Prostoeasypeasy

Масса ядра атома зависит от того, сколько протонов и нейтронов внутри. Между ними действует ядерная сила — фундаментальная и самая мощная из известных сил, целью которой является поддержание целостности ядра — его стабильности. Но у ядерной силы есть главный противник — Кулоновская сила отталкивания, которая действует между протонами. В таблице Менделеева элементы представлены в порядке увеличения массы ядра. Чем больше масса ядра, тем больше ядерных сил нужно, чтобы удержать его от распада. Поэтому тяжёлые элементы нестабильны и стремятся к распаду на более лёгкие и стабильные, выделяя при этом излучение. Их как раз и называют радиоактивными, а сам процесс — реакция распада💥

Изотопы

Распад дело такое — кому-то нужно доли секунды, а кому-то септилионы (10²⁴) лет. Причем при распаде разных элементов выделяется разное количество энергии, соответственно одни элементы расщеплять эффективнее, чем другие. Это работает даже в пределах одного элемента. Практически у каждого элемента есть несколько альтер-эго — они называются изотопы. У них одинаковое количество протонов, но разное количество нейтронов, поэтому им присуща разная стабильность, разные свойства и самое главное — разное количество высвобождаемой энергии при делении. Например, уран является одним из самых популярных компонентов для ядерного топлива в мире, но в природе он на 99% состоит из изотопа урана 238, который при распаде выделяет не так много энергии, как хотелось бы. Что же делать?🤔 Есть пара вариантов...

Ядерное топливо

Чтобы стать ядерным топливом, элемент должен отвечать, как минимум, двум критериям: высвобождать колоссальное количество энергии при распаде и, самое главное, выделять нейтрон. Нейтроны, вылетая с огромной скоростью, будут врезаться в соседние атомы, вызывая их распад, с последующим выделением энергии и появлением других нейтронов. Это называется цепная реакция, и именно этот принцип лежит в основе ядерной энергетики⚛️

Добыча ядерного топлива

Чтобы получить из урана ядерное топливо, у нас есть два пути. Первый вариант — обогатить урановую руду, состоящую из урана 235 и урана 238, с помощью специальных центрифуг, где в процессе вращения более тяжелый уран 238 сместится к краю. Это даст возможность убрать какое-то его количество из породы, тем самым повысив концентрацию урана 235. Сырье для ядерного топлива готово✔️ При последующем попадании в него нейтроном, содержащиеся в нём изотопы урана 235 будут превращаться в уран 236, который и даст необходимую энергию при распаде.

Ещё один способ получить ядерное топливо — это превратить исходный уран 238 в изотоп урана 239, который затем при распаде будет давать плутоний 239 — ещё один элемент, соответствующий всем критериям ядерного топлива.

Теперь ты стал ближе к понимаю ядерной энергии, так что можно и поумничать 🧐 В следующий раз расскажу про ещё один тип ядерной реакции — термоядерную. Энергия от неё достигает Земли в виде фотонов и превращается в тепло, которое мы ощущаем☀️Следи за обновлениями в моём канале. Буду рад твоей подписке!

В 90-х годах учёные решили посчитать плотность, необходимую для формирования плоской вселенной. На тот момент было известно о двух компонентах вселенной — тёмной материи и барионной материи (привычная нам материя из нейтронов, протонов и электронов). Изучив плотность обеих видов материи подтвердилась гипотеза, что барионная материя составляет 4-5% от всей вселенной, но также обновились данные о роли тёмной материи. Оказалось, что она даёт не 95% плотности, как думали раньше, а только 22%, и это значило, что либо вселенная не плоская, либо есть что-то, что заполняет оставшееся 74% объёма вселенной. В плоскости вселенной учёные были уверены, и поэтому выдвинули гипотезу о существовании ранее неизвестной формы невидимой энергии, заполняющей оставшееся пространство.

Открытие тёмной энергии

В 1998-1999 годах, наблюдая за сверхновыми, учёные заметили, что свет тусклее, чем ожидалось. А это значит, что Вселенная не просто расширяется, а делает это с ускорением, как будто что-то её расталкивает изнутри. Затем данные зонда WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe), изучающего реликтовое излучение, заставили ученых предположить, что «расталкивает» Вселенную таинственная темная энергия🌚

Что это такое?

