Ar Erdvė Turi Formą?

{h1}

Ar erdvė turi formą? Neįmanoma žinoti, nors egzistuoja daugybė teorijų. Sužinokite keletą siūlomų atsakymų į klausimą, ar erdvė turi formą?

Prieš šimtmečius žmonės žvelgė į naktinį dangų ir įsivaizdavo, kad Žemę gaubia juodas gaublys. Jie tikėjo, kad žvaigždės yra tiesiog šviesos taškai. Saulė, mėnulis ir kitos planetos suko Žemę įprastu, tobulu piešiniu. Jų galvoje Visata buvo maža, sukoncentruota į Žemę ir suskirstyta į tobulas sferas.

- Mokslininkai, tokie kaip Kopernikas ir „Galileo“, atrado šios filosofijos trūkumų. Praėjo daugiau nei šimtmetis po „Galileo“ atradimų, kad pasaulis pripažintų, jog Žemė nėra visatos centras. Laikui bėgant, mes pradėjome daugiau sužinoti apie visatą. Šiandien mes tiriame kosmosą pasitelkdami pažangiausius teleskopus, palydovus ir zondus.

Dabar mes turime galaktikų vaizdus, ​​esančius milijonus šviesmečių nuo Žemės. Mokslininkai reguliariai tiria tolimas žvaigždes. Jie netgi aptiko Saulės sistemose esančias planetas, esančias toli už mūsų pačių ribų.

O kaip didelis vaizdas? Ką mes žinome apie visatą kaip visumą? Ar ji plečiasi? Ar tai begalinė? Jei jis nėra begalinis, kas yra už kosmoso ribų? O kaip tiksliai atrodo erdvė?

Šie klausimai priskiriami kategorijai kosmologija, visatos tyrimas. Žmonės išbandė daugybę skirtingų metodų tyrinėdami visatą. Kai kurie sutelkė dėmesį į matematiką. Kiti pirmenybę teikė fizikai. Ir nemažai jų laikėsi filosofinio požiūrio.

Kosmologai nėra sutarę, kaip atrodo kosminė erdvė, tačiau teorijų yra daugybė. Dalis iššūkio apibūdinant erdvę yra ta, kad jį labai sunku vizualizuoti. Mes įpratę galvoti apie vietas dviem aspektais. Pvz., Galite nustatyti savo vietą žemėlapyje naudodamiesi ilguma ir platuma. Bet kosmosas turi keturias dimensijas. Ne tik jūs turite pridėti gylį prie ilgio ir pločio matmenų, bet ir turite pridėti laikas. Tiesą sakant, daugelis kosmologų šią dimensijų kolekciją vadina kosmoso laikas.

Kokios yra pagrindinės teorijos, kurios galėtų mums padėti išsiaiškinti erdvės formą? Perskaitykite toliau.

Prieš didįjį sprogimą?

Kas nutiko prieš didįjį sprogimą? Neįmanoma pasakyti. Mokslininkai teoretuoja, kad sutelkę Visatos materiją į išskirtinumą (taškas, kurio tūris lygus nuliui, bet begalinis tankis), moksliniai įstatymai nebegalės būti taikomi. Kadangi fizikos įstatymai yra ginčytini, nėra galimybės žinoti, kas, jei kas nutiko, prieš didelį sprogimą. Mokslas negali atsakyti į klausimą.

Didysis sprogimas, gravitacija ir bendras reliatyvumas

Spiralinė galaktika M100, matoma per Hablo teleskopą.

Spiralinė galaktika M100, matoma per Hablo teleskopą.

Trys teorijos, kurios padeda suprasti visatos formą, yra: Didysis sprogimas, gravitacijos teorija ir Einšteino bendrojo reliatyvumo teorija. Kosmologai atsižvelgia į visas šias teorijas formuodami hipotezes apie erdvės formą. Tačiau ką tiksliai bando paaiškinti šios teorijos?

Didžiojo sprogimo teorija yra bandymas apibūdinti visatos pradžią. Stebėdami ir analizuodami astronomai nustatė, kad visata plečiasi. Jie taip pat aptiko ir tyrė šviesą, kuri atsirado prieš milijardus metų atgal, kai Visata buvo labai jauna. Jie teoretikavo, kad vienu metu visa materija ir energija Visatoje buvo sudėti į neįtikėtinai mažą tašką. Tuomet Visata staiga išsiplėtė. Medžiaga ir energija sprogo į išorę per milijonus šviesos metų kas sekundės dalį. Kaip mes ją žinome, jie tapo visatos statybiniais elementais.

