Комментарии 75
А что вообще есть фундаментальное взаимодействие? Мне вот иногда кажется что квантовые эффекты более фундаментальны, чем известные 4 "взаимодействия". Вот например что обеспечивает выполнение принципа запрета Паули? Как-то ведь частицы-фермионы "договариваются"?
ИМХО, отсутствие "взаимодействия" это когда две частицы, даже направленные лоб в лоб друга на друга, просто проходят друг друга насквозь без каких либо последствий, вообще не замечая друг друга. А все остальное - это уже "взаимодействие".
хороший вопрос, 4 "взаимодействия" восходят к терминологии сил действующих на расстоянии, что является более фундаментальным, скорее всего вопрос типа "кто сильнее кит или слон", потому как само понятие фундаментальности возможно нуждается в уточнении, более практический вопрос - типа что является более абстрактной моделью, и если квантовый формализм, то какой именно
Так запрет паули действует на любых расстояниях тоже вроде 🤷♂️☝️. Как я понимаю под фундаментальностью имеется ввиду часто то, что определяет нашу вселенную значительным образом, а также изменение чего на чуть-чуть дало бы сильные изменения всей наблюдаемой физики вселенной. Можно даже сравнивать фундаментальностью в некотором приближении, вроде нотации О(n), гравитационная постоянная G значительно фундаментальнее локального Земного g. Постоянная тонкой структуры тоже весьма фундаментальна. Ещё бывает имеют ввиду то, что необходимо для объяснения многих явлений, но само не имеет объяснения, лишь выяснено эмпирически. Вроде того же заряда электрона. При его помощи объясняется многое, но почему час заряд именно такой - толком вроде непонятно.
Так запрет паули действует на любых расстояниях тоже вроде
Принцип Паули запрещает двум частицам с полуцелым спинам находится в одном квантовом состоянии в одном месте одновременно.
Размеры "одного места" и "одновременности" определяются из неравенств Гейзенберга. Ну там, delta x delta p > h/2 , delta p ограничен сверху массой частицы умножить на скорость света, отсюда получаем delta x - диаметр "одного места". Белые карлики и нейтронные звёзды имеют как раз предсказанные размеры. Для первых принцип Паули ограничивает максимальную упаковку электронов, а для вторых - нейтронов, которые в 1838 раз тяжелее электронов.
это уже "взаимодействие".
Все "взаимодействия" в смысле обывателя (стук, звон, атомный распад, склеились предметы, разлетелись на осколки, засветилось, нагрелось) в физике в рамке стандартной модели можно полностью описать 4 разными силами: слабое, сильное, электромагнитное и гравитация. взяли числа, подставили, получили предсказания положения/скоростей/температуры и так далее, стандартная модель чётко с формулами описывает как именно всё взаимодействует
Технически, слабое и электрическое взаимодействи удалось обобщить в рамках стандартной модели (назвали его электрослабым), а позже показали что сильное взаимодействие - это другая симметрия слабого. Итого 3 из 4 (кроме гравитации) удалось обобщить до одного закона, проявляющего себя по разному в трёх разных случаях. поэтому "четыре взаимодействия" - это упрощение/обобщение, модель такая удобная для расчётов.
А вот гравитация - никуда не подходит, слишком уж странная и неправильная она, ни в одну формулу не связывается с теми тремя напрямую, ни одной константы между этими двумя общей нет.
Статья всего лишь говорит, что возможно есть ещё одна сила кроме этих 4, которая не вписывается в модель (а может и не одна, а 40 разных), просто есть вот неувязочки. Может это ошибки измерения, а может там целая огромная глава физики, которая неожиданно свяжет части которые невозможно было связать.
