Без нее вы не смогли бы прочитать этот текст, да и пересечь Землю по суше и воде. Без физика не было бы домов, пластмассы, удобств, коммунальных услуг и прочего, что требует точных расчетов и знания поведения тел в пространстве. Свет, радио, сеть, электричество — все это достижения физиков. К счастью, физика выходит далеко за пределы видимого мира: в макромир квантовой механики и в космос, в чудеса вселенной.
В одной из серий мультсериала «Рик и Морти» один из главных героев, будучи похищенным инопланетянами, попадает в ультра-высокотехнологичную компьютерную симуляцию и не замечает этого, продолжая заниматься привычными делами. Но может ли нечто подобное происходить с нами? Может ли быть так, что все, что мы видим, чувствуем, и слышим на самом деле нереально? В 2003 году профессор Оксфордского университета, шведский философ Ник Бостром написал статью, в которой привел аргументы в пользу того, что наш мир – компьютерная симуляция. По мнению Бострома, «если мы живем в симуляции, то наблюдаемая Вселенная – всего лишь крошечный кусочек того, что физически существует. Хотя мир, который мы видим, в некотором смысле «реален», на фундаментальном уровне реальности он не находится». Но неужели все в нашей Вселенной – от мельчайшего атома до самой большой галактики – не более чем компьютерный проект на жестком диске какого-то всемогущего существа?
2020 год запомнится миру не только как год, побивший все мыслимые и немыслимые температурные рекорды, но и как период человеческой истории, в ходе которого было доказано существование третьего царства частиц под названием «энионы», которые существуют в двух измерениях одновременно. Вообще, говоря о физике частиц, необходимо отметить, что до недавнего времени их существовало всего две категории или царства – бозоны и фермионы. Критерий деления элементарных частиц на два лагеря – это значение спина, квантового числа, которое характеризует собственный момент импульса частицы. Иными словами, если спин отдельно взятой частицы определяется целым числом – перед вами бозон, а если полуцелым – фермион. В этом году исследователи обнаружили первые признаки существования третьего царства частиц – энионов, поведение которых не похоже на поведение ни бозонов, ни фермионов. Рассказываем что такое энионы и почему их открытие имеет огромное значение для современной физики.
Вселенная состоит из скоплений миллиардов галактик, соединенных между собой в единую сеть – космическую паутину. Но как она устроена на более глубинном уровне? Новая теория, выдвинутая двумя физиками-теоретиками из Университета штата Северная Каролина гласит, что ни частиц ни волн не существует. Все, что есть – это «фрагменты энергии», строительные блоки нашей Вселенной. В основе теории лежит основополагающая идея о том, что энергия всегда течет через пространство и время. По этой причине авторы исследования предлагают думать об энергии как о линиях, которые входят и выходят из области пространства, никогда не пересекаются друг с другом и не имеют ни начала, ни конца. Отметим, что новая теория противоречит Общей теории относительности Эйнштена (ОТО), которая, несмотря на недостатки, является самой точной на сегодняшний день физической теорией, описывающей устройство Вселенной.
Природа богата удивительными материалами. Возьмем, к примеру, дерево: этот материал настолько прочный и универсальный, что его можно использовать практически для всего на свете – от изготовления бумаги до строительства домов. Еще есть шерсть, которая позволяет животным сохранять тепло при минусовых температурах и кожа – материал, способный к восстановлению после повреждений всего за несколько дней. Однако, какими бы невероятными ни были эти материалы, они далеко не идеальны и не подходят для универсального применения. Но есть ли материал, которым мы пользуемся ежедневно? Прочный синтетический материал с красивым названием кевлар, часто описывают как материал «в пять раз прочнее стали при равном весе». Интересно, что применяется кевлар как в изготовлении лодок, тетивы для лука, так и в автомобильной промышленности. В этой статье поговорим о кевларе и причинах, по которым он настолько прочный.
Вселенная полна загадок. Возьмем, к примеру, черные дыры – область в пространстве-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть ее не могут не только объекты, движущиеся со скоростью света, но и фотоны самого света. Напомню, что существование этих таинственных объектов впервые было подтверждено в 2017 году после открытия гравитационных волн. А два года спустя, в 2019 году астрономы впервые получили самый настоящий снимок тени черной дыры. Но что еще ученым известно об этих удивительных, массивных объектах? По мнению авторов нового исследования, сверхмассивные черные дыры могут оказаться самыми настоящими «тоннелями», с помощью которых путешественники на космических кораблях теоретически могут путешествовать по бескрайней Вселенной. Примечательно, что новое исследование согласуется с тем, что думал о черных дырах великий физик-теоретик Стивен Хокинг.