Gravitacijos teorija teigia, kad kiekviena materijos dalelė turi potraukį visoms kitoms materijos dalelėms. Tiksliau, dalelės pritrauks viena kitą jėga, proporcinga jų masei ir atvirkščiai proporcinga atstumo tarp jų kvadratui. Lygtis atrodo taip:

F = GMm / r2.

F yra gravitacinio traukos jėga. M ir m žymi dviejų nagrinėjamų objektų mases. R2 yra atstumas tarp dviejų objektų kvadratu. Taigi, kas yra G? Tai gravitacinė konstanta. Tai parodo nuolatinį proporcingumą tarp dviejų objektų, nesvarbu, kokia jų masė. Gravitacijos konstanta yra 6,672 x 10-11 N m2 kilogramas-2 [šaltinis: fizikos pasaulis]. Tai labai mažas skaičius ir tai paaiškina, kodėl objektai visą laiką nėra tik prilipę vienas prie kito. Reikia, kad didelės masės objektai padarytų daugiau nei nereikšmingą gravitacinį poveikį kitiems objektams.

Jei didžiojo sprogimo teorija yra tiesa, tada, kai prasidėjo Visata, turėjo būti didžiulis energijos pliūpsnis, kad iki šiol materija būtų stumiama taip greitai. Tai turėjo įveikti gravitacinį potraukį tarp visų visatos dalykų. Tai, ką dabar bando nustatyti kosmologai, yra tai, kiek materijos iš tikrųjų yra visatoje. Esant pakankamai materijos, gravitacinė trauka pamažu lėtės ir tada pakeis Visatos plėtimąsi. Galų gale Visata galėtų susitraukti į kitą išskirtinumą. Tai vadinama didelis gurkšnis. Bet jei nėra pakankamai materijos, gravitacinė trauka nebus pakankamai stipri, kad sustabdytų visatos plėtimąsi, ir ji augs neribotą laiką.

O kaip dėl reliatyvumo teorijos? Tai ne tik paaiškina energijos ir materijos santykį, bet ir leidžia daryti išvadą, kad erdvė yra išlenktas. Objektai erdvėje juda elipsės formos orbitomis ne dėl sunkio jėgos, bet dėl ​​to, kad pati erdvė yra išlenkta, todėl tiesi linija iš tikrųjų yra kilpa. Geometrijoje tiesi linija ant išlenkto paviršiaus yra a geodezinis.

Aukščiau aprašytos trys teorijos sudaro įvairių teorijų apie tai, kokia iš tikrųjų yra erdvės forma, pagrindą. Tačiau nėra jokio sutarimo, kuri forma yra tinkamiausia.

Kokios yra teorinės kosmoso formos, ir kodėl mes nežinome, kuri iš jų yra teisinga? Sužinokite kitame skyriuje.

Išskirtinumas

Bendrasis reliatyvumas rodo, kad prieš pat didįjį sprogimą taške, kurio tūris lygus nuliui ir jo tankis buvo begalinis, buvo visa Visatos materija. Šis reiškinys vadinamas a išskirtinumas. Į juodąją skylę patenkančios medžiagos taip pat patenka į išskirtinumą, nes jų tūris sumažėja iki nulio, o tankis padidėja iki begalybės [šaltinis: Hawkingas].

Kosmoso formos

Šioje iliustracijoje galite pamatyti trijų skirtingų kreivių modelių erdvę - nėra kreivumo, teigiamo ir neigiamo kreivio.

Šioje iliustracijoje galite pamatyti trijų skirtingų kreivių modelių erdvę - nėra kreivumo, teigiamo ir neigiamo kreivio.

Trys pagrindiniai visatos modeliai pagrįsti kreivumu: nulinis kreivumas, teigiamas kreivumas ir neigiamas kreivumas.

Nulio kreivumas reikštų, kad Visata yra a butas arba Euklido visata (Euklido geometrija nagrinėja nelenktus paviršius). Įsivaizduokite erdvę kaip dvimatę struktūrą - Euklidijos visata atrodytų lygiai plokštuma. Lygiagrečios linijos galimos tik plokščioje plokštumoje. Plokščioje visatoje yra pakankamai materijos, kad Visata plečiasi neribotą laiką negrįžtant į griūtį, nors laikui bėgant plėtimosi greitis mažėja.

Jei Visatoje yra teigiamas kreivumas, tai a uždara visata. Dvimatis tokios visatos modelis atrodytų kaip sfera. Neįmanoma turėti lygiagrečių geodezijų (tiesių linijų ant išlenkto paviršiaus) - abi linijos tam tikru metu kirsis. Uždaroje visatoje yra pakankamai dalykų, leidžiančių išplėsti plėtrą. Galų gale tokia visata žlugs pati. Uždaroji visata yra baigtinė visata - ji tik išsiplės iki tam tikro dydžio, kol sugrius.

