4,728 matches
-
funcții de undă, soluții ale unei ecuații diferențiale, cunoscută sub denumirea de ecuația Schrödinger. Din nefericire, această descriere matematică nu are înțeles intuitiv; este imposibil să-ți faci o imagine clară asupra acestor funcții de undă9. Și mai rău, pe măsură ce fizicienii descopereau complicațiile mecanicii cuantice, lucruri din ce în ce mai ciudate începeau să iasă la iveală. Poate că cel mai bizar dintre toate este produs de un zero din ecuațiile mecanicii cuantice: energia în punctul zero absolut. Această forță ciudată este întrețesută cu ecuațiile
Zero-biografia unei idei periculoase by Charles Seife () [Corola-publishinghouse/Science/1320_a_2892]
-
iasă la iveală. Poate că cel mai bizar dintre toate este produs de un zero din ecuațiile mecanicii cuantice: energia în punctul zero absolut. Această forță ciudată este întrețesută cu ecuațiile matematice ale universului cuantic. La jumătatea anilor 1920, un fizician german, Werner Heisenberg, a observat că respectivele ecuații aveau o consecință șocantă: nedeterminarea. Forța nimicului derivă din principiul de nedeterminare al lui Heisenberg. Conceptul de nedeterminare are legătură cu abilitatea oamenilor de știință de a descrie proprietățile unei particule. De
Zero-biografia unei idei periculoase by Charles Seife () [Corola-publishinghouse/Science/1320_a_2892]
-
absolut nu are limite. Conform ecuațiilor din mecanica cuantică, spațiul din interiorul prăjitorului nostru de pâine conține mai multă energie decât există în toate minele de cărbuni, câmpurile de petrol și armele nucleare. Când o ecuație conține infinitul în interiorul ei, fizicienii presupun de obicei că ceva nu este în regulă; infinitul nu are înțeles fizic. Energia în punctul zero absolut se află în aceeași situație; majoritatea oamenilor de știință o ignoră complet. Pur și simplu, susțin că energia în punctul zero
Zero-biografia unei idei periculoase by Charles Seife () [Corola-publishinghouse/Science/1320_a_2892]
-
o ignoră complet. Pur și simplu, susțin că energia în punctul zero absolut este zero, deși știu că este infinită. Este un neadevăr convenabil și, de obicei, nu este important. Însă uneori are o foarte mare importanță. În 1948, doi fizicieni olandezi, Hendrick B.G. Casimir și Dik Polder, au înțeles pentru prima dată că energia în punctul zero absolut nu poate fi ignorată întotdeauna. Cei doi oameni de știință studiau forțele dintre atomi când și-au dat seama că măsurătorile lor
Zero-biografia unei idei periculoase by Charles Seife () [Corola-publishinghouse/Science/1320_a_2892]
-
este forța vidului, o forță născută din nimic. Acesta este efectul Casimir. Deși forța Casimir - o forță misterioasă, fantomatică, neexercitată de ceva anume - pare de domeniul științifico-fantasticului, ea există. Este o forță minusculă, foarte greu de măsurat; însă în 1995, fizicianul Steven Lamoreaux a măsurat direct efectul Casimir. Așezând două talere suflate cu aur pe un dispozitiv sensibil de măsurare a torsiunii, el a stabilit ce forță era necesară pentru a contracara forța Casimir dintre cele două farfurii. Rezultatul - aproximativ greutatea
Zero-biografia unei idei periculoase by Charles Seife () [Corola-publishinghouse/Science/1320_a_2892]
-
îndepărtează în fugă de el; în aparență, viteza pietrelor depinde de direcția și de viteza observatorului. În același mod, viteza luminii ar trebui să depindă de apropierea sau îndepărtarea noastră, în fugă, față de un bec care strălucește deasupra. În 1887, fizicienii americani Albert Michelson și Edward Morley au încercat să măsoare acest efect. Ei au fost derutați când și-au dat seama că nu există nici o diferență; viteza luminii era aceeași în orice direcție. Cum se putea întâmpla așa ceva? Din nou
Zero-biografia unei idei periculoase by Charles Seife () [Corola-publishinghouse/Science/1320_a_2892]
-
c. Nu contează dacă persoana care ține lanterna stă nemișcată, aleargă spre noi sau se îndepărtează în fugă; raza de lumină călătorește întotdeauna la viteza c din punctul nostru de vedere - și al tuturor celorlalți. Această supoziție sfida tot ceea ce fizicienii presupuseseră despre mișcarea corpurilor. În cazul în care corbul ar fi acționat ca o cuantă de lumină, atunci observatorul din tren și cel aflat la sol, în poziție fixă, ar fi trebuit să cadă de acord în ceea ce privește valoarea vitezei corbului
Zero-biografia unei idei periculoase by Charles Seife () [Corola-publishinghouse/Science/1320_a_2892]
-
și ea începe să se prăbușească sub propria forță gravitațională. O lege a mecanicii cuantice, cunoscută sub numele de principiul excluziunii, al lui Pauli, spune că materia nu se comprimă până la dimensiunile unui punct. Descoperit la jumătatea anilor 1920, de fizicianul german Wolfgang Pauli, principiul excluziunii afirmă, în termeni neștiințifici vorbind, că două lucruri nu pot fi în același loc, în același timp. În special doi electroni aflați în aceeași stare cuantică nu pot fi forțați să stea în același loc.