отсутствие "взаимодействия" это когда две частицы
Как доказать отсутствие взаимодействия? никак. Вот я могу сказать, если появляется макаронный монстр, при помощи магической пятой силой лапша варится аль-денте. Переубедите меня? Вот, доказать отуствие не получается. Можно лишь показать, что в условиях Х с точностью до 17го знака после запятой - погрешности нет. Из этого можно сделать вывод "похоже, здесь нет ничего неизведанного и стандартная модель работает". В статье приводится пример пары экспериментов, где есть неувязочки и возможно что-то есть. А возможно нет и просто эксперимент проведён с ошибками
на малых расстояниях порядка длины волны де Бройля между электронами, спины которых параллельны, возникает как бы дополнительное отталкивание (отталкивание Паули) представьте волновую функцию фермиона в виде светового конуса, есть ли эти конусы антипараллельны два электрона можно поместить рядом, валетом, на подоболочку и они не будут отталкиваться, можно сказать туннелировать через отталкивающие барьеры. В классической электродинамике мы этого не замечаем потому что видим электрон всегда в лицо (конусом на наблюдателя) и думаем что поле электрона сферически симметричное
Перекрытие волновых функций
Что-то я не понял.
Если Вселенная возникла 13.8 млрд. лет назад, то как её диаметр может быть 93 млрд. световых лет?
Потому что вселенная всё время расширяется. И это расширение нелинейно. "Увеличивается пространство сразу во всех местах", поэтому некоторые её части уже удаляются друг от друга со сверхсветовой скоростью.
Как я понимаю. https://habr.com/ru/articles/397063/
Большое спасибо за ссылку! На досуге разберу.
В той статье размер 46, а в этой 93 миллиарда. Не понятно.
Честно говоря, разбор в той статье абсолютно мутный, буквально ни о чём.
Я тут на пальцах прикинул (написал коммент), может посмотрите, прокомментируете, подскажете, что не так в моей модели?
Это не диаметр вселенной, это диаметр видимой части вселенной. То, что находится дальше в тот момент, когда вселенная стала прозрачной для фотонов, уже удалялась от нас со сверхсветовой скоростью. Поэтому мы о ней ничего не знаем и, скорее всего, ничего не узнаем.
А какого размера вся вселенная, никому не известно. Она вполне может быть бесконечной.
Да именно так! С несущественной поправкой - 13.8 млрд. и 7 лет, из школьной логики!
Это размер видимой вселенной, а какого размера она была например 1 млрд лет после взрыва или через 5 млрд неизвестно, просто не видно нам из за ограничения скорости света, поэтому реальный размер вселенной может и в 100 раз и в 1000000 раз больше видимой, и она постоянно расширяется с ускорением.
вообще говоря размера Вселенной мы не знаем. За размер принимается удаление видимой части, учитывая расширение пространства. Но есть понятие горизонта событий Вселенной, откуда свет до нас уже не долетает, и что там никому не известно.
Всё равно какая-то несуразица выходит.
Проведём простейший мысленный эксперимент: допустим в какой-то момент времени образовалась Вселенная из двух объектов – намертво прибитой к небесам Землёй и удаляющимся от неё со скоростью света Солнцем. Допустим, при образовании Вселенной Солнце находилось на расстоянии одного светового года от Земли. И ещё допустим, что на Земле обитает одинокий Астроном и всё время смотрит в телескоп.
При образовании Вселенной он, естественно, ничего не увидит и очень расстроится: «Я одинок во Вселенной! Вселенная – это Пустота без начала и конца!»
Но, на первый день рождения он увидит на небе звезду по имени Солнце и обрадуется: «Я не одинок! Есть ещё и Солнце, находящееся от меня на расстоянии одного светового года и удаляющегося со скоростью света! Диаметр видимой части Вселенной – один световой год!» (То, что Солнце за год успело улететь на один световой год можно опустить, ведь речь идёт о диаметре видимой части Вселенной).
На второй свой день рождения он опять посмотрит в телескоп и скажет, что диаметр видимой части Вселенной – два световых года.
На третий свой день рождения он опять посмотрит в телескоп и скажет, что диаметр видимой части Вселенной – три световых года.
Так почему даже при условии расширяющейся со скоростью света Вселенной диаметр её видимой части будет равен её возрасту, помноженному на скорость света, а в нашей Вселенной диаметр видимой части больше времени существования Вселенной, помноженного на скорость света, более чем в 6 раз?!
