Tóm tắt nhanh về vũ trụ

Hướng dẫn ngắn về vật lý và những bí ẩn trong vũ trụ của chúng ta, dành cho những bạn không có nhiều thời gian.

Có một sự hiểu biết về vật lý là tốt cho nhiều lý do. Nó không chỉ thông báo cho chúng ta về ngôi nhà của chúng ta trong Hệ mặt trời và trong vũ trụ vĩ đại, mà nó còn là nền tảng cho một thứ mà tất cả chúng ta sử dụng: công nghệ. Đó là những gì thúc đẩy cả các cuộc cách mạng công nghiệp và điện, mang lại cho xã hội hiện đại như chúng ta biết. Nó cho phép bạn truy cập internet, xem các chương trình yêu thích của bạn và thực hiện hình ảnh quan trọng khi bạn ở bệnh viện. Trong tương lai, công nghệ sẽ cho phép chúng ta làm được nhiều đến mức hầu hết những gì ngày nay đủ điều kiện là khoa học viễn tưởng - nghĩ rằng các vật thể chuyển động mà không chạm vào chúng, có khả năng tàng hình và chữa lão hóa - sẽ trở thành hiện thực. Các đối tác của chúng ta trong tương lai sẽ xuất hiện thiêng liêng so với những gì chúng ta có thể đạt được ngày hôm nay. Và, vì sự tăng trưởng theo cấp số nhân trong công nghệ, tất cả những điều này có thể xảy ra trong vòng 100 năm.

Ở đây tôi đã cố gắng đặt nền tảng nhanh chóng cho vật lý và những gì nó có thể cho chúng ta biết về vũ trụ của chúng ta.

Tóm tắt lịch sử vật lý

Có bốn lực lượng chính trong vũ trụ. Theo thứ tự từ mạnh nhất đến yếu nhất, chúng là: hạt nhân mạnh, hạt nhân yếu, điện từ và trọng lực.

Trọng lực

Ở tuổi 23, Isaac Newton đã tạo ra phép tính với tốc độ người ta học tính toán trong lớp. Ông cũng đã phát minh ra kính viễn vọng phản xạ mà ông đang sử dụng để theo dõi một sao chổi vào thời điểm đó. Tất nhiên, ông cũng cho chúng ta khái niệm về trọng lực. Đây là bước đầu tiên của chúng tôi để mở khóa những bí mật của vũ trụ rộng lớn và bí ẩn của chúng tôi.

Xin nhắc lại, Định luật của Newton như sau:

  1. Một vật đang chuyển động sẽ ở trong chuyển động hoặc một vật ở trạng thái nghỉ sẽ ở trạng thái nghỉ trừ khi bị tác động bởi một lực bên ngoài.

2. Lực = khối lượng (gia tốc)

3. Đối với mọi hành động đều có phản ứng bình đẳng và ngược lại.

Những định luật khoa học đầu tiên đã tạo ra cuộc cách mạng công nghiệp và do đó, thời đại hiện đại đã mở ra. Tuy nhiên, có một vài người chơi quan trọng khác.

Một thác nước so le trong chuyển động chảy qua một ngọn núi đá rêu phong ở Hà Lan Park bởi www.headsmartmedia.com. Đó là trọng lực cho phép nước này tiếp tục chảy trong màn cửa đẹp.

Điện từ

Cuộc cách mạng điện xảy ra phần lớn là do một người đàn ông thậm chí không bao giờ có một nền giáo dục chính thức. Michael Faraday đã chứng minh tính chất của điện trong các bài giảng công khai của mình. Anh ta sẽ đi vào các lồng thép và điện khí hóa chúng, cho thấy rằng thép tạo ra một rào chắn và miễn là bạn không tự chạm vào rào chắn, bạn sẽ an toàn trước các dòng điện. Định luật của ông là về cách điện áp có thể được tạo ra từ môi trường từ tính. Một dây chuyển động trong từ trường sẽ tạo ra một dòng điện bằng cách đẩy các electron của nó.

Nếu một nam châm chuyển động tạo ra một điện trường, thì điều ngược lại cũng đúng. Một điện trường chuyển động sẽ dẫn đến một từ trường. Họ là một và giống nhau. Một thống nhất buộc phải.

James Maxwell, trong cuộc Nội chiến, đã tính toán vận tốc cho một sóng dao động giữa từ trường và điện trường. Một sóng trong đó từ trường tạo ra điện trường tạo ra từ trường tạo ra điện trường. Vận tốc của sóng này hóa ra là vận tốc chính xác của ánh sáng. Trong thực tế, đây là ánh sáng chính nó!

Phương trình Maxwell

Lực lượng hạt nhân mạnh và yếu

Cả hai lực này đều hoạt động ở cấp độ nguyên tử, nếu vì lý do chính xác đối lập. Các lực mạnh là một trong những lực mạnh nhất trong tất cả vũ trụ và chúng là thứ liên kết các hạt thành phần của hạt nhân - đó là các proton và neutron. Lực yếu liên quan đến sự phân rã phóng xạ của các hạt hạ nguyên tử. Đó cũng là những gì đá bắt đầu phản ứng tổng hợp hạt nhân giữ cho mặt trời cháy. Khi một phần tử phân rã qua lực yếu, nó sẽ biến thành một phần tử hoàn toàn khác. Carbon, với 6 proton và 8 neutron, phân rã thành Nitơ, với 7 proton và 7 neutron. Trong trường hợp này, lực yếu đã tác dụng lên neutron và biến nó thành proton.

