MENU
Nasze ceny
Przeczytaj fragment on-line
-
W empik go
PRZEŁOMOWA ODPOWIEDZ JAK NAPRAWDĘ DZIAŁA WSZECHŚWIAT - ebook
PRZEŁOMOWA ODPOWIEDZ JAK NAPRAWDĘ DZIAŁA WSZECHŚWIAT - ebook
Na czym opiera się mechanizm działania Wszechświata? Czym jest i jak powstaje czas? Jaki mechanizm wygenerował i stale podtrzymuje porządek Wszechświata i czy intelekt człowieka inspirowany pięknem świata może pokusić się o odpowiedź na to pytanie? Kolejne strony tej historii wprowadzą nas w świat dotychczas niezbadany i niewyjaśniony. Przyjrzymy się naszej teraźniejszości jako indywidualnym obrazom zawieszonym w wieczności. Jest to propozycja, a raczej postulat, który odpowiada na wiele wątpliwości współczesnych fizyków, często popadających w wątpliwości i frustrację. To także propozycja dla zwykłych ludzi, niezdecydowanych i poszukujących odpowiedzi kluczowych dla ich egzystencji.
| Kategoria: | Popularnonaukowe |
| Zabezpieczenie: |
Watermark
|
| Rozmiar pliku: | 3,7 MB |
FRAGMENT KSIĄŻKI
Mechanika kwantowa
Dwa tygodnie przed końcem XIX wieku Max Planck zaskoczył świat swoją hipotezą, że energia promieniowania (np. energia fal świetlnych) nie jest emitowana w sposób ciągły ale w postaci małych porcji, "pakietów", które nazwał kwantami.
Hipoteza kwantowa obaliła tradycyjne pojęcia światła i elektromagnetyzmu. Był to punkt wyjścia dla teorii, które zrewolucjonizowały fizykę, tworząc jej nową gałąź - fizykę kwantową.
U podstaw najważniejszej hipotezy w historii fizyki leżała prosta obserwacja rozgrzanego żelaznego pręta, który świeci, ale kolor emitowanego światła zmienia się wraz z temperaturą żelaza. Jednocześnie wiadomo było, że kolor światła zależy od częstotliwości promieniowania.
Wyjaśniając to zjawisko, Planck założył, że cząstki ciała emitującego promieniowanie mogą drgać tylko z wybranymi energiami, a samo promieniowanie rozchodzi się w postaci najmniejszych możliwych porcji energii zwanych kwantami. Energia każdej takiej porcji musi zależeć od częstotliwości światła f i została zdefiniowana prostym wzorem: E = h x f
We wzorze tym występuje stała " h" - znana do dziś jako stała Plancka. Jest to absolutnie fundamentalna stała w fizyce, często określana jako elementarny kwant wszelkiego działania.
Chociaż teoria Plancka poprawnie wyjaśniała wyniki eksperymentów i miała daleko idące konsekwencje w wielu innych dziedzinach fizyki, sam naukowiec nie mógł w nią uwierzyć. Nie chciał początkowo zaakceptować idei, że natura działa skokowo. Intuicja naukowca jednak go nie zawiodła. Jak wspominał jego syn „ podczas wspólnego spaceru po lesie ojciec powiedział: Dokonałem dziś odkrycia porównywalnego z odkryciem Newtona”.
Przyszłość pokazała, że miał rację - nie tylko energia jest nieciągła, ale każde działanie jest z natury porcjowane. Fakt ten pozwolił na wprowadzenie zestawu jednostek miar stosowanych w fizyce i zaproponowanych przez genialnego fizyka. Tworzą one układ jednostek naturalnych, ponieważ są zdefiniowane wyłącznie jako kombinacje stalych fizycznych opartych na stałej "h". W systemie jednostek Plancka pięć podstawowych stałych fizycznych jest równych jedności: Długość Plancka, Czas Plancka, Masa Plancka, Ładunek Plancka i Temperatura Plancka.
