Наука «Звёздных Войн» - [73]
Поля понимания
Концепция полей стала большим скачком в нашем понимании устройства вселенной. Теперь вместо того, чтобы говорить о силе гравитации, мы можем говорить о гравитационном поле. Когда объект, обладающий массой, помещают в пределах поля, он испытывает силу гравитационного притяжения благодаря взаимодействию с полем.
Подобным же образом вокруг электрического заряда образуется электрическое поле, которое влияет на каждый заряженный объект в своих пределах. Аналогично, у магнитных материалов есть магнитное поле, оказывающее влияние на ферромагнитные материалы (проще говоря, материалы, которые притягиваются магнитом). Магнитное поле можно найти и вокруг электрического тока.
Сегодня нам известно, что феномены электричества и магнетизма являются различными аспектами одного поля — электромагнитного. Оно является одной из четырех базовых сил природы, известных как фундаментальные взаимодействия. Оставшиеся три — гравитационное взаимодействие, сильное ядерное взаимодействие и слабое ядерное взаимодействие. С каждым из них связана частица, переносящая эту силу. Их называют частицами-переносчиками.
В «Звёздных войнах» Силу описывают как поле, хотя современной физике о подобном поле ничего не известно.
Хотя Сила и использует некоторые из фундаментальных взаимодействий, земные ученые пока не знают о некоей обобщающей силе или системе, связывающей их воедино. Хотя физики и ищут нечто подобное, часто называя его «Теорией всего».
Сила и вселенная
Вселенная — это все сущее, а наука — это попытка понять сложный механизм ее работы.
Около 68 % вселенной — это темная энергия, и еще около 27 % — темная материя, о которых ученые практически ничего не знают. Оставшиеся 5 % знакомы нам лучше и включают в себя все атомы, из которых состоит все вокруг нас.
Внутри атома уйма свободного места. Центральная часть, называемая ядром, занимает лишь одну стотысячную долю атома. Таким образом, ваше тело и все, что вас окружает, на 99,99 % состоит из пустоты. Исключением являются фундаментальные силы, поля которых регулируют «пустое» пространство.
В «Звёздных войнах» говорится, что Сила «связывает галактику воедино». Это можно сказать и о гравитации, частицами-переносчиками которой предположительно являются гравитоны. Источником гравитационного поля является масса, и влияет оно тоже на массу, не давая распасться планетам и звездам. Именно благодаря гравитационным полям звезды образуют галактики, а галактики — скопления и сверхскопления.
На атомном уровне это самая слабая из фундаментальных сил. Но она при этом накопительная, то есть чем больше у вас массы, тем больше ее сила притяжения.
Гравитационное поле бесконечно — хоть оно и ослабевает с удалением от источника, оно не исчезает. В 2015 году ученые смогли обнаружить гравитационные волны, образовавшиеся от слияния двух черных дыр на расстоянии 1,4 миллиарда световых лет от Земли.
Сила «Звёздных войн» проникает в героев истории и во все, что они видят. В реальности тоже есть подобная сила, и она связана с электромагнитным взаимодействием (ЭМ).
Электромагнетизм — та сила, которая удерживает части атомов вместе, а также течет через нас всех в виде электромагнитного излучения. Именно эта сила не дает вашей спине провалиться сквозь стул, хотя 99,99 % атомов — это пустое место. Сила электромагнетизма передается фотоном — элементарной частицей света.
Мы можем видеть предметы, потому что фотоны от них попадают к нам в глаза. Если говорить лишь о расстояниях и массах, которые мы встречаем в повседневной жизни, то ЭМ-поле значительно сильнее гравитации. ЭМ-поле, как и гравитационное, бесконечно, доказательством чего служит тот факт, что мы можем видеть свет от галактик, находящихся в миллиардах световых лет от нас.
Сильное ядерное взаимодействие действует в пределах ядра атома и отвечает за связь между его частями, удерживая их вместе, несмотря на то что протоны обладают одинаковым зарядом и пытаются оттолкнуться друг от друга. Оно значительно сильнее ЭМ-взаимодействия, его переносчиками являются глюоны, взаимодействующие с кварками.
Кварки — элементарные частицы, что означает, что они не делятся на другие, еще более мелкие частицы. Существует шесть «ароматов» кварков, два из которых являются составными частями нуклонов (протонов и нейтронов) в ядре атома. Каждый нуклон состоит из трех кварков. В протоне содержится два «верхних» и один «нижний» кварк, а в нейтроне — один «верхний» и два «нижних».
Слабое ядерное взаимодействие примерно в миллион раз слабее сильного. Оно ответственно за радиоактивный распад и взаимодействия с нейтрино. Его переносчиками являются положительно и отрицательно заряженные W-бозоны или обладающий нулевым зарядом Z-бозон. К семейству бозонов относятся все частицы-переносчицы.
