Орчин үеийн физикийн шийдэгдээгүй 10 асуудал
Орчин үеийн физикийн шийдэгдээгүй асуудлуудын жагсаалтыг доор харуулав.

Эдгээр асуудлын зарим нь онолын шинж чанартай байдаг. Энэ нь одоо байгаа онолууд нь тодорхой ажиглагдсан үзэгдэл эсвэл туршилтын үр дүнг тайлбарлах боломжгүй гэсэн үг юм.

Бусад асуудлууд нь туршилтын шинж чанартай байдаг бөгөөд энэ нь санал болгож буй онолыг шалгах эсвэл үзэгдлийг илүү нарийвчлан судлах туршилтыг бий болгоход бэрхшээлтэй байдаг.

Эдгээр асуудлуудын зарим нь хоорондоо нягт холбоотой байдаг. Жишээлбэл, нэмэлт хэмжээсүүд эсвэл хэт тэгш хэм нь шатлалын асуудлыг шийдэж чадна. Квантын таталцлын бүрэн онол эдгээр асуултын ихэнхийг хариулж чадна гэж үздэг.

Орчлон ертөнцийн төгсгөл ямар байх вэ?

Шийдэл нь тэгшитгэлийн үл мэдэгдэх гишүүн хэвээр байгаа харанхуй энергиээс ихээхэн хамаардаг.

Хар энерги нь орчлон ертөнцийн хурдацтай тэлэлтийг хариуцдаг боловч түүний гарал үүсэл нь харанхуйд бүрхэгдсэн нууцлаг зүйл юм. Хэрэв харанхуй энерги цаг хугацааны явцад тогтмол байвал бид "их хөлдөлт"-ийг мэдрэх болно: Орчлон ертөнц улам хурдацтай тэлж, галактикууд бие биенээсээ хол зайд хөдөлж, одоогийн хоосон орон зай нь хүүхдийн тоглоом мэт санагдах болно.

Хэрэв харанхуй энерги нэмэгдвэл тэлэлт маш хурдан болж, зөвхөн галактикуудын хоорондын орон зай нэмэгдэхээс гадна оддын хоорондох зай нэмэгдэх болно, өөрөөр хэлбэл галактикууд өөрсдөө хуваагдана; Энэ сонголтыг "том цоорхой" гэж нэрлэдэг.

Өөр нэг хувилбар бол харанхуй энерги багасч, таталцлын хүчийг эсэргүүцэх чадваргүй болж, орчлон ертөнц сүйрнэ ("том хямрал").

Яахав, гол нь үйл явдал яаж ч өрнөсөн бид сүйрдэг. Гэсэн хэдий ч үүнээс өмнө орчлон ертөнц хэрхэн үхэхийг тооцоолоход хангалттай олон тэрбум, бүр их наяд жил байна.

Квантын таталцал

Идэвхтэй судалгаа явуулж байгаа хэдий ч квант таталцлын онолыг хараахан бүтээгээгүй байна. Үүнийг бий болгоход тулгардаг гол бэрхшээл нь квант механик ба харьцангуйн ерөнхий онол (GR) хоёр физик онолуудыг хооронд нь холбохыг оролддог нь өөр өөр зарчимд тулгуурладагт оршино.

Тиймээс квант механик нь физик системүүдийн (жишээлбэл, атом эсвэл энгийн бөөмс) цаг хугацааны хувьслыг гадаад орон зай-цаг хугацааны дэвсгэр дээр дүрсэлсэн онол болгон томъёолдог.

Харьцангуйн ерөнхий онолд гадаад орон-цаг гэж байдаггүй — энэ нь өөрөө онолын динамик хувьсах хэмжигдэхүүн бөгөөд энэ онолын шинж чанараас хамаарна. сонгодогсистемүүд

Квантын таталцалд шилжихдээ наад зах нь системийг квантаар солих шаардлагатай (өөрөөр хэлбэл тэдгээрийг квант болгох). Шинээр гарч ирж буй холболт нь орон зай-цаг хугацааны геометрийг ямар нэгэн хэмжээгээр квантчлахыг шаарддаг бөгөөд ийм квантчлалын физик утга нь туйлын тодорхойгүй бөгөөд үүнийг хэрэгжүүлэх амжилттай, тууштай оролдлого байдаггүй.