Zero-biografia unei idei periculoase by Charles Seife () [Corola-publishinghouse/Science/1320_a_2892]
-
Pauli, principiul excluziunii afirmă, în termeni neștiințifici vorbind, că două lucruri nu pot fi în același loc, în același timp. În special doi electroni aflați în aceeași stare cuantică nu pot fi forțați să stea în același loc. În 1933, fizicianul indian Subrahmanyan Chandrasekhar și-a dat seama că principiul lui Pauli avea numai o putere limitată de a lupta împotriva fenomenului de compresiune cauzat de forța gravitațională. Pe măsură ce crește presiunea din stea, principiul excluziunii afirmă că electronii din interior trebuie
Zero-biografia unei idei periculoase by Charles Seife () [Corola-publishinghouse/Science/1320_a_2892]
-
componentele lor, quarcurile, și formarea unei stele compuse doar din astfel de particule. Dar asta este ultima limită de rezistență. După aceea, se dezlănțuie iadul. Dispariția este consecința prăbușirii unei stele extrem de masive. Atracția gravitațională este atât de mare, încât fizicienii nu cunosc nici o forță din univers care să poată stopa fenomenul - nici respingerea electronilor ei, nici presiunea exercitată de un neutron asupra altui neutron sau de un quarc asupra altui quarc - nimic. Steaua care moare devine mai mică, și mai
Zero-biografia unei idei periculoase by Charles Seife () [Corola-publishinghouse/Science/1320_a_2892]
-
țesătura spațiului și timpului. În anumite împrejurări, gaura respectivă poate fi alungită. De exemplu, dacă o gaură neagră se rotește sau este ionizată, matematicienii au calculat că singularitatea nu mai este punctiformă - o gaură insignifiantă în spațiu-timp -, ci inelară. Iar fizicienii au presupus că două astfel de singularități alungite pot forma un tunel: o gaură de vierme (Figura 53). O persoană care traversează o gaură de vierme va ieși în alt punct din spațiu - și poate și din timp. Așa cum, teoretic
Zero-biografia unei idei periculoase by Charles Seife () [Corola-publishinghouse/Science/1320_a_2892]
-
pentru trimiterea, într-o perioadă rezonabilă de timp, a sondelor spațiale către stele mai îndepărtate. Pentru a ajunge chiar și la cea mai apropiată stea, ai nevoie de un jet imens de combustibil care să propulseze racheta - o risipă enormă. Fizicianul Marc Millis conduce proiectul Breakthrough Propulsion, demarat de NASA, și speră să depășească această problemă, creată de fizica lui zero. Din nefericire, zerourile găurilor negre - punctele singulare - par a fi candidați improbabili pe termen scurt. Nu numai că este extrem de
Zero-biografia unei idei periculoase by Charles Seife () [Corola-publishinghouse/Science/1320_a_2892]
-
Nu numai că este extrem de dificil să obții punctul singular neprotejat de care are nevoie gaura de vierme pentru a funcționa, dar se pare că și un punct singular neprotejat ar duce la dezmembrarea oricărui călător spațial. În 1998, doi fizicieni de la Hebrew University, din Ierusalim, au demonstrat că până și găurile negre rotative sau cele ionizate - având câte o frumoasă singularitate în formă de inel - ar putea omorî un astronaut, din cauza inflației maselor. Pe măsură ce cazi spre singularitate, masa găurii negre
Zero-biografia unei idei periculoase by Charles Seife () [Corola-publishinghouse/Science/1320_a_2892]
-
Institute for Advanced Studies, din Austin, Texas, crede că o velă cuantică ar schimba, pur și simplu, proprietățile vidului. (Puthoff este renumit pentru articolul publicat în 1974 în revista Nature, prin care încerca să demonstreze că Uri Geller și alți fizicieni puteau vizualiza obiecte aflate la mare distanță - fără a-și folosi ochii. Dar concluzia lui nu a fost luată în considerare de științele convenționale.) „Vidul se alterează puțin“, spune Puthoff. Dacă este așa, velele cuantice nu reprezintă decât începutul; va