Где я ошибаюсь?
А точно диаметр видимой Вселенной увеличивается? На расстоянии 1 световой год у вас уже скорость убегания [единственного источника света] равна скорости света, и если внутри сферы радиусом 1 св. год не возникает других источников света, то вроде бы Астроном вообще не дождется никакого света, потому что он весь, уже изначально, испускается за пределами видимой Вселенной.
В момент возникновения Солнца (да и во все остальные моменты), Солнце испускает свет в направлении Земли. И этот свет движется всегда со скоростью света (так уж у него заведено) и попадает на Землю. С этой точки зрения вроде всё верно.
Так дело в том, что в вашей модели солнце удаляется, а в действительности это само пространство расширяется, что будет влиять и на свет
Представьте себе, что Солнце, на которое смотрит Астроном, испускает один фотон в один миг. Так вот с годами, по мере удаления Земли и Солнца друг от друга, этот фотон начнёт мерцать всё реже пока Астроному не надоест изучать видимую Вселенную в ожидании долгожданного фотона.
С первым комментом Вас!
Тем не менее, Ваши утверждения, похоже ошибочны. Если заменить неопределённый «миг» на более определённую секунду, то мой Астроном будет видеть мерцания каждую секунду вне зависимости от того, когда он посмотрит на Солнце. Вот простенькая выкладка:
Пусть Астроном посмотрит на Солнце, когда оно находилось на расстоянии 
от Земли и в тот же самый момент испустило фотон. Тогда этот фотон долетит до Земли за 
секунд. Между импульсами в одну секунду Солнце пролетит 
метров и следующий испущенный фотон долетит до Земли за 
секунд. Испущенный через 2 секунды фотон долетит до Земли за 
секунды. Как видно, разница между импульсами, 
и 
всегда равна 
, т. е. одной секунде.
Простите, Вы спросили про другое...
Допустим, Астроном следит за светом 13.8 миллиардов лет. Если предположить, что наша Звезда испускает не один фотон а сразу два, летящих в противоположные стороны, то получится, что за годы жизни Астронома свет распространился на 27.6 млрд световых лет. А если Астроном развернётся и посмотрит в другую сторону, то перед ним распрострётся ещё часть пространства размером не меньшим, чем 27.6 млрд световых лет.
В дополнение к изложенному, можно предположить, что на противоположном краю Вселенной обитает ещё один Астроном. В этом случае по сусекам получится наскрести ещё несколько милиардов (в общей сложности не менее 55.2, но и не более110.4 млрд световых лет, и только при условии, что во Вселенной все действия совершаются со скоростью света).
Дык в том-то всё и дело, что свет, движущийся от Астронома Астроном увидеть не может, так же как и тот, который миновав Землю унёсся вдаль.
Википедия тоже говорит именно о наблюдаемой части Вселенной, а не о некотором теоретическом диаметре Вселенной какой она могла бы быть, померяй мы её одномоментно с учётом распространившегося во все стороны излучения.
Все же есть нюанс. Мы сами определяем видимую Вселенную, как сферу до границы, после которой любой излученный свет до нас не дойдет. Следовательно, если эта граница на 1 св. году, то нет никаких предпосылок, что она отодвинется, и не важно, с какой скоростью движется сам источник или свет (всякие другие умозаключения просто приведут к противоречиям в условиях).
Возникает вопрос, что будет с источниками точно на границе. Сложно сказать, кажется, что эта граница -- некий недостижимый предел, как это ни парадоксально.
Также, если у нас растягивается пространство, то растягивается и длина меры "1 св. год", но само число так и остается равным 1. Вот возраст может быть любым, то есть растягивание пространства может идти и 1 год, и 10 лет. Хотя тут опять же есть вопросы с равномерностью течения времени. Впрочем, тут можно принять, что время течет равномерно, а мера длины постоянно меняется (как похоже и сделано), или наоборот, принять изначальную меру длины константной, тогда должна меняться скорость течения времени.