Шугаманчлагдсан таталцлын сонгодог онолыг (GTR) хэмжигдэх оролдлого хүртэл олон тооны техникийн бэрхшээлтэй тулгардаг - таталцлын тогтмол нь хэмжээст хэмжигдэхүүн учраас квант таталцлыг дахин хэвийн болгох боломжгүй онол болж хувирдаг.

Таталцлын харилцан үйлчлэлийн сул байдлаас шалтгаалан квант таталцлын чиглэлээр шууд туршилт хийх нь орчин үеийн технологид нэвтрэх боломжгүй байгаа нь нөхцөл байдлыг улам хүндрүүлж байна. Үүнтэй холбогдуулан квант таталцлын зөв томъёололыг эрэлхийлэхдээ бид зөвхөн онолын тооцоонд найдах ёстой.

Хиггс бозон нь огт утгагүй юм. Энэ нь яагаад байдаг вэ?

Хиггсийн бозон нь бусад бүх бөөмс хэрхэн масс олж авдагийг тайлбарладаг ч олон шинэ асуултуудыг бий болгодог. Жишээлбэл, Хиггс бозон яагаад бүх бөөмстэй харилцан адилгүй үйлчилдэг вэ? Тиймээс т-кварк нь түүнтэй электроноос илүү хүчтэй харилцан үйлчилдэг тул эхнийх нь масс хоёр дахь массаас хамаагүй өндөр байдаг.

Нэмж дурдахад Хиггс бозон нь тэг спинтэй анхны энгийн бөөмс юм.

Эрдэмтэн Ричард Руиз хэлэхдээ: "Бидэнд бөөмийн физикийн цоо шинэ салбар бий. Түүний мөн чанар юу болохыг бид мэдэхгүй."

Хокингийн цацраг

Хар нүхнүүд онолын таамаглаж байгаачлан дулааны цацраг үүсгэдэг үү? Энэ цацраг нь Хокингийн анхны тооцооллоор тэдний дотоод бүтцийн талаарх мэдээллийг агуулсан уу, үгүй ​​юу?

Орчлон ертөнц яагаад эсрэг бодисоос тогтдоггүй вэ?

Антиматер нь ижил бодис юм: энэ нь гараг, од, галактикийг үүсгэдэг бодистой яг ижил шинж чанартай байдаг.

Цорын ганц ялгаа нь төлбөр юм. Орчин үеийн үзэл бодлын дагуу шинэ төрсөн орчлонд хоёулаа ижил хэмжээтэй байсан. Их тэсрэлтээс хойш удалгүй матери ба эсрэг бодисууд устсан (бие биенийхээ бусад бөөмсийг бий болгоход хариу үйлдэл үзүүлсэн).

Асуулт бол ямар нэг хэмжээний матери хэвээр үлдсэн нь яаж болсон бэ? Яагаад матери амжилтанд хүрч, антиматерууд олс таталтанд ялагдсан бэ?

Энэхүү тэгш бус байдлыг тайлбарлахын тулд эрдэмтэд CP-ийн зөрчлийн жишээг, өөрөөр хэлбэл бөөмс нь антиматер биш харин матери үүсгэхийг илүүд үздэг процессуудыг хичээнгүйлэн хайж байна.

"Юуны өмнө би нейтрино хэлбэлзэл (нейтрино антинейтрино болж хувирах) нь нейтрино ба антинейтрино хоёрын хооронд ялгаатай эсэхийг ойлгохыг хүсч байна" гэж асуултыг хуваалцсан Колорадогийн их сургуулийн Алисиа Марино хэлэв. 

"Өмнө нь ийм зүйл ажиглагдаж байгаагүй, гэхдээ бид дараагийн үеийн туршилтуудыг тэсэн ядан хүлээж байна."

