Парадоксы физики

Физика, как говорил Ричард Фейнман, это наука всех наук, включающая и биологию, и химию, и математику и прочие дисциплины. Физики объясняет, из чего состоит все вокруг, делает прогнозы, позволяет проводить точные расчеты. Однако вместе с открытиями в физике, ученые сталкиваются и с аномалиями, парадоксами, которые не в силах разрешить даже самые светлые умы. Особенно парадоксальна квантовая механика, объясняющая взаимодействие частиц на самом глубоком уровне. Как частица может быть волной и частицей одновременно? Почему скорость света предельна? Почему Вселенная расширяется и почему случился Большой Взрыв? На некоторые парадоксальные вопросы у науки пока нет ответа, но они обязательно будут.

Самое обсуждаемое по теме Парадоксы физики
184
Никто не знает, куда черные дыры девают информацию
77
Знаменитый парадокс черных дыр, похоже, получил разрешение. Но все очень сложно
55
Великий фильтр – возможный ответ на парадокс Ферми
29
Тайны квантовой механики – что такое квантовая запутанность?
26
Существуют ли путешествия во времени без парадоксов?
18
Существует ли объективная реальность?

Знаменитый парадокс черных дыр, похоже, получил разрешение. Но все очень сложно

На протяжении 50 лет физики-теоретики пытались разрешить знаменитый парадокс черных дыр, который предсказывает, что эти космические монстры гораздо сложнее, чем предполагает общая теория относительности. Дело в том, что согласно теории Эйнштейна, черные дыры на удивление просты. Если вы знаете массу, заряд и вращение черной дыры, то знаете о ней все, что нужно. Выходит, черные дыры – одни из самых простых и понятных персонажей во всей Вселенной. Но эта кажущаяся простота порождает тревожный парадокс. В 1970-х годах знаменитый астрофизик Стивен Хокинг понял, что черные дыры не являются полностью черными. Вместо этого они излучают свет посредством тонкого квантово-механического процесса, действующего на их горизонтах событий или границах черных дыр, откуда ничто, даже свет, вырваться не может. Поскольку черные дыры настолько просты и могут быть описаны всего тремя числами, вся информация о материале, который попадает в черные дыры, по-видимому, заперта навсегда. Неважно, создадите ли вы черную дыру из мертвых звезд и межзвездной пыли или черную дыру из кошек; пока эти две черные дыры имеют одинаковый спин, массу и заряд, они будут идентичны. Но что в конечном итоге происходит с информацией?

Читать далее

Существует ли объективная реальность?

Что такое реальность? И кто может дать ответ на этот вопрос? В прошлом году ученые из Университета Хериота-Уатта в Шотландии проверили интересный эксперимент, результаты которого предполагают, что объективной реальности может не существовать. Несмотря на то, что когда-то эта идея была просто теорией, теперь исследователи смогли перенести ее в стены университетской лаборатории, а значит проверить. Так как в квантовом мире измерения с разных позиций дают различные результаты, но при этом одинаково верны, проведенный эксперимент показал, что в мире квантовой физики два человека могут наблюдать одно и то же событие и разные результаты; при этом ни одно из этих двух событий не может быть воспринято как неправильное. Иными словами, если два человека видят две разные реальности, то договориться какая из них правильная они не смогут. Этот парадокс известен как «парадокс друга Вигнера» и теперь ученые экспериментально его доказали.

Читать далее

Существуют ли путешествия во времени без парадоксов?

Физика не может полностью исключить возможность путешествий во времени. Как общая, так и специальная теория относительности Альберта Эйнштейна показывают, что время относительно, так что ОТО открыта для возможности временных махинаций. Но если бы вы могли запрыгнуть в машину времени и отправиться в прошлое, стоило бы беспокоиться о создании парадоксов, меняющих ход истории? Как, например, в знаменитом рассказе Рэя Брэдберри «И грянул гром», главный герой которого наступил на бабочку во время своего путешествия, тем самым изменив собственный мир до неузнаваемости. Согласно результатам исследования, проведенного студентом Квинслендского университета и его научным руководителем, математические расчеты показывают, что путешествия во времени возможны без парадоксов – Вселенная все уладит.

Читать далее

Великий фильтр – возможный ответ на парадокс Ферми

70 лет назад один из «отцов-основателей» атомной бомбы, лауреат Нобелевской премии по физике Энрико Ферми сформулировал свой знаменитый вопрос: «где все?» Ученый размышлял о необъятности космоса, и слово «все» в его вопросе относилось к инопланетянам. Так как только в наблюдаемой Вселенной примерное количество галактик оценивается в 100-200 миллиардов, кажется очевидным, что разумные цивилизации, способные к развитию радиоастрономии и межзвездных путешествий, должны заселять далекие миры. Но в 1950 году не было никаких свидетельств существования таких цивилизаций. Впрочем, их нет и сегодня – наши радиотелескопы не улавливают голоса из других миров, а вглядываясь в космический океан мы не видим никаких признаков инопланетных технологий. Для разрешения парадокса Ферми было предложено множество гипотез, но все они остаются недоказанными. А в 1990-х годах Робин Хансон сформулировал еще одно возможное объяснение нашего кажущегося одиночества во Вселенной — постулат, получивший название Великий фильтр.