Podsumowując wkład naukowca w rozwój nauki, można sparafrazować znane powiedzenie o genialnym polskim astronomie Mikołaju Koperniku, który "wstrzymał Słońce i ruszył Ziemię":
Max Planck wstrzymał fizykę klasyczną i
skwantował Wszechświat.Poszukiwanie odpowiedzi
A więc, po uporządkowanej erze transformacji Galileusza i dynamiki Newtona, świat naukowy przeszedł terapię szokową, budując nowy fundament skwantowanego świat.
Pojawiły się nowe teorie w obszarze otaczającej nas przestrzeni, ale także nowe podstawy mikroświata w obszarze cząstek i ich wzajemnych oddziaływań. Analizując je niezależnie od siebie, należy stwierdzić, że są one silnie poparte obliczeniami matematycznymi i obserwacjami rzeczywistości.
Jak zatem funkcjonuje świat, jakie zasady utrzymują absolutnie wszystko w ciągłym ruchu, bo przecież od miliardów lat machina Wszechświata działa precyzyjnie, bez jednej przerwy i jakichkolwiek poprawek?
Pomimo znacznego dorobku, od ponad 100 lat fizycy na całym świecie wciąż poszukują spójnego pomostu pomiędzy najważniejszymi z tych fundamentów, tj. Ogólną Teorią Względności Alberta Einsteina oraz Mechaniką Kwantową Nielsa Bohra i Maxa Plancka. Niestety, dotychczasowe poszukiwania dostarczają więcej pytań niż odpowiedzi.
Jedynym logicznym wnioskiem jest istnienie obiektywnej bariery, poza którą dostępne metody współczesnej nauki są bezradne. Dla pokonania tej bariery konieczne jest oderwanie się od istniejących postulatów i teorii. Zacznijmy od „Wielkiego Wybuchu” (Big Bang).
Teoria ta wywodzi się od abstrakcyjnego pomysłu, jakoby Wszechświat powstał z jednego punktu w hipotetycznym momencie początku czasu i przestrzeni. Ten nieskończenie mały punkt początkowy musiałby zawierać wszystkie zasoby materii (masy i energii) przyszłego Wszechświata oraz informacje takie jak podstawy wszystkich praw nauki włącznie z kodami genetycznymi przyszłego świata ożywionego. Głównym argumentem tej teorii jest przyjęcie założenia o pojedynczym, samoistnym akcie kreacji wszystkiego od centralnego punktu (tzw. osobliwości) i następnie chaotycznej ewolucji i rozszerzania się Wszechświata we wszystkich kierunkach równomiernie od tego centrum.
Jednak coraz więcej obserwacji kosmicznych (np. z orbitalnego teleskopu James Webb) potwierdza istnienie bardzo starych galaktyk, które nie mogły powstać samoistnie u zarania Wszechświata. Te i inne liczne obserwacje braku jednorodności rozkładu masy i energii w różnych kierunkach powodują, że teoria tajemniczej osobliwości początkowej sprowadza się do faktu inicjacji i nie wyjaśnia mechanizmu, który buduje Wszechświat.
Po odrzuceniu teorii Wielkiego Wybuchu spójrzmy inaczej na Świat skwantowany przez Maxa Plancka i w następnych rozdziałach zapoznamy się z nową propozycją architektury Wszechświata. W tym celu przeanalizujemy i wyprowadzimy solidny eksperymentalny dowód na słuszność tej przełomowej hipotezy.Eksperyment z dwoma szczelinami
Poniżej zagłębimy się w szczegóły eksperymentu, który został uznany przez niektórych czołowych fizyków za niemożliwy do wyjaśnienia – i taki pozostanie aż do chwili akceptacji opisanych dalej zasad funkcjonowania Wszechświata.
Nie tylko wyjaśnimy tę tajemnicę, ale także dowiemy się, z jakich misternych mechanizmów wyłania się nasz Wszechświat.
Eksperyment ten był wielokrotnie powtarzany i wydaje się przeczyć zasadzie pierwszeństwa przyczyny nad skutkiem (dlatego jest nazywany "działaniem odwrotnym").
Niepodważalną wartością dowodową tego eksperymentu w jego różnych wariantach jest to, że zawsze otrzymujemy identyczny wynik i mamy wpływ na zjawiska w rzeczywistej czasoprzestrzeni, zanim stan kwantowy przekształci się w obiekt klasyczny.