Бүх зүйлийн онол

"Өмнө нь ийм зүйл ажиглагдаж байгаагүй, гэхдээ бид дараагийн үеийн туршилтуудыг тэсэн ядан хүлээж байна."   Бүх үндсэн физик тогтмолуудын утгыг тайлбарладаг онол байдаг уу? Физикийн хуулиуд яагаад ийм байдгийг тайлбарласан онол бий юу?

- бүх мэдэгдэж буй үндсэн харилцан үйлчлэлийг дүрсэлсэн физик, математикийн нэгдсэн онол.

Эхэндээ энэ нэр томьёо нь янз бүрийн ерөнхий онолуудыг хэлэхийн тулд инээдэмтэй байдлаар хэрэглэгддэг. Цаг хугацаа өнгөрөхөд энэ нэр томъёо нь квант физикийн алдар нэрд бий болж, байгалийн дөрвөн үндсэн хүчийг нэгтгэх онолыг илэрхийлэх болсон.

20-р зууны туршид олон "бүх зүйлийн онол" дэвшүүлсэн боловч нэгийг нь ч туршилтаар туршиж үзээгүй эсвэл зарим нэр дэвшигчдэд туршилтын туршилтыг бий болгоход ихээхэн бэрхшээлтэй тулгарсан.

Шагнал: Бөмбөгний аянга

Энэ үзэгдлийн мөн чанар юу вэ? Бөмбөлөг аянга нь бие даасан объект уу эсвэл гаднаас эрчим хүчээр тэжээгддэг үү? Бөмбөгний аянга бүгд ижил шинж чанартай юу эсвэл өөр өөр төрөл байдаг уу?

Бөмбөлөг аянга нь агаарт хөвж буй галын гэрэлт бөмбөлөг бөгөөд байгалийн өвөрмөц ховор үзэгдэл юм.

Энэ үзэгдлийг тайлбарласан 400 орчим онол байдаг ч тэдгээрийн аль нь ч эрдэм шинжилгээний орчинд үнэмлэхүй хүлээн зөвшөөрөгдөөгүй байна. Лабораторийн нөхцөлд ижил төстэй боловч богино хугацааны үзэгдлийг хэд хэдэн өөр аргаар олж авсан тул бөмбөгний аянгын мөн чанарын тухай асуудал нээлттэй хэвээр байна. 20-р зууны төгсгөлд бөмбөлөг аянгын гэрчүүдийн тайлбарын дагуу байгалийн энэ үзэгдлийг зохиомлоор хуулбарлах туршилтын нэг ч зогсоол бий болоогүй байна.

Бөмбөгний аянга нь цахилгаан гаралтай, байгалийн шинж чанартай, өөрөөр хэлбэл, удаан хугацааны туршид оршин тогтнож, урьдчилан таамаглах аргагүй зам дагуу хөдөлж чаддаг бөмбөг хэлбэртэй, заримдаа аянга цахилгааны онцгой төрөл гэж үздэг. нүдээр харсан гэрчүүдийг гайхшруулж байна.

Уламжлал ёсоор бөмбөгний аянгын тухай олон гэрчийн мэдүүлгийн найдвартай байдал эргэлзээтэй хэвээр байна, үүнд:

• наад зах нь зарим үзэгдлийг ажиглах баримт;
• бусад үзэгдлийг биш харин бөмбөгний аянга ажиглах баримт;
• гэрчийн мэдүүлэгт өгөгдсөн үзэгдлийн талаархи дэлгэрэнгүй мэдээлэл.

Олон нотлох баримтын найдвартай байдлын талаархи эргэлзээ нь уг үзэгдлийг судлахад хүндрэл учруулж, энэ үзэгдэлтэй холбоотой янз бүрийн таамаглал, сенсаци бүхий материалууд гарч ирэх үндэс суурийг бүрдүүлдэг.

Материал дээр үндэслэн: хэдэн арван нийтлэл

Таталцлын долгион илрэх үү?

