. 

Detalii


Masa curbează spațiu-timpul. Credit: Mark Garlick / Science Source

Am scris un articol în urmă cu câteva săptămâni în care am arătat un aspect complet contraintuitiv: că accelerația unui corp într-un câmp gravitațional nu este reală.

În esență, dacă nu vreți să citiți tot articolul, spuneam următoarele:
:: asupra unui corp aflat în cădere liberă într-un câmp gravitațional (spațiu-timpul este distorsionat de masă şi energie), nu acționează nicio forță.
:: accelerația de care vorbim atunci când spunem că un corp lăsat să cadă spre sol va evolua cu o accelerație de 9,8 ms2 - există doar în raport cu suprafața terestră, dar nu este o accelerație propriu-zisă, adică una care ar fi simțită de corpul aflat în cădere. În lipsa rezistenței aerului - tot ce vei simți va fi senzația de imponderabilitate. Este ceea ce simt astronauții de pe Stația Spațială Internațională.
:: principiul echivalenței al lui Albert Einstein este soluția la acest mister: efectele gravitaţiei şi ale acceleraţiei sunt imposibil de diferenţiat.
:: corpurile aflate în într-un spaţiu-timp curbat de masă/energie par să se mişte accelerat, dar acestea se află, în fapt, într-o mişcare neaccelerată, urmând liniile geodezice din spaţiu-timp, specifice zonei din univers în care se află.

Detalii


Distribuţia materiei într-o secţiune cubică a universului. Fibrele albastre reprezintă materia (în cea mai mare parte - materie întunecată), iar regiunile goale reprezintă vidurile cosmice.

Atunci când porneşte trenul, simţi inerţie, căci corpul tău tinde să rămână în aceeaşi poziţie, statică, iar trenul a început să se mişte. Este o senzaţie pe care o cunoaştem cu toții. Dar de ce stau lucrurile astfel? Inerţia nu se manifestă doar pe suprafaţa terestră, ci oriunde în univers. Cauza inerţiei, deşi nu a fost una dintre temele de cercetare prioritare în fizică, a fost subiect de reflecţie pentru mari fizicieni, precum Ernst Mach ori Albert Einstein.

Detalii


Câmp cuantic (reprezentare grafică). Vibrația câmpului, când atinge o anume energie, devine ceea ce numim „particulă”

Conform teoriei câmpurilor cuantice, universul nu este creat din particule, ci din câmpuri. Ceea ce numim „particulă" reprezintă ce „vedem" atunci când ne „uităm" (măsurăm) la câmpurile cuantice, iar ce „vedem” este o vibrație a unui câmp cuantic. Atunci când vorbim despre un electron, vorbim în fapt despre o vibraţie a câmpului electronic.

Un câmp, spre deosebire de o particulă, se găsește pretutindeni în univers. Un câmp cuantic este caracterizat de o anumită valoare în orice punct din spaţiu-timp. Toate câmpurile au valoarea zero, cu o excepţie notabilă: câmpul Higgs. Câmpul Higgs are o valoare diferită de zero chiar în spaţiu gol. Atunci când vibrația unui câmp cuantic ajunge la o anumită valoare fixă de energie - vorbim de o particulă.

Detalii

Principiul incertitudinii al lui Heisenberg reprezintă una dintre ideile fizicii cuantice care intră în cultura de masă. Principiul spune că nu putem ști niciodată cu precizie atât poziția, cât și impulsul unui obiect - și servește ca metaforă universală, de la critica literară la comentariile sportive.

Incertitudinea e des explicată ca un rezultat al măsurătorilor, prin măsurarea poziției unui obiect schimbându-i viteza sau viceversa. Cauza reală e însă mult mai profundă și mai uluitoare. Principiul incertitudinii există deoarece totul în univers se comportă simultan atât ca particulă, cât și ca undă. În mecanica cuantică, poziția exactă și impulsul unui obiect - nu au înțeles.

Detalii

Gaură neagră
O imagine artistică pentru „orizontul evenimentului” unei găuri negre.
Credit: Victor de Schwanberg/Science Photo Library

Din câte ne-am dat seama de-a lungul anilor, două idei din teoria relativităţii a lui Einstein sunt explicate greşit, cu preponderenţă: 1) ideea că un corp, cu cât i se măreşte viteza, cu atât va avea masa mai mare, şi va fi nevoie de o energie infinită pentru a-l accelera până la viteaza luminii; 2) paradoxul gemenilor (practic nu există o abordarea coerentă nici astăzi cu privire la acest paradox; matematica funcţionează, dar fizicienii au versiuni diferite când e vorba să explice cum anume apare diferenţa de timp dintre gemeni).

Detalii

Oricine știe că gheața este alunecoasă, dar care e motivul pentru care alunecăm pe gheață? Poate părea o întrebare simplă, dar nu este deloc. În fapt această întrebare a fost dezbătută pentru 100 de ani, fără un răspuns mulţumitor. Nu, nu are legătură cu faptul că gheața este lucioasă, pentru că sunt nenumărate suprafețe lucioase, cum ar fi, de pildă, parchetul, dar nu alunecăm pe el (ori cel puțin nu ca pe gheață).

Detalii

Subcategorii

Mecanica cuantică

Fizica nucleară şi fizica particulelor

Atomul

Teoria relativităţii

"De la certitudine la incertitudine" de David Peat

"Fizica conceptuala" de Benjamin Crowell

Pagina 5 din 41


Dacă găsești site-ul util, ne poți ajuta cu o DONAȚIE


Pentru a descărca, gratuit, cartea,
clic pe imagine

Q&A: ultimele întrebări