Zero-biografia unei idei periculoase by Charles Seife () [Corola-publishinghouse/Science/1320_a_2892]
-
vreme într-un echilibru atât de precar; ciocnirile dintre razele cosmice probabil că au „bombardat“ deja vidul cu suficientă energie pentru a produce astfel de dezastre, acolo unde a fost posibil. Asta nu i a oprit pe unii oameni - chiar fizicieni fiind - să organizeze demonstrații în fața unor laboratoare care se ocupă de studiul energiilor superioare, cum ar fi Fermilab; ei cred că o coliziune de înalt nivel energetic ar putea provoca un colaps spontan al vidului. Chiar dacă aceste îngrijorări ar fi
Zero-biografia unei idei periculoase by Charles Seife () [Corola-publishinghouse/Science/1320_a_2892]
-
în matematica teoriei cuantice. Big Bangul, evenimentul cel mai enigmatic din istoria universului, este un zero în ambele teorii. Universul a apărut din neant - și ambele teorii sunt neputincioase atunci când încearcă să-i explice originea. Pentru a înțelege Big Bangul, fizicienii trebuie să îmbine teoria cuantică cu cea a relativității. În ultimii ani, ei au început să aibă succes, creând o teorie-monstru care explică natura mecano cuantică a gravitației, permițându-le să analizeze până și mecanismul creației universului nostru. Tot ce
Zero-biografia unei idei periculoase by Charles Seife () [Corola-publishinghouse/Science/1320_a_2892]
-
de când ei au măsurat masa și sarcina electronului. Cum ar putea să nu știe nimic despre ceva ce a fost măsurat? Răspunsul se află ascuns în zero. Electronul pe care oamenii de știință îl văd în laborator - electronul pe care fizicienii, chimiștii și inginerii îl cunosc și îl iubesc de zeci de ani - este un impostor. Nu este electronul autentic. Cel autentic se ascunde într-un văl de particule, formate din fluctuații de punct zero - acele particule care apar și dispar
Zero-biografia unei idei periculoase by Charles Seife () [Corola-publishinghouse/Science/1320_a_2892]
-
ar fi fotonul. Roiul de particule face dificilă măsurarea masei și sarcinii electronului, deoarece particulele interferează cu măsurătoarea, mascând adevăratele proprietăți ale electronului. Electronul „autentic“ este puțin mai greu și are o sarcină electrică mai mare decât electronul observat de fizicieni. Oamenii de știință și-ar putea face o idee mai exactă despre masa și sarcina reală a electronului dacă s-ar putea apropia mai mult de el; dacă ar putea inventa un dispozitiv minuscul, care să pătrundă măcar puțin în interiorul
Zero-biografia unei idei periculoase by Charles Seife () [Corola-publishinghouse/Science/1320_a_2892]
-
un om de știință alege o distanță suficient de mică, toate calculele bazate pe masa și sarcina electronului „autentic“ se potrivesc unele cu altele. Acest proces se numește renormare. „Este exact ceea ce eu aș cataloga drept un proces țicnit“, scria fizicianul Richard Feynman, chiar dacă a câștigat Premiul Nobel pentru perfecționarea artei renormării. Așa cum perforează foaia netedă de cauciuc a relativității generalizate, zero reușește să și netezească, să împrăștie spre exterior ascuțișul sarcinii electrice a electronului, învăluindu-l într-un nor de
Zero-biografia unei idei periculoase by Charles Seife () [Corola-publishinghouse/Science/1320_a_2892]
-