Зарим ажиглалтын газрууд таталцлын долгион байдгийг нотлох баримтыг хайж байна. Хэрэв ийм долгион олдох юм бол орон зай-цаг хугацааны бүтцийн эдгээр хэлбэлзэл нь өөрөө орчлон ертөнцөд тохиолдох сүйрэл, тухайлбал суперновагийн дэлбэрэлт, хар нүхний мөргөлдөөн, магадгүй одоог хүртэл үл мэдэгдэх үйл явдлуудыг илтгэнэ. Дэлгэрэнгүйг W. Waite Gibbs-ийн "Spacetime Ripple" нийтлэлээс үзнэ үү.

Протоны амьдрах хугацаа хэд вэ?

Стандарт загварт тохирохгүй зарим онолууд (2-р бүлгийг үзнэ үү) протоны задралыг урьдчилан таамаглаж байгаа бөгөөд ийм задралыг илрүүлэхийн тулд хэд хэдэн детектор бүтээгдсэн. Хэдийгээр задрал нь өөрөө хараахан ажиглагдаагүй байгаа ч протоны хагас задралын доод хязгаарыг 10 32 жил (Орчлон ертөнцийн наснаас мэдэгдэхүйц давсан) гэж тооцдог. Илүү мэдрэмтгий мэдрэгчүүд гарч ирснээр протоны задралыг илрүүлэх боломжтой болох эсвэл түүний хагас задралын доод хязгаарыг хойшлуулах шаардлагатай болно.

Өндөр температурт хэт дамжуулагч байж болох уу?

Металлын цахилгаан эсэргүүцэл тэг болж буурах үед хэт дамжуулалт үүсдэг. Ийм нөхцөлд дамжуулагч дээр тогтсон цахилгаан гүйдэл нь алдагдалгүй урсдаг бөгөөд энэ нь зэс утас гэх мэт дамжуулагчаар дамжин өнгөрөхөд ердийн гүйдлийн шинж чанартай байдаг. Хэт дамжуулалтын үзэгдлийг маш бага температурт (үнэмлэхүй тэгээс дөнгөж дээш, - 273 ° C) ажигласан. 1986 онд эрдэмтэд шингэн азотын буцалгах цэгт (-196 ° C) хэт дамжуулагч материалыг хийж чадсан нь аж үйлдвэрийн бүтээгдэхүүн бий болгох боломжийг аль хэдийн олгосон юм. Энэ үзэгдлийн механизм хараахан бүрэн ойлгогдоогүй байгаа ч судлаачид тасалгааны температурт хэт дамжуулалтыг бий болгохыг оролдож байгаа бөгөөд энэ нь цахилгааны алдагдлыг бууруулах болно.

Молекулын найрлага нь түүний гадаад төрхийг хэрхэн тодорхойлдог вэ?

Энгийн молекул дахь атомуудын тойрог замын бүтцийн талаархи мэдлэг нь молекулын харагдах байдлыг тодорхойлоход хялбар болгодог. Гэсэн хэдий ч нарийн төвөгтэй молекулууд, ялангуяа биологийн чухал молекулуудын гадаад төрх байдлын онолын судалгаа хараахан хийгдээгүй байна. Энэ асуудлын нэг тал бол санааны жагсаалт 8-д авч үзсэн уураг нугалах явдал юм.

Хорт хавдрын үед ямар химийн процесс явагддаг вэ?

Хорт хавдар үүсэхэд удамшил, хүрээлэн буй орчин зэрэг биологийн хүчин зүйлүүд ихээхэн үүрэг гүйцэтгэдэг. Хорт хавдрын эсэд тохиолддог химийн урвалыг мэдсэнээр эдгээр урвалыг таслан зогсоох, эсэд хорт хавдрын эсэргүүцлийг бий болгох молекулуудыг бий болгох боломжтой.

Амьд эсэд молекулууд хэрхэн холбогддог вэ?

Мэдэгдэл өгөхийн тулд хүссэн хэлбэрийн молекулуудыг эсүүдэд ашигладаг бөгөөд мессежийг нэмэлт хэлбэрээр "тохируулга" дамжуулдаг. Уургийн молекулууд нь хамгийн чухал тул нугалах арга нь гадаад төрхийг нь тодорхойлдог. Тиймээс уургийн нугалах талаар илүү гүнзгий мэдлэгтэй байх нь харилцааны асуудлыг шийдвэрлэхэд тусална.

