Beş beklenmedik ve büyük keşifler, fizik

Ne Zaman seni öğretmek, bilimsel yöntem, alışmak takip etmek düzgün bir yordam için bir fikir almak için bazı doğal fenomen bizim Evren. İle başlayın, bir fikir, bir deney, bir kontrol edin, bir fikir veya опровергните ona bağlı sonuçlar. Ama gerçek hayatta her şey çıkıyor çok zor. Bazen harcamak deney ve sonuçları ile katılmıyorum ne bekliyorsanız. Bazen uygun bir açıklama gerektirir tezahürü hayal ötesinde mantıksal kararlar herhangi bir makul kişi. Bugünün fiziksel Evren oldukça iyi anlaşılabilir, ama hakkında bir hikaye, bu hale nasıl geldiğimizi, sürprizlerle dolu. Önünüzde beş büyük keşifler, işlenen, tamamen beklenmedik bir şekilde.

Zaman çekirdek çöker topu arkadan bir kamyon, tam olarak aynı oranda, hangi o hareket, mermi hızı sıfır çıkıyor. Eğer bi ışık, her zaman ışık hızında hareket ediyor.

ışık Hızı değişmez hızlandırılması ışık kaynağı

Düşünün bir topu atmak mümkün olduğunca. Bağlı olarak, hangi bir spor oynamak, topu dağıtmak 150 km/h, güç kullanarak el. Şimdi bir düşünün, eğer bir tren hareket ediyor, inanılmaz hızlı: 450 km/saat Eğer bıraktığınız topu tren hareket aynı yönde, hızlı bir şekilde topu taşımak? Sadece özetlemek hızı: 600 km/h, cevabı burada. Şimdi düşünün, yerine, topu atmak için, испускаете bir ışık demeti. Ekleyin hızı ışık hızına tren ve cevap almak, bir… tamamen yanlış.

Oldu ana fikri Einstein'ın özel görelilik, ama kendisi bir keşif yaptı değil Einstein, Albert Mikhelson 1880'li yıllarda. Ne olursa olsun, serbest ... sen bir tutam ışık yönünde Zemin veya dik bu yönde. Işık her zaman hareket ile aynı hızda: , boşlukta ışık hızı. Mikhelson çalıştım ve kendi interferometre ölçüm için hareket Toprak aracılığıyla akışı, ve bunun yerine yolunu açan görelilik. Onun Nobel ödülü 1907 yılında oldu en iyi bilinen tarihin sıfır bir sonucu ve önemli bir bilim tarihinin.

99,9% atom kütlesinin yoğunlaştığı inanılmaz yoğun bir çekirdek

20. yüzyılın başlarında bilim adamları inanıyordu atomlar yapılmış vardiya negatif yüklü elektron (çikolatalı pasta), tutuklu pozitif yüklü ortamda (kek), her alanı dolduruyor. Elektronlar kapalı gözyaşı veya kaldırmak, daha açıklanabilir bir olgudur, statik elektrik. Uzun yıllar model kompozit atom pozitif şarj substrat Thompson evrensel olarak kabul edilmiş. Kadar Ernest Rutherford cesaret edemedi onu kontrol etmek için.

Обстреливая высокоэнергетическими yüklü parçacıklar (radyoaktif bozunma) ince plaka altın folyo, Rutherford beklenen tüm parçacıklar aracılığıyla yapılacak. Ve bazı gitti ve bazı sebebiyle. İçin Rutherford bu tamamen inanılmaz: sanki sen bir atış silahı olarak çekirdek peçete, ve bu, al bakalım.

Rutherford bulundu, atom çekirdeği, içerdiği hemen hemen bütün kütlesi atomun içine kadar düzenlenen bir квадриллионную (10^-15) boy sadece bir atom. Bu doğum işaretlenmiş modern fizik ve yolu açtı kuantum devrimi, 20. yüzyılın.

«Eksik enerji» yol açılması için küçük, neredeyse görünmez parçacıklar

Tüm etkileşimleri, biz şimdiye kadar gördüğüm, parçacıklar arasındaki enerji kalmıştır her zaman. Bu dönüştürülebilir bir türden diğerine potansiyel, kinetik, kütle, yüksüz, kimyasal, atom, elektrik, vb — ama asla yok olmaz ve yok olmaz. Yaklaşık yüz yıl önce, bilim adamları şaşkın bir işlem: bazı radyoaktif распадах bozunma ürünleri daha az genel enerji, daha orijinal reaktifler. Niels Bohr bile öne, enerji her zaman korunur… durumlar haricinde hayır. Ama Bor bir hata yaptım ve iş başına geldi Pauli.