Просто я попытался обратить ваше внимание на то, что вы как-то неправильно понимаете "видимую" Вселенную. Если в ней вообще нет источников света, она все равно видима до некоего предела, хотя вы ничего и не можете в ней увидеть (но не потому, что это фундаментально запрещено, а просто ничего нет).
Видимая Вселенная это разве не то, что было увидено наблюдателем?
Вроде и Википедия подтверждает.
Я понимаю, что Вы хотели сказать, но в этом случае скорость света, испущенного с Солнца должна в системе отсчёта Земли быть равна нулю, чего не может быть по определению.
Скорость света относительно как Земли, так и Солнца всегда одинакова.
По сути пространство это некая абстракция, в которой свет всегда движется с одинаковой скоростью, независимо от скорости движения излучателя, меняется только частота/длина этой волны, если излучатель движется. Тогда конечно свет придет через год.
Но ведь есть еще и искривление пространства, т.е. если удаляется не сама звезда, которая бы вообще-то притягивалась к земле, а пространство с этой звездой и ее светом, то свет на земле в вашем эк перименте не увидят.
Я, мой пример и сама статья не говорим о всяких абстракциях типа «пространства» и искривления пространства-времени, но о «видимой части Вселенной» (что вижу, то и пою, как акын). Космос в среднем пуст, а потому искривлением пространства-времени при оценке размера видимой части Вселенной можно пренебречь.
Я искренне надеялся получить понятный ответ (желательно с формулами), но так ничего, к сожалению, не получил, только какую-то невнятную демагогию.
Ну как может быть, что «удаляется … пространство с этой звездой и ее светом»? Куда? Почему? И при чём тут притяжение Солнца к Земле?! На расстоянии-то в 1 св. год!
Я не правильно выразился, я просто старался донести мысль как я это понимаю. Учитывая, что других комментариев с формулами нету, видимо по другому пока не горят ответить или это все и есть демагогия/философия/абстрационизм и т.п.
Я как программист мыслю абстракциями и их уровнями и рассказал как в моем понимании может происходить. Что если свет в пространстве движется одинаково для всех, то единственное что остается - сто само пространство как то растягивается/изменяется, и из-за этого свет может не придти.
Как на самом деле происходит я не знаю, можете не считаться с моим мнением.
Я считаюсь с любым мнением.
Претензия не к Вам, остальные объяснения тоже не содержат самого главного - объяснения. Ответов много, а вот понимания где я ошибаюсь они не приносят. (Ну не дураки же сказали о размерах видимой части Вселенной и её возрасте. Определённо не дураки).
Извините, если мой комментарий был слишком резким.
Здесь как раз и получается, что не только вещество разлетается по Вселенной в разные стороны, но и сама Вселенная тоже расширяется.
Вы описали равномерное прямолинейное движение двух тел относительно друг друга. Но речь же идёт об изменении пространства.
Если очень грубо, то за год у вас каждый метр пространства увеличился в 2 раза и из 1 метра стало два. А ещё через год каждый метр увеличился ещё на 2 и у вас уже 4 метра. При этом нужно понимать, что это расширение может иметь разную скорость. Например считается что вселенная значительно расширилась и приобрела сопоставимый с текущими размеры спустя несколько сотен миллионов лет, а затем расширение замедлилось. Читайте теорию инфляционной вселенной.
Ну и насколько я понимаю, на малых масштабах которые мы можем наблюдать вживую, на масштабах галактики - расширение нивелируется как раз известными нам силами взаимодействия, то есть галактика связана гравитацией и гравитация нивелирует эффекты расширения. Но чем дальше от нас объект, тем сложнее это компенсируется.
Ок, спасибо за совет, почитаю.
Как-то из всех комментариев выходит, что Вселенная расширяется как бы в 4-х мерном пространстве (ну, всякие там примеры с надуваемыми шариками), что немного противоречит здравому смыслу (кривизна нашего пространства равна нулю с очень высокой точностью, а если бы не была равна нулю, то законы сохранения перестали бы работать). По любому, спасибо за совет.
Во Вселенной возможно превышение скорости света, если объекты движутся в разные стороны...