Neigiamas kreivumas yra šiek tiek sudėtingesnis. Dažniausiai apibūdinamas balnas. Neigiamo kreivumo modelyje dvi linijos, lygiagrečios plokščioje plokštumoje, tęsis viena nuo kitos. Kosmologai vadina neigiamus Visatos kreivumo modelius atviros visatos. Šiose visatose nepakanka reikalo, kad pakeistumėte ar sulėtintumėte plėtrą, todėl Visata ir toliau plečiasi neribotą laiką.

Ar tai reiškia, kad erdvė yra lygios plokštumos, rutulio ar balno formos? Nebūtinai. Atminkite, kad erdvės laikas matuojamas keturiomis dimensijomis, o tai sumažina dvimatių pavyzdžių naudingumą. Ir yra daugybė konkuruojančių teorijų, kokia iš tikrųjų yra galutinė Visatos forma.

Viena iš galimų formų yra trigubas torus. Iš pirmo žvilgsnio trigubas torus atrodo paprastas kubas. Bet kiekvienas kubo veidas yra klijuoti į veidą priešingoje pusėje. Įsivaizduokite, kad jūs esate erdvėlaivyje, skraidančiame dideliame kube. Jūs einate link kubo viršaus. Neįveiksi savęs, kai užmegzsi kontaktą. Vietoje to, jūs pasirodytumėte atitinkamoje vietoje, kubo apačioje. Kitaip tariant, jūs perėjote per viršų ir grįšite per apačią. Jei keliautumėte pakankamai toli bet kuria kryptimi, galų gale grįžtumėte ten, kur pradėjote. Tai nėra tokia sąvoka, nes svetima, nes žemėje, jei keliausite tiesia linija, ilgainiui grįšite į savo pradinį tašką. Jūs tiesiog būsite labai pavargę.

Ar erdvė turi formą?: erdvė

Kita forma yra Poincaré dodekatedros sferinė forma. Dodekaedras yra 12-pusis objektas. „Poincaré“ variacijos paviršiai šiek tiek išlenkti į išorę. Įspūdinga yra tai, kad prognozuojamas šios visatos dydis yra mažesnis už plotą, kurį galime iš tikrųjų stebėti. Kitaip tariant, mūsų matomumas peržengia visatos ribas. Jokių problemų, sako kosmologai. Pažvelgę ​​į tolimą galaktiką, kuri atrodo esanti už kosmoso ribų, jūs iš tikrųjų jaučiate aukščiau aprašytą apgaubimo efektą. Aptariama galaktika tikrai būtų už jūsų, bet jūs žiūrite pro vieną dodekaedro veidą tarsi į langą. Jei galėtumėte pamatyti pakankamai toli, žiūrėtumėte į savo galvos nugarą.

Svaigsta galva dar? Yra daugybė kitų teorinių formų, kurių galėtų imtis visata, tačiau dauguma jų neatitinka iki šiol turimų įrodymų. Kas yra tas įrodymas ir kaip mes jį renkame? Sužinokite kitame skyriuje.

Viktorinos kampelis

Manote, kad žinote viską, ką reikia žinoti apie visatą? Pasitikrink savo žinias su skylute Visatos viktorinoje.

Kaip išmatuoti erdvę

Matoma arba baryoniška materija

Matoma arba baryoniška materija

Optiniai teleskopai leidžia mums ištirti matomos šviesos spektro objektus, tačiau yra palyginti silpni įrankiai. Taip yra todėl, kad šviesa iš tolimų galaktikų gali pasiekti dalelių ir kitų kūnų debesis prieš pasiekiant Žemę. Kiti įtaisai gali išmatuoti bangos ilgį, kuris smarkiai nukrypsta nuo matomo spektro. Daugelyje naujausių kosmologijos tyrimų dėmesys sutelktas į: kosminis mikrobangų fonas (CMB). CMB yra radiacija, kurią Visata sukūrė, kai jai buvo tik 380 000 metų [šaltinis: Luminet]. Tyrinėdami šią radiaciją, kosmologai gali padaryti išvadas apie tai, kokia buvo Visata netrukus po jos pradžios.

Naudojant Wilkinsono mikrobangų anizotropijos zondas (WMAP), mokslininkai padarė įdomų atradimą apie CMB. Jie nustatė, kad CMB radiacijos bangos ilgio kitimas sustoja tam tikrame taške. Begalinėje, beribėje visatoje, bangų ilgių dydis nebus ribojamas. Mes tikimės pamatyti visų dydžių variacijas ir dažnius. Tik ribotoje visatoje arba labai specializuotoje begalinėje, kurios mes tikėjomės pamatyti galutinį bangos ilgio dangtelį.

