От бассейна к бесконечности Вселенной
Продолжение поста Бассейны в школах и университетах (Пикабу обрезал часть картинки, в результате чего нить диалога оборвалась, и никто ничего не понял, я исправил)
Продолжение поста Бассейны в школах и университетах (Пикабу обрезал часть картинки, в результате чего нить диалога оборвалась, и никто ничего не понял, я исправил)
Астрологи объявили неделю кликбейтных заголовков на пикабу. Вы поменяли местами причину и следствие и в результате получили дичь. По парку гуляют не вандалы, а талантливые архитекторы и строители, которые не только спасли соответствующие разделы физики и математики, но и сделали это красиво и элегантно. То, что при этом поменялись некоторые фундаментальные взгляды на некоторые вещи - это развитие, а не разрушение.
О физике.
Учёные СНАЧАЛА накопили наблюдения за явлениями, которые противоречили ФОРМУЛАМ классической механики, а уже ПОТОМ Эйнштейн предложил новые ФОРМУЛЫ, которые позволили часть этих явлений описать, а также предсказать новые, ранее не наблюдаемые. Он не разрушил ньютоновскую механику, а вовсе даже наоборот - уточнил, расширил, фактически - сохранил, уточнив границы её применимости (на скоростях значительно меньших скорости света). Благодаря Эйнштейну, ньютоновская механика не повторила судьбу, например, таких теорий как теория флогистона или пудинговая модель атома Томсона, которые были именно опровергнуты.
О математике.
Как вообще в математике можно "сломать" что-то? В математике нет незыблемых основ, которые можно сломать, равно как и нет "классических" теорий, которые большинство учёных считают верными. Математика не так устроена в принципе. В математике есть набор аксиом, на основе которых путем логического вывода доказываются теоремы. Доказательство может быть верным или ошибочным, но если доказательство логически верно - теорема включается в теорию и живёт своей жизнью до тех пор, пока кто-то не захочет рассмотреть другой аксиоматический базис. На основе уже доказанных теорем в рамках данного аксиоматического базиса доказываются новые теоремы и так далее. Т.е. математическую теорию в принципе возможно только расширить, нельзя просто сказать "допустим, что данная теорема неверна" и вырезать кусок. Можно убрать или добавить аксиомы и посмотреть, что в результате получается - какие следствия/теоремы остаются логически корректными, а от чего придется отказаться. Но даже в этом случае вы просто строите параллельную ветку теории, старая остаётся неизменной и по-прежнему применимой. Математические теории не устаревают, в худшем случае они всего лишь включаются в новые теории.
Об элегантности.
Элегантность - это весьма и весьма субъективный критерий, а субъективные критерии в естественных науках не приживаются. Вместо этого имеет место быть стремление описать какие-то явления/выводы минимальным количеством формул/знаков, сохраняя при этом логическую непротиворечивость и полноту. При этом речь идёт именно о формулировке базовых принципов - следствия из них могут иметь зубодробительную сложность, да и сами "элегантные формулы" при ближайшем рассмотрении могут оказаться весьма нетривиальными (например, обозначения Дирака в квантовой механике выглядят как элегантные скобочки, а по сути являются весьма нетривиальными математическими конструкциями).
И в этом смысле теория относительности крайне элегантна - она всего лишь добавляет допущение/постулат/аксиому, что скорость света является постоянной в любой инерциальной системе отсчета.
Об интуитивности.
Учёные, которые имеют дело с физикой и/или математикой, вообще привыкли к тому, что очень многие вещи, даже самые базовые и, на первый взгляд, простые, не являются интуитивными. Насколько интуитивна бесконечность? Как, с точки зрения интуиции, может одно бесконечное множество быть "более бесконечным" чем другое? Как интуиция воспринимает утверждение, что 5.(9) (пять и бесконечная последовательность девяток после запятой) и 6 (шесть) - это одно и то же число? Почему F = ma и что такое вообще масса и сила?
Безусловно, интуиция играет большую роль в научном поиске, но сам факт того, что какая-то теория порождает контр-интуитивные следствия или построена на контр-интуитивных посылках не является поводом для её приятия/неприятия. Как скорость света может быть постоянной во всех системах отсчета? Почему время зависит от скорости? Откуда электрон знает, что за ним кто-то наблюдает? Что такое искривление пространства-времени? Откуда появился флогистон?