За всю историю человечества художники нарисовали множество великих картин. Самой известной из них, пожалуй, является «Мона Лиза» художника Леонардо да Винчи. Но самой дорогой картиной итальянского деятеля искусств считается «Спаситель мира», который в 2017 году был продан за 400 миллионов долларов. Картину, на которой изображен Иисус Христос с прозрачным шаром, в далекие времена заказал французский король Людовик XII. И у этого изображения есть одна интересная черта — стеклянный шар не отражает свет, что многими расценивается как очень грубая ошибка художника. Однако, недавно ученые из американского штата Калифорния выяснили, что великий художник ни в чем не ошибся. Доказать это им помогла технология компьютерного моделирования.
Можно ли предсказать будущее? Этим вопросом представители нашего вида задаются на протяжении истории. В попытках «обуздать судьбу» люди чего только не делают – гадают на картах, кофейной гуще, придумывают разнообразные значения линиям на руке, обращаются за помощью к так называемым провидцам и экстрасенсам, составляют гороскопы – в общем, в ход идет абсолютно все, что хоть мало-мальски способно предсказать будущие события. Вот только все вышеописанные способы не имеют совершенно никакого отношения к науке и в лучшем случае используются в качестве развлечения. Между тем, современная наука продвинулась далеко вперед в прогнозировании будущих событий – так, на основе имеющихся данных климатологи с помощью компьютерного моделирования создают модели, предсказывающие как изменятся погодные условия на Земле через 20-30 лет. Эти модели, однако, не отвечают на вопрос о том, что ждет завтра именно вас, а потому широкую общественность, как правило, практически не интересуют. А зря, так как сегодня с помощью науки мы действительно можем заглянуть в будущее.
Впервые о Бермудском треугольники заговорили в 1951 году, после того как о «таинственных исчезновениях» в этом районе мира впервые упомянул корреспондент Associated Press Эвард Ван Винкл Джонс. Тогда он назвал эту область «морем дьявола». Что же до самого словосочетания «Бермудский треугольник», то впервые его употребил писатель Винсент Гаддис в 1964 году в своей статье под названием «Смертельный Бермудский треугольник» о большом количестве кораблей и самолетов, исчезнувших в этом регионе. Статья Гаддиса послужила отправной точкой целой вереницы публикаций о тайнах треугольника, ограниченного вершинами в Майами, Бермудских островах и Сан-Хуане (Пуэрто-Рико). 11 лет спустя американский лингвист Чарльз Берлиц, будучи сторонником аномалий в Бермудском треугольнике, написал целую книгу, посвященную необычным свойствам этого места. Говорят, что в этом районе ежегодно пропадает в среднем четыре самолета и 20 кораблей. Но что происходит в этом регионе на самом деле и почему ученые уверены, что тайна Бермудского треугольника – это миф?
Квантовая механика странная. Для нас, существ, не способных видеть микромир не вооруженным глазом, представить себе как все устроено на уровне атомов довольно сложно. Между тем, согласно атомной теории, все во Вселенной состоит из мельчайших частиц – атомов, скрепленных друг с другом электрическими и ядерными силами. Физические эксперименты, проведенные в ХХ веке показали, что атомы можно дробить на еще более мелкие, субатомные частицы. В 1911 году британский физик Эрнест Резерфорд провел ряд экспериментов и пришел к выводу, что атом похож на Солнечную систему, только по орбитам вместо планет вокруг него вращаются электроны. Два года спустя, взяв за основу модель Резерфорда, физик Нильс Бор изобрел первую квантовую теорию атома и в этой области теоретической физики все стало еще сложнее. Но если квантовая механика объясняет как взаимодействуют между собой мельчайшие частицы, может ли она объяснить существование пространства-времени?
Сегодня термин «цифровое бессмертие» звучит все чаще, но что это такое? Если вы смотрели сериал «Черное зеркало», то возможно помните эпизод, в котором вдова сначала создала цифровую копию погибшего в аварии мужа, а позже заказала андроида – точную копию супруга, загрузив в него уже собранный цифровой образ. Согласитесь, все это выглядит несколько жутко. Но возможно ли нечто подобное в будущем? И даже если мы не будем брать в расчет версию о создании человекоподобных роботов, то создать точную цифровую копию человека можно уже сегодня и вряд ли это кого-то удивит: социальные сети, банковские и мобильные операции, мобильные приложения – мы сами добровольно предоставляем информацию о себе, друзьях, родственниках, коллегах, сових перемещениях, вкусовых предпочтениях и покупках. Соберите всю эту информацию вместе и вуаля – цифровой образ готов. Кстати, именно об этом говорит автор 4 бестселлеров New York Times, физик-теоретик и популяризатор науки Митио Каку, считая цифровое бессмертие возможным и – наиболее вероятным.