Читать далее

Тайны квантовой механики – что такое квантовая запутанность?

Около 100 лет назад ученые впервые задумались о природе некоторых необычных свойств света. Например, света, исходящего от газов, когда их нагревают в пробирке. Если посмотреть на этот свет сквозь призму, можно заметить кое-что необычное. Не спектр, в котором цвета плавно переходят один в другой, отражаясь в хрустальном бокале, а отчетливые линии, цвета которых не смешиваются, как в радуге. Речь идет о вертикальных лучах света, похожих на карандаши – каждый своего цвета. Однако объяснить столь странное свойство света ученые не могли. Поиски ответов безуспешно продолжались, пока физик Нильс Бор в начале ХХ века не выдвинул самую невероятную и фантастическую гипотезу. Бор был убежден, что разгадка отчетливых линий кроется в самом сердце материи – структуре атома.

Читать далее

Возможны ли путешествия во времени с точки зрения математики?

Вряд ли сегодня на Земле найдется человек, который ни разу не задумывался о путешествиях во времени. Во многом это заслуга популярной культуры – с самого момента своего возникновения, концепция путешествий во времени вошла в культуру и повлияла на наше восприятие времени. Как пишет в своей книге «Путешествия во времени. История» американский писатель, историк науки Джеймс Глик, самой концепции таких путешествий – немногим более сотни лет. Так, если верить «Оксфордскому словарю английского языка», впервые термин «путешествие во времени» (англ. time travel) появился в английском языке в 1914 году – обратным словообразованием от уэллсовского «Путешественника во Времени» (так писатель-фантаст Гербер Уэллс называет главного героя своего романа «Машина времени» (1895)). Выходит, каким-то невероятным образом большую часть своей истории человечество жило не задаваясь вопросом о том, что было бы, отправься они в прошлое или будущее. Теперь же, физики из Университета Кливленда разрешили вековой парадокс, доказав, что с точки зрения математики путешествия во времени теоретически возможны.

Читать далее

Некоторые ученые считают, что смерти не существует. Но почему?

Каждый из нас рано или поздно столкнется со смертью. Но что происходит в момент умирания и после него? На протяжении всей своей истории человечество ищет ответы на эти вопросы. Христианство и другие авраамические религии предлагают вечную жизнь в раю или аду, а вот буддизм смотрит на процесс жизни и смерти несколько иначе, предлагая реинкарнацию. Боги древнего Египта, скандинавский фольклор, мифы Древней Греции – все эти истории так или иначе связаны со смертью и попытками справиться с утратой. Но что, если посмотреть на смерть иначе? Что, если смерть это на самом деле не конец, а ваше сознание просто загружается и появляется в другом пространстве-времени?

Читать далее

Как работает «вечный двигатель» и примеры его конструкции

Вечный двигатель будоражит умы ученых и изобретателей всего мира. Сейчас многие одержимы им примерно так же, как в свое время алхимики были одержимы идеей получения золота из свинца. Все из-за того, что он — вечный двигатель — принесет очень много пользы не только в краткосрочной перспективе, но и на далекое будущее. Главное понимать, что вечный двигатель это не совсем то, что многие себе представляют. Это куда более продвинутая вещь, но в то же время более простая, чем принято считать. А еще есть несколько концепций такого двигателя. Давайте разберемся с некоторыми из них.

Читать далее

Стивен Хокинг так и не нашел ответа на свою самую интересную научную загадку

Несколько дней назад, 14 марта, этот мир покинул один из самых выдающихся физиков современности, Стивен Хокинг. Несмотря на свою тяжелую болезнь, Хокинг успел написать множество научных книг, многие из которых стали настоящими бестселлерами, всю свою жизнь сохранял оптимизм, являлся активным популяризатором науки и даже стал своего рода поп-иконой, благодаря своему участию в различных развлекательных шоу. К сожалению, на момент смерти он так и не нашел ответа на один из самых интересных вопросов, решением которого он очень активно занимался последние годы: возможна ли полная потеря информации для Вселенной?

Читать далее

Кота Шредингера можно спасти, даже не заглядывая в ящик

Ученые использовали искусственный атом, чтобы показать возможность сохранения кота Шредингера в живом состоянии в течение неопределенного срока, а также ускорения наступления его кончины. Для того и этого даже не нужно заглядывать в ящик, в котором этот самый кот обычно сидит (или не сидит). Использование классических аналогий вроде этой может показаться упрощением или странностью, но для науки это очень важно. Они показывают, как реальность обретается на фундаментальном уровне, и могут привести к появлению лучших инструментов, которые физики используют в квантовой инженерии.

Читать далее