До тех пор, пока формулы корректно описывают наблюдаемые явления (ну или хотя бы большинство) и корректно предсказывают ранее не наблюдавшиеся - ответы на эти вопросы, конечно, интересны, но не столь важны. Как только накопится некоторая критическая масса наблюдений, которые не объясняются уже имеющимися формулами - мы придумаем новые и, возможно, эти новые формулы будут построены на гораздо более интуитивно понятных посылках. Но даже если нет - главное, что мы смогли корректно описать то, что раньше корректно описать не получалось.
На Сахалине в Долинске после капремонта лопнула подпорная стенка школы №1, из-за чего нарисованный Эйнштейн стал справлять нужду на прохожих
Заголовок может показаться странным, учитывая что на фото - двое из величайших ученых 20 века: физик Альберт Эйнштейн (справа) и математик Курт Гёдель. А дело в том, что оба знамениты в немалой степени тем, что безжалостно сломали существующие до них понятия об устройстве мира в своих сферах науки.
Теория относительности Эйнштейна опрокинула трехвековую теорию физики и механики Ньютона - такую простую, понятную и элегантную по сравнению с сложной и неинтуитивной, но все-таки более верной, теорией Эйнштейна. А Гёдель знаменит тем, что доказал так называемую "теорему о неполноте", которая, грубо говоря, утверждает, что в математике с любой системой аксиом всегда существуют гипотезы, которые невозможно ни доказать, ни опровергнуть, и таким образом, что бы вы ни делали, у вас всегда могут остаться неразрешенные и в принципе неразрешимые вопросы.
Оба этих ученых сломали устоявшуюся в науке начала 20 века идею о том, что законы Вселенной должны иметь полное, простое и элегантное описание, и что надо лишь суметь его найти. Оба доказали, что Вселенной безразлично, нравятся ли людям ее законы или нет, и она не обязана им делать их простыми или понятными. И оба, изначально, потерпели немало критики от соперников, не желающих мириться с неудобными фактами, жестоко крушащими такое удобное описание мира, которое было выстроено в умах ученых до них.
И все-таки она вертится!
Идея о множественности миров занимала мысли человека еще в самые ранние времена, тогда, когда понимание действительности основывалось на мифологическом представлении о сотворении мира и действующих в нем законов, и когда то, что Земля плоская не нужно было доказывать. Это был просто факт.
Прошли века, и бесконечная множественность всевозможных миров получила определение «мультивселенная» и перестала быть частью мифологии или фантастики.
Сам термин «мультивселенная» впервые был придуман в 1895 году философом и психологом Уильямом Джеймсом. Однако, автор использовал его в ином контексте, чем тот, в котором позже стали применять его физики.
Основу в фундамент сегодняшнего научного представления о множественности миров заложила зародившаяся в начале 20 века квантовая механика.
Важным моментом в построении будущей модели Мультивселенной стал знаменитый спор Альберта Эйнштейна с Нильсом Бором, о том, играет ли Бог в кости. Бор считал, что коллапс или схлопывание волновой функции, возникающий в тот момент, когда внешний наблюдатель пытается выяснить по какой траектории пролетит элементарная частица в классическом эксперименте с двумя щелями, это полностью вероятностный процесс. Эйнштейн в свою очередь придерживался позиции детерминизма и говорил, что просто в данном случае работают неизвестные нам механизмы.
Стоит отметить, что вопреки ошибочному мнению о том, что Эйнштейн не принимал квантовую механику, на самом деле он не соглашался с ее интерпретациями, не отрицая при этом сами явления, которые она описывает. То же относится и к квантовому явлению нелокальности, проявляющемуся в «жутком действии на расстоянии», которое якобы так пугало Эйнштейна.
И вот в 1954 году этот спор о толковании квантовой механики навел на одну поразительную догадку аспиранта Принстонского университета Хью Эверетта, которую он изложил в своей докторской диссертации 1957 года. В ней он выдвинул интригующий тезис о том, что саму квантовую механику можно было бы объяснить более полно, если бы мы интерпретировали ее через призму параллельных вселенных.