В 2013 году ученые подтвердили существование бозона Хиггса. Считается, что он является свидетельством существования поля Хиггса, дающего массу элементарным частицам и распространенного на всю вселенную. Возможно, это шаг в сторону определения истинной природы Силы.
Хоть мы и не знаем об одной силе, обладающей всеми возможностями Силы из «Звёздных войн», это может значить лишь то, что она пока что за пределами наших возможностей измерить ее. Сила может существовать, но быть столь неосязаемой, что она лежит за пределами нашего научного знания — где-то в реалиях достаточно развитой технологии Артура Кларка. Подождем — увидим.
В этой книге океанограф, кандидат географических наук Г. Г. Кузьминская рассказывает о жизни самого теплого нашего моря. Вы познакомитесь с историей Черного моря, узнаете, как возникло оно, почему море соленое, прочтете о климате моря и влиянии его на прибрежные районы, о благотворном действии морской воды на организм человека, о том, за счет чего пополняются воды Черного моря и куда они уходят, о многообразии животного и растительного мира моря. Книга рассчитана на широкий круг читателей.
Как выглядела Земля в разные периоды? Можно ли предсказать землетрясения и извержения вулканов? Куда и почему дрейфуют материки? Что нам грозит в будущем? Неужели дожди идут из-за бактерий? На Земле будет новый суперконтинент? Эта книга расскажет о том, как из обломков Большого Взрыва родилась наша Земля и как она эволюционировала, став самым удивительным местом во Вселенной – единственной известной живой планетой. Ведущие ученые и эксперты журнала New Scientist помогут ближе познакомиться с нашими домом, изучить его глубины, сложную атмосферу и потрясающую поверхность.В формате PDF A4 сохранен издательский макет книги.
«Любая история, в том числе история развития жизни на Земле, – это замысловатое переплетение причин и следствий. Убери что-то одно, и все остальное изменится до неузнаваемости» – с этих слов и знаменитого примера с бабочкой из рассказа Рэя Брэдбери палеоэнтомолог Александр Храмов начинает свой удивительный рассказ о шестиногих хозяевах планеты. Мы отмахиваемся от мух и комаров, сражаемся с тараканами, обходим стороной муравейники, что уж говорить о вшах! Только не будь вшей, человек остался бы волосатым, как шимпанзе.
Настоящая монография посвящена изучению системы исторического образования и исторической науки в рамках сибирского научно-образовательного комплекса второй половины 1920-х – первой половины 1950-х гг. Период сталинизма в истории нашей страны характеризуется определенной дихотомией. С одной стороны, это время диктатуры коммунистической партии во всех сферах жизни советского общества, политических репрессий и идеологических кампаний. С другой стороны, именно в эти годы были заложены базовые институциональные основы развития исторического образования, исторической науки, принципов взаимоотношения исторического сообщества с государством, которые определили это развитие на десятилетия вперед, в том числе сохранившись во многих чертах и до сегодняшнего времени.
Эксперты пророчат, что следующие 50 лет будут определяться взаимоотношениями людей и технологий. Грядущие изобретения, несомненно, изменят нашу жизнь, вопрос состоит в том, до какой степени? Чего мы ждем от новых технологий и что хотим получить с их помощью? Как они изменят сферу медиа, экономику, здравоохранение, образование и нашу повседневную жизнь в целом? Ричард Уотсон призывает задуматься о современном обществе и представить, какой мир мы хотим создать в будущем. Он доступно и интересно исследует возможное влияние технологий на все сферы нашей жизни.
Что такое, в сущности, лес, откуда у людей с ним такая тесная связь? Для человека это не просто источник сырья или зеленый фитнес-центр – лес может стать местом духовных исканий, служить исцелению и просвещению. Биолог, эколог и журналист Адриане Лохнер рассматривает лес с культурно-исторической и с научной точек зрения. Вы узнаете, как устроена лесная экосистема, познакомитесь с различными типами леса, характеризующимися по составу видов деревьев и по условиям окружающей среды, а также с видами лесопользования и с некоторыми аспектами охраны лесов. «Когда видишь зеленые вершины холмов, которые волнами катятся до горизонта, вдруг охватывает оптимизм.
«Игра престолов» — один из самых популярных и культовых сериалов последних лет. От него невозможно оторваться, но иногда возникают вопросы: «Неужели так может быть на самом деле?» или «Как они это вообще сделали?». Что представляют собой драконы с точки зрения современной физики и биологии? Как сделать меч из валирийской стали? Почему дикий огонь столь страшен в качестве оружия? Об этом захотят узнать не только фанаты сериала, но и простые зрители.