Công thức nổi tiếng nhất của Einstein

Cân nặng của bạn không cố định. Bạn di chuyển càng nhanh, bạn càng trở nên nặng nề. Khối lượng là năng lượng. Đây là ý tưởng đằng sau công thức nổi tiếng nhất của Einstein: e = mc², hoặc, năng lượng của chuyển động = khối lượng (tốc độ ánh sáng) ².

Công thức này, cùng với kiến ​​thức của chúng ta về lực hạt nhân yếu, đã giúp chúng ta hiểu những gì diễn ra bên trong mặt trời.

Chúng ta đủ may mắn rằng mặt trời của chúng ta hiện đang ở một thời điểm trong cuộc sống của nó khi nó rất ổn định, liên tục chuyển đổi hydro thành helium. Tuy nhiên, trong một tỷ năm điều này sẽ không còn là trường hợp nữa. Mặt trời vào thời điểm đó sẽ trở nên đủ nóng để làm sôi đại dương của chúng ta và, trong vài tỷ năm sau đó, nó sẽ biến thành một người khổng lồ đỏ khổng lồ đến mức nó sẽ tiêu thụ chúng ta hoàn toàn. Tuy nhiên, có một cơ hội nhỏ, rằng Trái đất sẽ thoát khỏi sức nóng của mặt trời và sẽ tồn tại ngoài giai đoạn sao lùn đỏ của mặt trời. Nhưng nếu nó sống sót, cuối cùng nó sẽ quay quanh quỹ đạo gần vành đai tiểu hành tinh, bây giờ xoay quanh mặt trời sao lùn trắng mới.

Không cần phải nói, cơ hội mà loài của chúng ta tồn tại đủ lâu để thấy cái chết đẹp đẽ của ngôi sao của chúng ta là vô cùng nhỏ.

Lý thuyết dây

Đây là lý thuyết cố gắng kết hôn thuyết tương đối của Einstein với cơ học lượng tử. Đó là, nó cố gắng trở thành một cuộc thám hiểm cho các hạt nhỏ nhất trong vũ trụ của chúng ta cho đến các vật thể lớn hơn, các hành tinh và các ngôi sao. Nó hoạt động bằng cách giả sử rằng các hạt là các chuỗi và làm rung các chuỗi đó theo một cách khác sẽ chuyển đổi chúng thành một hạt khác. Do đó, nó sẽ tập hợp cả bốn lực lượng mà chúng ta vừa nói đến.

Trong khi các phương trình của Einstein bị phá vỡ ở trung tâm của một lỗ đen và vào thời điểm trước Vụ nổ lớn, Lý thuyết dây cho thấy rằng chúng ta không chỉ là một vũ trụ, mà là một vũ trụ là một phần của đa vũ trụ. Và nếu đó là sự thật, trong tương lai chúng ta có thể tạo ra các lỗ sâu đục cho các vũ trụ khác này. Ngay cả việc tạo ra những cỗ máy thời gian cũng khả thi, mặc dù chúng sẽ cần một lượng năng lượng khổng lồ.

Bí ẩn về năng lượng tối và vật chất tối

Mặc dù sách vật lý đang lưu hành ngày nay sẽ cho bạn biết rằng hầu hết vũ trụ được tạo thành từ các nguyên tử, nhưng điều đó không đúng. Hầu hết vũ trụ là bóng tối. Năng lượng tối chiếm 68% vũ trụ, vật chất tối chiếm 27% và được gọi là vật chất bình thường. - bạn và tôi và mọi thứ chúng ta thấy xung quanh chúng ta - chỉ dưới 5%.

Chúng ta biết năng lượng tối và vật chất tối tồn tại bởi vì chúng ta quan sát cách chúng ảnh hưởng đến vũ trụ của chúng ta. Chẳng hạn, vật chất tối không tương tác với bất kỳ lực cơ bản nào khác trong vũ trụ ngoại trừ trọng lực. Nó có lực hấp dẫn gấp sáu lần so với vật chất thông thường và nếu không có nó, các thiên hà sẽ không tồn tại vì lực hấp dẫn của vật chất không đủ để giữ các ngôi sao lại với nhau trong các cụm thiên hà. Chúng ta cũng biết vật chất tối tồn tại, vì ánh sáng sẽ uốn quanh nó.

Ảnh của Alexander Andrew

Năng lượng tối đang khiến vũ trụ giãn nở với tốc độ nhanh hơn nhiều so với những gì chúng ta mong đợi. Trên thực tế, người ta tin rằng lực hấp dẫn cuối cùng sẽ chậm lại và ngăn chặn sự giãn nở của vũ trụ. Những gì chúng ta biết về năng lượng tối chỉ là nó tồn tại ở nơi có không gian trống và nó tiếp tục mạnh hơn khi thời gian trôi qua.

Có một giải thưởng Nobel đang chờ đợi bất cứ ai có thể cho chúng ta biết vật chất tối và năng lượng tối là gì, hoặc thậm chí tại sao chúng ta tồn tại. Không, thực sự. Không ai trong số này được cho là tồn tại. Chúng tôi ở đây chỉ vì có sự mất cân bằng vật chất để phản vật chất theo tỷ lệ tương ứng là một tỷ và một tỷ. Điều gì gây ra sự mất cân bằng này? Không ai biết.

Nếu bạn thích bài viết này, hãy cho tôi biết bằng cách cho tôi một vài tiếng vỗ tay. Cảm ơn vì đã đọc!