Концепция Эверетта о расщеплении и ветвлении миров состоит в следующем: фактически каждый акт измерения, с разной степенью вероятности, реализует все возможные исходы этого измерения. Правда каждый вариант реализуется в «своей вселенной», отличающейся от всех остальных конкретно этим исходом, т.е. он возникает в восприятии наблюдателя, фиксирующего именно этот исход измерения. В этой концепции в действительности существуют (хотя и не взаимодействуют друг с другом) все варианты решения волнового уравнения и все варианты состояния наблюдателя, различающиеся только сохранившимся в его памяти результатом измерения.
Через два года после публикации своего исследования Эверетт посетил Нильса Бора в Копенгагене, чтобы обсудить эту гипотезу. Но на Бора идеи Эверетта не произвели никакого впечатления: он отказался отнестись к ним достаточно серьёзно.
Возможно эта неудача заставила Эверетта оставить данную область исследований и переключиться на решение других научных проблем, где он добился более значительных успехов.
Примерно в тот же период времени сформировались еще две альтернативные теории мультивсленной.
Свою интерпретацию идеи о множественности миров, а точнее о так называемой «пене пространства-времени», разработал в 1955 году физик Джон Уилер, который незадолго до этого являлся научным руководителем Эверетта, а еще ранее был одним из последних помощников Эйнштейна.
А вот удивительные результаты нашумевшего в 1956 году «эксперимента Ву», названного по имени американской женщины-физика китайского происхождения Ву Цзяньсюн, стали основой для предположения о параллельном существовании другой вселенной, являющейся зеркальным отражением нашей собственной.
Цель эксперимента Ву состояла в том, чтобы установить, применяется ли сохранение четности, которое ранее было установлено в электромагнитных и сильных взаимодействиях, к слабым взаимодействиям.
Эксперимент установил, что сохранение четности было нарушено в слабом взаимодействии. Этот результат не ожидался физическим сообществом, которое ранее рассматривало паритет как незыблемую величину.
Сам принцип сохранения четности формализовал в 1927 году Юджин Вигнер. Суть принципа в том, что нынешний мир и мир, построенный подобно его зеркальному отображению, будут вести себя одинаково, с той лишь разницей, что лево и право будут перевернуты. Например, часы, которые вращаются по часовой стрелке, будут вращаться против часовой стрелки, если вы построили зеркальную версию.
Из четырех фундаментальных сил природы - электромагнетизма, гравитации, сильной ядерной силы и слабой ядерной силы - только слабая ядерная сила демонстрирует нарушение четности.
Сохранение четности означало бы, что зеркальная версия мира ведет себя как зеркальное отображение текущего мира. Но нарушение четности проводит различие между зеркальной версией мира и простым зеркальным отражением нашего реального мира.
Существование Зеркального Мира означало бы, что он испытывает предпочтение к праворукости, что создавало бы баланс к картине мира в общем масштабе. Зеркальная материя и зеркальные частицы были бы идентичны нашим - с одинаковыми силами - но взаимодействовали бы с нашим миром только самым слабым и быстрым способом. При этом любое взаимодействие между материей нашего и зеркального мира было бы чрезвычайно трудно обнаружить. Поэтому зеркальная материя является возможным объяснением призрачной темной материи.
Темную материю так трудно обнаружить, потому что большая ее часть скрыта в зеркальном мире, откуда она проявляется только в действии гравитации. Если это так, то Зеркальный Мир в 5 раз больше нашего, поскольку темной материи в 5 раз больше, чем обычной материи.
Еще одна физическая загадка, указывающая на Зеркальный Мир, - это распад нейтрона.
Нейтроны являются частью ядер атомов. Отдельно от ядра нейтроны распадаются на протоны, электроны и антинейтрино. Поскольку все нейтроны идентичны, это значит все они должны распадаться одинаково и за одно и тоже время. Но тут есть проблема.
Результаты двух экспериментов – «бутылочного» и «пучкового» - дали ученым время 14 минут 48 секунд и 14 минут и 38 секунд соответственно. Не было никакой причины для этой разницы, независимо от настройки, все нейтроны должны были стать протонами за одинаковое количество времени.
Сначала это посчитали ошибкой эксперимента. Но испытание повторялось на протяжении многих лет, совершенствовались инструменты и методы наблюдения. Одно из самых точных измерений, из сделанных, все равно показывало разницу в 9 секунд между нейтронными распадами в пучке и в ёмкости.