Тёмная энергия представляет собой поле, имеющее определённую плотность и отрицательное давление, которое буквально распирает её изнутри и заставляет вселенную расширяться с ускорением.

Почему именно тёмная?

Потому что она не вступает ни в какие взаимодействия, и на данный момент мы можем наблюдать только влияние, которое она оказывает.

Роль тёмной энергии

Вселенная расширялась всегда, но ускоренно начала только 5 млрд. лет назад, так как до этого момента гравитационное воздействие тёмной и барионной материи замедляло этот процесс. Сейчас тёмная материя преобладает и уже ничего не может ей помешать, а дальнейшее расширение Вселенной будет только укреплять её позиции. Поэтому есть несколько теорий насчёт нашего будущего: одна плохая....и остальные тоже☠️ В первом случае галактики за пределами нашего сверхскопления улетят за горизонт событий и станут для нас невидимыми, а нас ждёт тепловая смерть. Это такая ситуация, при которой вся материя распределилась настолько, что газовые облака, необходимые для образования звёзд, больше не существуют, а все известные звёзды превратились в чёрные дыры и поглотили всё вокруг. Во втором случае тёмная энергия превзойдёт все остальные силы во Вселенной, разорвёт все гравитационные структуры и всех нас на атомы, а потом и сами атомы. Это называется Большой Разрыв💥 Ещё один вариант предполагает, что тёмная энергия рассеется и сменит отталкивающее действие на притягивающее. В итоге все космические тела сольются вместе, создавая всё более меньшую и горячую вселенную. За несколько минут до конца света ядра атомов будут разорваны в клочья. Массивные чёрные дыры поглотят всё на свете, сольются в одну сверхмассивную чёрную дыру, которая поглотит сама себя и станет сингулярностью. В общем, есть из чего выбрать🙂

Заключение

Теперь ты знаешь о тёмной энергии, которая:

-составляет бОльшую часть Вселенной

-заставляет вселенную расширяться с ускорением

-убьёт нас всех изощрённым способом 💀

Пост получился длинным, но зато теперь ты можешь порадовать своих близких разными вариантами конца света и предложить выбрать по вкусу 😉

Ещё больше интересного в моём канале. Буду рад твоей подписке!

Учёные идут во все тяжкие

Учёные решили изучить подробнее нашу галактику на нарушение законов физики и нашли, что искали. Галактики — это звёздные острова, удерживаемые от распада силой гравитации. Если взять за основу все законы физики, учесть массы всех планет, звёзд и силу тяготения, то выходит, что наша галактика давно должна была разлететься по всей вселенной, не удержав форму.

Подробно всё изучив (последней каплей стало искажение в гравитационном линзировании, но об этом в другой раз) учёные решили, что они ничего не понимают есть нечто, способное влиять на силу притяжения, но что мы не способны распознать 🫥

Пробы на роль тёмной материи

На роль загадочного нечто пробовались чёрные дыры, остатки выгоревших звёзд, межгалактический газ, но они выдавали бы себя каким-либо излучением. А тут ничего! Учёные решили, что видимо это что-то за гранью восприятия и называться это будет «Тёмная материя»

Что известно на сегодня?

Учёные пытаются доказать существование тёмной материи, сталкивая протоны между собой в Большом Адронном Коллайдере. Гипотетически тёмная материя может состоять из вимпов — слабовзаимодействующих массивных частиц. В результате столкновений высвобождается большое количество энергии, которая может по итогу может превратиться в нужные нам (или им) вимпы (вспоминаем Эйнштейна и его E=mc²). Пока что безуспешно, но всё ещё впереди (наверное)

Почему это важно?

Для учёных это важно, потому что тёмная материя наряду с тёмной энергией (об этом в следующий раз) являются ключевыми компонентами вселенной и составляют 95% её массы😮 Открытие тёмной материи ещё больше приблизит нас к пониманию процессов, происходящих во вселенной.

Для тебя это важно, потому что теперь ты знаешь про материю, которая:

- составляет 22% всей массы вселенной

- влияет на движение звёзд и галактик

- является невидимой для любых приборов изучения

- может пролетать насквозь через всё, что угодно.