se întâlnesc într-un punct, iar acela este un punct singular zerodimensional. Acest gen de punct singular nu are logică în mecanica cuantică sau în teoria relativității generalizate. Zero reprezintă un factor de stres pentru ambele mari teorii. De aceea, fizicienii s-au descotorosit de el. Nu este foarte clar ce trebuie făcut pentru a scăpa de zero, deoarece el continuă să tot apară prin timp și spațiu. Găurile negre sunt zerodimensionale, la fel ca și particulele, precum electronul. Electronii și
Zero-biografia unei idei periculoase by Charles Seife () [Corola-publishinghouse/Science/1320_a_2892]
-
este foarte clar ce trebuie făcut pentru a scăpa de zero, deoarece el continuă să tot apară prin timp și spațiu. Găurile negre sunt zerodimensionale, la fel ca și particulele, precum electronul. Electronii și găurile negre sunt lucruri reale; efectiv, fizicienii nu-și pot dori să le vadă dispărând. Dar oamenii de știință pot da găurilor negre și electronilor o dimensiune suplimentară. Acesta este motivul apariției teoriei stringurilor care a fost concepută în anii 1970, când fizicienii au început să vadă
Zero-biografia unei idei periculoase by Charles Seife () [Corola-publishinghouse/Science/1320_a_2892]
-
sunt lucruri reale; efectiv, fizicienii nu-și pot dori să le vadă dispărând. Dar oamenii de știință pot da găurilor negre și electronilor o dimensiune suplimentară. Acesta este motivul apariției teoriei stringurilor care a fost concepută în anii 1970, când fizicienii au început să vadă avantajele tratării fiecărei particule ca pe o coardă ce vibrează, nu ca pe un punct. Dacă electronii (și găurile negre) sunt considerați unidimensionali, ca o coardă încolăcită, și nu zerodimensionali, ca un punct, infinitățile din teoria
Zero-biografia unei idei periculoase by Charles Seife () [Corola-publishinghouse/Science/1320_a_2892]
-
controlabile decât punctele; eliminându-l pe zero, teoria lor netezește natura discontinuă, punctiformă a mecanicii cuantice și astupă orificiile create de găurile negre în teoria relativității generalizate. Odată puse la punct aceste aspecte, cele două teorii nu mai sunt incompatibile. Fizicienii au început să creadă că teoria stringurilor va unifica mecanica cuantică și relativitatea; au crezut că ea îi va conduce la teoria gravitației cuantice - teoria a tot ce există, care explică fiecare fenomen din univers. Dar teoria stringurilor ridică unele
Zero-biografia unei idei periculoase by Charles Seife () [Corola-publishinghouse/Science/1320_a_2892]
-
ci, mai degrabă, puterea de predicție a ecuațiilor - iar șase dimensiuni suplimentare nu reprezintă o problemă de nerezolvat din punct de vedere matematic. Identificarea lor, însă, s-ar putea să reprezinte. (Numărul 10 pare mic astăzi. În ultimii câțiva ani, fizicienii au înțeles că multe dintre variantele concurente ale teoriei stringurilor sunt de fapt, într-un sens, identice. Oamenii de știință înțeleg în prezent că aceste teorii sunt guvernate de dualitate, la fel cum a înțeles și Poncelet că, prin dualitate
Zero-biografia unei idei periculoase by Charles Seife () [Corola-publishinghouse/Science/1320_a_2892]
-
funcționa, nu de 10.) Stringurile (sau rivalele lor mai generale, branele - un termen folosit pentru membranele multidimensionale) sunt atât de mici, încât nici un instrument nu le poate detecta - cel puțin, nu înainte ca civilizația noastră să devină mult mai avansată. Fizicienii studiază tărâmul subatomic cu ajutorul acceleratoarelor de particule: folosesc câmpuri magnetice sau alte mijloace pentru a determina minusculele particule să se miște foarte repede; când ele se ciocnesc, în spațiu sunt expulzate niște fragmente. Acceleratoarele de particule reprezintă microscoapele lumii subatomice
Zero-biografia unei idei periculoase by Charles Seife () [Corola-publishinghouse/Science/1320_a_2892]