Объяснением могло бы стать то, что некоторые нейтроны попадают в Зеркальный Мир и становятся зеркальной частицей. Вот тогда их больше невозможно обнаружить в нашем мире, что влияет на фиксируемое время распада нейтрона.
Существование зеркальной вселенной могло бы ответить и на вопрос о том, почему время имеет вполне определенное и только единственное направление, то есть почему существует стрела времени.
Концепция стрелы времени позволяет нам представить эволюцию нашей вселенной в виде конуса или своеобразного «колокола»: представьте, что сегодняшняя вселенная - это широкий, плоский круг, расположенный в основании вчерашнего чуть меньшего круга, который расположен в основании еще меньшего круга предыдущего дня.
Сложите все круги от сегодняшнего дня до Большого взрыва, и вы получите конус, на вершине которого находится сингулярность.
Когда астрономы смотрят вглубь космоса, они фактически оглядываются назад во времени. Самая отдаленная галактика, которую мы видим, GN-z11, видна нам такой, какой она была 13,4 миллиарда лет назад, или спустя 400 миллионов лет после Большого взрыва.
Если зеркальная вселенная возникла одномоментно с нашей в результате Большого взрыва, то она образует второй «зеркальной конус». При этом она находится слишком далеко от нас в пространстве-времени, чтобы мы могли ее видеть. Похоже, что время там движется назад относительно нашей системы отсчета.
Но в этой вселенной причина все также предшествует следствию, так же, как и в нашей Вселенной. И время с точки зрения населяющих эту вселенную существ движется от Большого взрыва, так же как и в нашей. Однако мы сами существуем как-бы в прошлом этой «зеркальной вселенной».
Но есть ли какие-то фактические подтверждения существования зеркальной вселенной помимо теоретических предположений?
Сторонники идеи о зеркальной вселенной считают, что да.
Так в 2016 году группа исследователей, в ходе проведения экспериментов с Антарктической импульсной переходной антенной НАСА под названием ANITA, зафиксировали частицы тау-нейтрино (более тяжелая частица, чем нейтрино), которые восходили по направлению «вверх» из Земли.
ANITA - это прибор, который обнаруживает нейтрино космических лучей сверхвысоких энергий.
Высокоэнергетические частицы в миллион раз мощнее, чем все, что мы можем создать здесь на Земле, и эти нейтрино являются объектом пристального интереса для астрофизиков, поскольку это единственные частицы, которые могут без помех достичь Земли.
Нейтрино низкой энергии могут без проблем пройти мимо нашей планеты, практически не взаимодействуя с чем-либо.
А вот, частицы высоких энергий задерживаются твердым веществом нашей планеты, и именно поэтому такие высокоэнергетические частицы всегда обнаруживаются как «спускающиеся» из космоса.
Обнаружение восходящих из Земли тау-нейтрино может означать, что данные частицы перемещаются назад во времени и могут быть свидетельством существования параллельной вселенной.
При этом самое простое и наиболее изящное с научной точки зрения объяснение связано с зеркальным вариантом вселенной. Это значит, что в момент, когда произошел Большой взрыв, возникли две вселенные, и все в другом мире, включая время, движется в противоположном направлении. То есть это мир полностью зеркальный нашему.
Тем не менее, существует вероятность и того, что данные результаты возникли из-за какой-либо ошибки в работе или интерпретации измерений ANITA. Но если дальнейшие исследования подтвердят правильность полученных измерений, то это может окончательно доказать существование параллельных вселенных.
Обнаружил эфиродинамическую книгу профессоров МГУ и докторов наук В.Л.Бычкова и Ф.С.Зайцева, книга победила в 2018 году на конкурсе работ МГУ имени М.В. Ломоносова, где было отмечено ее выдающееся значение для развития науки и образования.
Особенностью книги является отрицание ограничений теории относительности и квантовой механики и использование концепции эфира как среды взаимодействия.
Текст свободно доступен на сайте http://eth21.ru/
Кто-то там говорил про лженауку со мракобесием, но теперь, похоже, это общепринятая концепция (пора переобуваться), деятелям же, которые считают иначе, рекомендуется провести опыт и убедиться, что полосы интерференции или дальности/положения спутников смещаются в соответствии с эфиром.