Zgodnie z mechaniką kwantową cząstki mogą znajdować się w kilku miejscach lub stanach jednocześnie - nazywa się to superpozycją. Fakt, że natura zachowuje się w ten sposób, został wielokrotnie udowodniony w laboratoriach.
Powiedzmy, że przepuszczamy elektrony przez dwie szczeliny i sprawdzamy, jaki obraz pojawi się na ekranie za nimi. Wielu czytelników zgodzi się, że powinien on wyglądać jak dwa paski na wprost szczelin:
W rzeczywistości okazuje się jednak, że obraz na ekranie przedstawia kilka jaśniejszych i ciemniejszych pasków:
Dwa tygodnie przed końcem XIX wieku Max Planck zaskoczył świat swoją hipotezą, że energia promieniowania (np. energia fal świetlnych) nie jest emitowana w sposób ciągły ale w postaci małych porcji, "pakietów", które nazwał kwantami.
Hipoteza kwantowa obaliła tradycyjne pojęcia światła i elektromagnetyzmu. Był to punkt wyjścia dla teorii, które zrewolucjonizowały fizykę, tworząc jej nową gałąź - fizykę kwantową.
U podstaw najważniejszej hipotezy w historii fizyki leżała prosta obserwacja rozgrzanego żelaznego pręta, który świeci, ale kolor emitowanego światła zmienia się wraz z temperaturą żelaza. Jednocześnie wiadomo było, że kolor światła zależy od częstotliwości promieniowania.
Wyjaśniając to zjawisko, Planck założył, że cząstki ciała emitującego promieniowanie mogą drgać tylko z wybranymi energiami, a samo promieniowanie rozchodzi się w postaci najmniejszych możliwych porcji energii zwanych kwantami. Energia każdej takiej porcji musi zależeć od częstotliwości światła f i została zdefiniowana prostym wzorem: E = h x f
We wzorze tym występuje stała " h" - znana do dziś jako stała Plancka. Jest to absolutnie fundamentalna stała w fizyce, często określana jako elementarny kwant wszelkiego działania.
Chociaż teoria Plancka poprawnie wyjaśniała wyniki eksperymentów i miała daleko idące konsekwencje w wielu innych dziedzinach fizyki, sam naukowiec nie mógł w nią uwierzyć. Nie chciał początkowo zaakceptować idei, że natura działa skokowo. Intuicja naukowca jednak go nie zawiodła. Jak wspominał jego syn „ podczas wspólnego spaceru po lesie ojciec powiedział: Dokonałem dziś odkrycia porównywalnego z odkryciem Newtona”.
Przyszłość pokazała, że miał rację - nie tylko energia jest nieciągła, ale każde działanie jest z natury porcjowane. Fakt ten pozwolił na wprowadzenie zestawu jednostek miar stosowanych w fizyce i zaproponowanych przez genialnego fizyka. Tworzą one układ jednostek naturalnych, ponieważ są zdefiniowane wyłącznie jako kombinacje stalych fizycznych opartych na stałej "h". W systemie jednostek Plancka pięć podstawowych stałych fizycznych jest równych jedności: Długość Plancka, Czas Plancka, Masa Plancka, Ładunek Plancka i Temperatura Plancka.
Podsumowując wkład naukowca w rozwój nauki, można sparafrazować znane powiedzenie o genialnym polskim astronomie Mikołaju Koperniku, który "wstrzymał Słońce i ruszył Ziemię":
Max Planck wstrzymał fizykę klasyczną i
skwantował Wszechświat.Poszukiwanie odpowiedzi
A więc, po uporządkowanej erze transformacji Galileusza i dynamiki Newtona, świat naukowy przeszedł terapię szokową, budując nowy fundament skwantowanego świat.
Pojawiły się nowe teorie w obszarze otaczającej nas przestrzeni, ale także nowe podstawy mikroświata w obszarze cząstek i ich wzajemnych oddziaływań. Analizując je niezależnie od siebie, należy stwierdzić, że są one silnie poparte obliczeniami matematycznymi i obserwacjami rzeczywistości.