Пока Звезда, за которой следит Астроном и его планета находятся в одной Галактике, время на них движется одинаково. Но когда Звезда отдаляется от Земли настолько, что цепляется к другой Галактике, движущейся по своему маршруту, Астроном заметит, что Звезда увеличила свою скорость, добавив к ней скорость движения Новой Галактики. Звезда со временем даже может исчезнуть из поля зрения Астронома, но свет от неё ещё долго будет долетать до Земли...
эксперимент LHCb в Керне
Интересная тема, читаю с удовольствием, но такое бьёт как пощёчина! Сразу вопрос к качеству статьи – ну, как доверять автору, который пишет о высоких материях и не знает, что такое ЦЕРН?!
PS карму мне и раньше опускали, не боюсь, я за правду!
А как понимание гравитации связано с GPS ?
Чтобы вывести спутник на орбиту, надо таки много чего посчитать. В том числе и уравнение Циолковского, 1я космическая скорость и т.д. А там присутствует гравитационная постоянная.
Я не об этом, а о "понимание гравитации позволило ... разработать спутники GPS". Почему именно GPS ? Для остальных спутников понимание не нужно ? /зануда откл.
Для работы GPS надо в том числе учесть, что гравитация и большая скорость влияют на течение времени. Ибо там нужны очень точные часы, а GPS работает - постоянно транслируя локальное вермя, а передатчики, получив сигналы сравнивают эти времена и так вычисляют координаты.
Потому что скорость света (и распространения радиоволны) очень высока, поэтому чтобы вычислить расстояние до спутников (и триангулировать), нужно очень точно вычислять время. А это уже как раз то малое время, на которое влияет гравитация, то есть уже нужно учитывать поправки между тем что на поверхности и тем, что на орбите.
причём поправки делаются и на СТО (скорость спутника) и на ОТО (изменение силы тяжести)
Конкретно тут имеется ввиду замедление течения времени на спутниках.
Там одновременно два эффекта работает - один тянет в плюс, другой в минус.
Так как наблюдатель на земле видит спутники в движении, специальная теория относительности (СТО) утверждает, что мы должны видеть, будто их часы отсчитывают время медленнее, СТО говорит, что бортовые атомные часы на спутниках должны запаздывать по сравнению с земными примерно на 7 микросекунд в день из-за меньшей скорости хода ввиду релятивистского замедления времени.
Кроме того, спутники находятся на орбитах на большом расстоянии от Земли, где кривизна пространства-времени из-за массы Земли меньше, чем на земной поверхности. Прогноз общей теории относительности (ОТО) в том, что ход часов, расположенных ближе к массивному объекту, будет казаться медленнее, чем тех, что находятся дальше от него. По сути, будучи наблюдаемыми с земной поверхности, часы на спутниках кажутся более быстрыми, чем аналогичные часы на земле. Расчеты, опирающиеся на ОТО, показывают, что часы на каждом спутнике GPS должны спешить относительно земных на 45 микросекунд в день.
Вот тут есть объяснение
Все найденные нестыковки и новые данные, не согласующиеся с текущими моделями физики, не обязательно означают возможность нового, неоткрытого взаимодействия. Это вполне могут быть неточности в текущих моделях (например, сильное и слабое взаимодействие имеют наименее проработанные физические модели), или это может быть некое вторичное или третичное, составное взаимодействие, которое, не являясь фундаментальным, тем не менее оказывает существенное влияние на законы природы. Примером может считаться электромагнитное взаимодействие, которое на самом деле является составным, потому что электростатика и магнетизм являются на самом деле первичными фундаментальными взаимодействиями, но которые современной физикой не рассматриваются как отдельные фундаментальные модели, а зря - существуют такие комплексные природные условия, в которых они могут работать как существенные отдельные законы физики, пока что не понятые исследователями. В общем и целом, вопрос в инженерных способностях физиков-теоретиков, в их способности скомпоновать текущие известные модели, чтобы создать новые модели-конструкции новых взаимодействий. Так что Шелдон был неправ, не признавая инженеров как равных своей касте физиков-теоретиков или экспериментаторов.