Сами ограничения и теории в начале XX века появились из-за неудач с эфирным опытом Майкельсона. Его тщательное проведение без железных корпусов показывает ожидаемые результаты со скоростями эфира порядка 10 км/с.
Отличия от скорости Земли 30 км/с авторы совершенно правильно, как я считаю, еще в статье 2005 года объясняют дрейфом самой Земли в потоке, который и сформировал планетную систему. Это уменьшает относительную скорость планеты и эфира. http://ocean.phys.msu.ru/ecophys/ecophys-13.pdf
Раз МГУ решил озаботиться преподаванием эфирных теорий, то они могут предоставить для проведения соответствующих опытов, например, подвал или пространство под шпилем своего здания (трансляция показаний прибора оттуда может вестись в формате веб-камеры), это со всей очевидностью пойдет на пользу наукам о природе.
Однако, естественный эксперимент такого вида уже проводится на спутниках ГЛОНАСС, поскольку эфирный ветер (если он есть) перемещает видимое положение спутника в пространстве (его псевдодальность). Как заявило государственное телевидение 21 марта 2013 года (см. видео на 10 секунде), некая задержка в атмосфере сдвигает показания ГЛОНАСС без корректирующей станции на километры.
Отражения от радиационных поясов или озоносферы, под которые легендировали уход сигнала — это что-то новое и речь, скорее всего, как и утверждает Акельев, идет об эфирном ветре.
Это же явление, если оно совершенно явно существует и на километры сдвигает навигационный сигнал в точном соответствии с эфирными графиками Миллера 1920-х годов, а вовсе не теориями Эйнштейна, могло, по идее, изменить и отношение государства (МГУ — госуниверситет) к преподаванию физических дисциплин.
Предлагаем Вам второй анонс (см. также видео-анонс в конце) наших ближайших выпусков видео, которые выйдут на нашем ютуб-канале.
Мультивселенная. Зеркальный мир.
Мы продолжим рассказ о вариантах концепции множественной вселенной или как еще говорят мультивселенной, которая возникла как альтернатива сформулированной Нильсом Бором копенгагенской интерпретации квантовых явлений.
В новой серии мы расскажем об идее зеркального мира. По мнению некоторых ученых, существование вселенной, которая является полным отражением нашей собственной Вселенной и в которой даже время может двигаться в обратном направлении, способно объяснить многие расхождения между предсказаниями доминирующих сегодня научных постулатов и фактическими наблюдениями за космосом. Кроме того, доказательство существования зеркального мира могло бы открыть путь к формулированию пока недостижимой для физиков Теории Всего.
Что не так с двигателем Алькубьерре?
Также мы продолжим обсуждать изобретение мексиканского физика Мигеля Алькубьерре. На этот раз мы попробуем проанализировать некоторые спорные моменты, касающиеся предложенного им варианта варп-двигателя. В научно-популярных статьях давно и широко обсуждаются вопросы, связанные с неосуществимостью такого изобретения в виду потребности для его работы гигантского количества энергии или экзотических видов энергии и материи, которые имеют исключительно теоретический характер и пока для физиков недоступны.
Но нет ли ошибки в самой идее такой технологии? Попробуем осветить этот вопрос в нашем новом видео.
Демон Максвелла
Существование энтропии, или меры необратимого рассеяния энергии, было установлено вторым законом термодинамики в конце 19 века. Тогда же начались попытки теоретического поиска способов нарушить этот закон, наиболее известным из которых стал мысленный эксперимент Джеймса Клерка Максвелла, который с легкой руки Уильяма Томсона, известного как Лорд Кельвин, получил название «демон Максвелла».
И хотя парадокс Максвелла был разрешен Лео Силардом еще в 1929 г., в настоящее время не прекращаются попытки реализовать его, используя различные физические среды и принципы.
И это неудивительно – ведь воплощение «демона Максвелла» равносильно созданию вечного двигателя.
Надеемся, что эти темы окажутся для Вас интересными, и Вы захотите ознакомиться с ними сразу после публикаций видео.
Поэтому подписывайтесь на наш канал на Youtube.
Взять с собой побольше вкусняшек, запасное колесо и знак аварийной остановки. А что сделать еще — посмотрите в нашем чек-листе. Бонусом — маршруты для отдыха, которые можно проехать даже в плохую погоду.