Jak zatem funkcjonuje świat, jakie zasady utrzymują absolutnie wszystko w ciągłym ruchu, bo przecież od miliardów lat machina Wszechświata działa precyzyjnie, bez jednej przerwy i jakichkolwiek poprawek?
Pomimo znacznego dorobku, od ponad 100 lat fizycy na całym świecie wciąż poszukują spójnego pomostu pomiędzy najważniejszymi z tych fundamentów, tj. Ogólną Teorią Względności Alberta Einsteina oraz Mechaniką Kwantową Nielsa Bohra i Maxa Plancka. Niestety, dotychczasowe poszukiwania dostarczają więcej pytań niż odpowiedzi.
Jedynym logicznym wnioskiem jest istnienie obiektywnej bariery, poza którą dostępne metody współczesnej nauki są bezradne. Dla pokonania tej bariery konieczne jest oderwanie się od istniejących postulatów i teorii. Zacznijmy od „Wielkiego Wybuchu” (Big Bang).
Teoria ta wywodzi się od abstrakcyjnego pomysłu, jakoby Wszechświat powstał z jednego punktu w hipotetycznym momencie początku czasu i przestrzeni. Ten nieskończenie mały punkt początkowy musiałby zawierać wszystkie zasoby materii (masy i energii) przyszłego Wszechświata oraz informacje takie jak podstawy wszystkich praw nauki włącznie z kodami genetycznymi przyszłego świata ożywionego. Głównym argumentem tej teorii jest przyjęcie założenia o pojedynczym, samoistnym akcie kreacji wszystkiego od centralnego punktu (tzw. osobliwości) i następnie chaotycznej ewolucji i rozszerzania się Wszechświata we wszystkich kierunkach równomiernie od tego centrum.
Jednak coraz więcej obserwacji kosmicznych (np. z orbitalnego teleskopu James Webb) potwierdza istnienie bardzo starych galaktyk, które nie mogły powstać samoistnie u zarania Wszechświata. Te i inne liczne obserwacje braku jednorodności rozkładu masy i energii w różnych kierunkach powodują, że teoria tajemniczej osobliwości początkowej sprowadza się do faktu inicjacji i nie wyjaśnia mechanizmu, który buduje Wszechświat.
Po odrzuceniu teorii Wielkiego Wybuchu spójrzmy inaczej na Świat skwantowany przez Maxa Plancka i w następnych rozdziałach zapoznamy się z nową propozycją architektury Wszechświata. W tym celu przeanalizujemy i wyprowadzimy solidny eksperymentalny dowód na słuszność tej przełomowej hipotezy.Eksperyment z dwoma szczelinami
Poniżej zagłębimy się w szczegóły eksperymentu, który został uznany przez niektórych czołowych fizyków za niemożliwy do wyjaśnienia – i taki pozostanie aż do chwili akceptacji opisanych dalej zasad funkcjonowania Wszechświata.
Nie tylko wyjaśnimy tę tajemnicę, ale także dowiemy się, z jakich misternych mechanizmów wyłania się nasz Wszechświat.
Eksperyment ten był wielokrotnie powtarzany i wydaje się przeczyć zasadzie pierwszeństwa przyczyny nad skutkiem (dlatego jest nazywany "działaniem odwrotnym").
Niepodważalną wartością dowodową tego eksperymentu w jego różnych wariantach jest to, że zawsze otrzymujemy identyczny wynik i mamy wpływ na zjawiska w rzeczywistej czasoprzestrzeni, zanim stan kwantowy przekształci się w obiekt klasyczny.
Zgodnie z mechaniką kwantową cząstki mogą znajdować się w kilku miejscach lub stanach jednocześnie - nazywa się to superpozycją. Fakt, że natura zachowuje się w ten sposób, został wielokrotnie udowodniony w laboratoriach.
Powiedzmy, że przepuszczamy elektrony przez dwie szczeliny i sprawdzamy, jaki obraz pojawi się na ekranie za nimi. Wielu czytelników zgodzi się, że powinien on wyglądać jak dwa paski na wprost szczelin:
W rzeczywistości okazuje się jednak, że obraz na ekranie przedstawia kilka jaśniejszych i ciemniejszych pasków:
więcej..