Kalbant apie plėtrą, kosmologai vadina materijos kiekio visatoje ir kiekio, reikalingo sustabdyti plėtrą, santykį tankio parametras. Didesnis nei 1 tankio parametras reikštų uždarą visatą - visatoje yra daugiau masės, kuri būtų reikalinga atvirkščiai plėtrai. Tankio parametras 1 reikštų plokščią visatą, kurioje plėtra lėtėja, bet niekada nesustoja. O tankio parametras nuo 0 iki 1 reikštų atvirą visatą, kuri toliau plečiasi amžinai.

- Bet mes nežinome, kiek visatoje yra materijos. Apimtis, kurią galime aptikti, yra palyginti maža - 5 procentai reikalingų medžiagų, kad būtų galima pakeisti plėtrą. Tačiau atrodo, kad yra materijos, kurios mes visai negalime pamatyti. Kosmologai pastebėjo, kad žvaigždės juda keistai - jos elgiasi taip, tarsi yra daugiau materijos, darančios joms gravitacinę įtaką, nei mes galime aptikti. Kai kurie kosmologai teorizuoja, kad tai reiškia, kad egzistuoja tam tikras dalykas, kurio mes visai negalime pamatyti Juodoji medžiaga.

Ar erdvė turi formą?: turi

Juodoji medžiaga

Bet ar yra pakankamai tamsiosios medžiagos, kad būtų galima sukelti didelę krizę? Tai yra, ar visatoje yra pakankamai matmenų, kad būtų sudaryta pusiausvyra ir santykis būtų padidintas iki 1 ar didesnis? Nors kosmologai mano, kad visatoje yra kur kas daugiau tamsiosios materijos, nei stebimos materijos, jie mano, kad matomosios ir tamsiosios materijos derinys vis dar sudaro tik apie 30 procentų sumos, reikalingos išplėsti plėtrą [Šaltinis: Styginių teorijos svetainė].

Nors mes nežinome, kokia šiuo metu yra galutinė erdvės forma, tyrimai ir toliau teikia mums naujos informacijos kiekvieną dieną. O jei erdvė turi ribas, kas slypi už jų? Mes nežinome ir galbūt nesugebame žinoti.

Norite sužinoti daugiau apie kosmosą ir susijusias temas? Nustatykite nuorodas kitame puslapyje.

Muzika mano ausims

Harmonikoje pluoštinė styga sukuria garsą, kurio bangos ilgis yra dvigubai ilgesnis už stygos ilgį. Negalėjai sukurti garso, kurio bangos ilgis yra ilgesnis. Kosmoso prasme ilgesnių radiacijos bangų ilgio nebuvimas kai kuriuos kosmologus verčia manyti, kad Visata turi ribotą ribą.


Vaizdo Papildas: Žemė – TUŠČIAVIDURĖ!!! 2019 09 09 Qdra (Kūdra) LTAnon Varlinas ir Kazimieras Juraitis.




Tyrimas


Kaip Keturračiai Gali Pakeisti Inžinerijos Ateitį?
Kaip Keturračiai Gali Pakeisti Inžinerijos Ateitį?

Albumas: Ieškote Da Vinčio
Albumas: Ieškote Da Vinčio

Mokslas Naujienos


2 Tipo Diabetas Gali Būti Susijęs Su Erekcijos Disfunkcija
2 Tipo Diabetas Gali Būti Susijęs Su Erekcijos Disfunkcija

Paskutinis Žmogus, Kuris Vaikščiojo Mėnulyje, Suklydo Apie Klimato Pokyčius Žemėje
Paskutinis Žmogus, Kuris Vaikščiojo Mėnulyje, Suklydo Apie Klimato Pokyčius Žemėje

Mokslininkai Pirmą Kartą Kadaise Sukuria Retą Penktą Kosmoso Medžiagos Formą
Mokslininkai Pirmą Kartą Kadaise Sukuria Retą Penktą Kosmoso Medžiagos Formą

Undinėlės Neegzistuoja, Noaa Svetainės Pastabos
Undinėlės Neegzistuoja, Noaa Svetainės Pastabos

Protezuojant Liečiamąsias Galūnes, Ženkite Žingsnį Pirmyn Tiriant Beždžiones
Protezuojant Liečiamąsias Galūnes, Ženkite Žingsnį Pirmyn Tiriant Beždžiones


LT.WordsSideKick.com
Visos Teisės Saugomos!
Dauginti Jokių Medžiagų Leidžiama Tik Prostanovkoy Aktyvią Nuorodą Į Svetainę LT.WordsSideKick.com

© 2005–2020 LT.WordsSideKick.com