Ну всё, можно идти показывать окружающим широту своего познания ✌️

Ещё больше интересного в моём канале. Буду рад твоей подписке!

Что это такое?

Согласно Стандартной модели все в мире состоит из частиц, которые делятся на фермионы и бозоны. Фермионы — это кирпичики из которых всё состоит, а бозоны - служат передатчиками сил от одной к другой. И всё было прекрасно в этой теории, кроме одного момента — у частиц в ней нет массы, а мы то знаем, что она есть 🧐Так же подумал Питер Хиггс в начале 60-х годов и предложил теорию согласно которой существует невидимое электромагнитное поле присутствующее в каждой точке вселенной. Некоторые частицы способны проходить через это поле, не получая массы (например, глюоны и фотоны), в то время как другие «вязнут» в нем и накапливают ее. Если это так, то «невидимое» поле должно иметь связанную с ним частицу, которая контролирует взаимодействия с другими и этим полем. Стоит отметить, что теория поля изначально была предложена Энглером и Браутом, а Хиггс уже позже предположил, что если существует такое поле, то должна быть и частица. Поэтому частицу назвали Бозон Хигсса, а поле - Хиггсовским. Но теперь самое сложное — чтобы понять как работает такой механизм и доказать, что он существует необходимо открыть Бозон Хиггса и понять его свойства 😰

Как его нашли?

Учёные в разных лабораториях начали искать бозон Хиггса. Но просто так под микроскопом его не найти. Это очень мелкая частица, которую можно получить только опытным путём — сталкивая протоны друг с другом с околосветовой скоростью и фиксируя на что они распадаются. В 2008 году построили Большой Адронный Коллайдер — сверхпроводящий ускоритель-накопитель, находящийся под землей. Одной из целей создания БАКа является опровержение либо подтверждения Стандартной Модели. Длина его кольца — 27 км, и всё это кольцо состоит из магнитов, которые удерживают протоны в этом кольце. Такое сооружение дало возможность сталкивать частицы между собой на недостижимых скоростях и максимально точно фиксировать, что происходит после. Протоны сталкивали и в 2012 году нашли Бозон Хиггса, а затем подтвердили открытие в 2013 году. Сделав такое открытие, ученые подтвердили свою догадку о том, что некоторые элементарные частицы приобретают массу за счет взаимодействия с полем Хиггса 🤝

Почему это важно?

Открытие бозона Хиггса — это еще один шаг к пониманию того, как устроен наш мир. Эту частицу иногда называют «кирпичиком» мироздания. Ученые полагают, что до Большого взрыва — события, которого привело к созданию всего, все частицы не имели массы. В момент Большого взрыва и через некоторое время после него частицы вступили во взаимодействие с полем Хиггса, что придало им массу. Если бы этого не случилось, они просто бы разлетелись по космическому пространству, так и не соединившись в атомы и молекулы и в конечном итоге никогда бы не образовали все то, что существует сейчас (может и к лучшему). После 10 лет изучения Бозона Хиггса были подведены первые итоги. За это время физики сделали огромный шаг вперед в понимании Вселенной: например, они получили данные, что поле Хиггса было установлено во всей Вселенной через десятую долю миллиардной доли секунды после Большого взрыва ⏱

Почему Частица Бога?

Название было придумано с целью привлечь больше внимания общественности к фундаментальным исследованиям в области физики❗️Американский физик Леон Макс Ледерман в своей книге назвал бозон Хиггса «goddamn particle» — проклятая или чёртова частица, но редактору это название не понравилось и в окончательной версии книги бозон Хиггса назвали «частицей Бога», и это название закрепилось за ним в массовом сознании.

И что дальше?

Дальнейшие исследования Бозона Хиггса и других частиц в БАКе могут дать понимание является ли Бозон Хиггса элементарной частицей или составной, как устроена тёмная материя (она составляет около 84% массы всей вселенной) и многое другое. Как и всегда, новые открытия порождают ещё больше вопросов. Один из — как же, всё таки, похудеть? 🤔

Это пятый пост из моего канала https://t.me/prostoeasypeasy