Это шутка была, если что : ) Хотя в каждой шутке есть доля шутки.
"которые современной физикой не рассматриваются как отдельные фундаментальные модели, а зря..."
А можно пример? Мне казалось, что там всё просто.
Это шутка была, если что
Юмориста сразу видно по карме. Самые лучшие юмористы имеют статус read only.
Хотя в каждой шутке есть доля шутки.
Тогда добавлю еще в эту ветку, чтобы повысить концентрацию шутки.
(далее цитаты из публикации)
физика, возможно, стоит на пороге чего-то грандиозного.
Например грандиозного скандала.
Пора бы уже заняться этими фундаментальными мошенниками.
Самые интересные объяснения этих аномалий связаны с неизвестными до сих пор взаимодействиями природы
Физик делит 1 на 3, затем складывает 0,333 + 0,333 + 0,333. Получает 0,999, и заявляет об открытии темных чисел.
Физики не ошибаются. Они строят модели, и предсказывают свойства Вселенной. Если наблюдаемые свойства Вселенной не соответствуют модели, тем хуже для Вселенной.
Физик строит установку для измерения скорости распада протона. Через год он заявляет о результатах - скорость распада протона "менее 1 распада в год". Он все точно посчитал, и ошибки быть не может - если ни одного распада за год не произошло, то значение не может превышать 1 распад в год. Через два года он заявляет о прогрессе в уточнении значения - новое значение скорости распада "менее 1 распада за 2 года".
Каждый год физик будет объявлять о новых достижениях, но никогда не признает что его установка в принципе не может измерять скорость распада протона.
Эти две крайности, самые большие и самые маленькие расстояния, исследуемые наукой, разделены 47 порядками величины
Будет крайне забавно, если окажется, что это всё закольцовано. И проникая в глубины элементарных частиц, вдруг увидим свою вселенную со стороны ))))
На самом деле в плане частиц слишком много вопросов, когда думали адроны это самые фундаментальные, а потом пошли кварки, являются ли они чем то неделимым?
Ну если t кварк распадается.. Причём не всегда одинаково.. Весь вопрос в том что иглу надо точить всё тоньше, разгонять её всё быстрее и секундомер поточнее и с более кратными секунде долями.
В электроне нет кварков и других составных компонентов, вроде по всем параметрам выглядит неделимым.
Кварки вообще странные, со своим триединством и конфайнментом. Выглядит как какая-то отдельная загадка физики.
В электроне нет кварков и других составных компонентов, вроде по всем параметрам выглядит неделимым.
Ну насколько я читал, пока никто исчерпывающе не может объяснить как именно ток движется в проводниках, какие абстракции и упрощения только.
Поэтому тут тёмный лес, меня из физики элементарных частиц удивило больше всего существование такой вещи как нейтрино, которое просто летит сквозь планеты и звёзды практически ни с чем не взаимодействуя, его свойства сильно отличаются от остальных частиц.
"Электромагнитное взаимодействие порождает широкий спектр явлений..."
"Глубоко в атомном ядре... «слабое взаимодействие»..."
Дык, разве они не были объединены по своей природе в единое электрослабое взаимодействие, за что в 1979 выдали "нобелевку"? о_О
Src: https://ru.ruwiki.ru/w/index.php?title=Электрослабое_взаимодействие
Скорее бы там уже м.н.с. Фрименов допустил ошибку в эксперименте, исследующем возможность телепортации.
Информация в современной научпоп и история науки, говорит о том, что всё немного сложнее чем некоторые думали. И до пресловутой теории всего ещё очень и очень далеко. И сил не четыре-пять, а больше. Эйнштейн и компания, через время будут выглядеть, как сейчас выглядит Ньютон. А передним краем науки будет заниматься сильный ИИ, а не люди. Потому что это всё на голову не налезет, так же как сейчас не налазит число 47-ми порядков.
PS: звёзды созданы, чтобы к ним летать. (c)
Большая идея: не откроем ли мы в скором времени новое фундаментальное взаимодействие?