Dönüştürme, bir nötron bir proton, bir elektron ve антиэлектронное nötrino, çözüm enerji tasarrufu sırasında beta-çürüme

Pauli iddia etti enerji sağlanmalıdır, ve daha 1930 yılında yeni bir teklif parçacık: nötrino. Bu «nötr bebeğim» olmalıdır etkileşim, elektromanyetik, limanlar, küçük kütle ve kinetik enerji taşır. Her ne kadar birçok yapılandırılmış скептично, deneyler ürünleri ile nükleer reaksiyonlar sonunda ortaya nasıl bir nötrino ve антинейтрино 1950'li ve 1960'lı yıllarda neden oldu fizikçiler gibi Standart bir modeli ve bu modelin zayıf nükleer etkileşim. Bu çarpıcı bir örnek olarak, teorik tahminleri bazen neden etkileyici bir atılım istendiğinde uygun bir deneysel yöntem.

Tüm parçacıklar, kiminle nasıl bir ilişki var, yüksek enerjili, kararsız analogları

Sık Sık söylüyorlar, ilerleme, bilim karşıladı olmayan bir ifade ile «eureka!», ve «çok komik», ve bu kısmen doğrudur. Eğer şarj elektroskop — hangi iki iletken metal levha bağlı diğer iletken iki levha alacak aynı elektrik yükü ve sonuç olarak оттолкнут birbirlerine. Ama koyarsanız bu elektroskop vakum, yaprak gerekir, sistem, ama zamanla разрядятся. Bu nasıl açıklanabilir? İyi ki bize geldi, — uzaydan Dünyaya düşmek, yüksek enerjili parçacıklar, kozmik ışınlar ve ürünler ve onların çarpışma defuses elektroskop.

1912 yılında VictorHess yürütülen deneyler arama bu son derece enerjik parçacıklar bir balon buldum onları büyük bir bolluk içinde olma, baba kozmik ışınlar. İnşa детекторную kamera ile manyetik alan ölçebilirsiniz hem hız ve tutum şarj ağırlığına göre eğrileri hareketleri parçacık. Protonlar, elektronlar ve hatta ilk parçacıkların antimadde keşfedildi kullanarak bu yöntemi, ama en büyük sürpriz geldi 1933 yılında, Paul Кунце ile çalışan, kozmik ışınları keşfetti izi, parç, acıklar, benzer elektron… sadece binlerce kez daha ağır.

Bir Müon ile bir ömür boyu sadece 2,2 mikrosaniye oldu ve daha sonra deneysel olarak teyit ve tespit Carl Anderson ve onun öğrencisi Seth Неддермайером kullanan bulut tabanlı kamera yeryüzünde. Daha sonra anlaşıldı ki, bileşik parçacık (proton ve nötron) ve temel (kuarklar, elektronlar ve nötrinolar) — hepsi var, bir kaç kuşak daha ağır akrabaları ve müon ilk parçacık nesil «2», şimdiye kadar keşfedilen.

Evren bir patlama ile başladı, ama bu keşif tamamen rastgele

1940'larda George Gamow ve arkadaşları sunulan radikal bir fikir: Evren genişler ve soğur, bugün, oldu, sıcak ve yoğun geçen. Ve eğer ayrılmak yeterince geçmiş, Evren için yeterince sıcak, iyonize tüm madde ve onu hala daha — böler atom çekirdeği. Bu fikir haline gelmiştir olarak bilinen Büyük Patlama, ve onunla birlikte ortaya çıkan iki ciddi varsayımlar:

• Evren, hangi ile başladık, oldu, sadece, maddenin basit протонами ve elektron, ama oluşuyordu karışımı akciğer öğeleri синтезировались, yüksek enerjili genç bir Evren.
• Evren sıcak için yeterli oluşmuş nötr atomlar, bu высокоэнергетическое radyasyon yayımlanmıştır oldu hareket düz bir çizgide sonsuza kadar karşı karşıya değil, bir şey ile geçecek kırmızıya kayma ve enerji kaybedersiniz en azından Evrenin genişleme.

Bir varsayım Oluştu, bu «kozmik mikrodalga arka plan» sadece bir kaç derece daha yüksek mutlak sıfır.

1964 yılında Arno Penzias ve Bob Wilson, yanlışlıkla bulundu, gün batımı sonrası kızıllık, Büyük Patlama. Çalışma ile радиоантенной laboratuvar Bella, onlar keşfetti homojen bir gürültü nereye baktı gökyüzüne. Değildi, Güneş, galaksi veya Dünya'nın atmosferi… onlar sadece bunu biliyordu. Bu nedenle, onlar yıkanmış anten temizlemiş güvercin, ama gürültü ve kurtuldum. Sadece zaman ve sonuçlar göstermiştir fizik, tanıdık ayrıntılı öngörüleri, tüm Принстонской grup, o, ile, radyometre belirledi tipi sinyal ve önemini kavramış bulur. İlk kez, bilim adamları Evrenin kökeni hakkında.

Geriye baktığımızda bu bilimsel bilgi, bugün, kendi öngörü gücü, ve yüzyılın buluşları hayatımızı değiştirdi, biz соблазняемся görmek bilim sürdürülebilir kalkınma fikirleri. Ama aslında, bilim tarihi, dağınık, sürprizlerle dolu ve cildi anlaşmazlıklar.