Молекулын түвшинд эсийн хөгшрөлтийг хаана тодорхойлдог вэ?

Хөгшрөлтийн өөр нэг биохимийн асуудал нь ДНХ болон олон дахин хуулбарлах явцад таслагдах ДНХ-ийн "засвар"-д оролцдог уурагтай холбоотой байж болох юм (Санаауудын жагсаалт, 9. Генетикийн технологийг үзнэ үү).

Нэг бордсон өндөгнөөс бүхэл бүтэн организм хэрхэн хөгждөг вэ?

Энэ асуултад Чапаас гол асуудал гарсан даруйд хариулж болох юм шиг байна. 4: протеомын бүтэц, зорилго юу вэ? Мэдээжийн хэрэг, организм бүр уургийн бүтэц, зорилгод өөрийн гэсэн онцлог шинж чанартай байдаг, гэхдээ та олон нийтлэг зүйлийг олох боломжтой болно.

Бөөн мөхлийн шалтгаан юу вэ?

Сүүлийн 500 сая жилийн хугацаанд төрөл зүйлийн бүрэн устах тохиолдол таван удаа тохиолдсон. Шинжлэх ухаан үүний шалтгааныг хайсаар байна. 65 сая жилийн өмнө Цэрдийн галав ба гуравдагч галавын зааг дээр болсон сүүлчийн устах нь үлэг гүрвэлүүд устаж үгүй ​​болсонтой холбоотой юм. Дэвид Роп "Мөхөх" номондоо "Энэ нь ген эсвэл аз байсан уу?" гэсэн асуултыг тавьсан байдаг. (Гүнзгийрүүлэн судлах эх сурвалжуудыг үзнэ үү), тухайн үед амьдарч байсан ихэнх организмууд удамшлын хүчин зүйлээс үүдсэн үү эсвэл ямар нэгэн сүйрлээс үүдсэн үү? Аав хүү Луис, Вальтер Альварес нарын дэвшүүлсэн таамаглалаар 65 сая жилийн өмнө асар том солир (10 км-ийн диаметртэй) дэлхийд унасан байна. Түүний хийсэн цохилт нь асар том тоосны үүлсийг босгож, фотосинтезд саад учруулж, олон ургамал, тиймээс асар том боловч эмзэг үлэг гүрвэлүүд хүртэл нэг хүнсний гинжин хэлхээг бүрдүүлдэг амьтдын үхэлд хүргэв. Энэхүү таамаглалын баталгаа нь 1993 онд Мексикийн өмнөд булангаас олдсон солирын том тогоо юм. Өмнөх мөхөл нь ижил төстэй мөргөлдөөний үр дагавар байж болох уу? Судалгаа, хэлэлцүүлэг үргэлжилж байна.

Үлэг гүрвэлүүд халуун цуст эсвэл хүйтэн цуст амьтад байсан уу?

Их Британийн анатомийн профессор Ричард Оуэн 1841 онд "Үлэг гүрвэл" ("аймшигт гүрвэлүүд" гэсэн утгатай) гэсэн нэр томъёог гаргаж ирэхэд ердөө гурван бүрэн бус араг яс олдсон байна. Британийн амьтны зураач, барималч Бенжамин Уотерхаус Хокинс устаж үгүй ​​болсон амьтдын дүр төрхийг дахин бүтээж эхэлжээ. Эхний олдсон сорьцууд нь игуана шиг шүдтэй байсан тул түүний чихмэл амьтад асар том игуанатай төстэй байсан нь зочдын дунд ихээхэн шуугиан тарьсан юм.

Гэхдээ гүрвэлүүд нь хүйтэн цуст хэвлээр явагчид тул эхлээд үлэг гүрвэлүүд ийм байсан гэж шийджээ. Дараа нь хэд хэдэн эрдэмтэд дор хаяж зарим үлэг гүрвэлүүдийг халуун цуст амьтад гэж үзсэн. 2000 он хүртэл Өмнөд Дакота мужид үлэг гүрвэлийн чулуужсан зүрх олдвол ямар ч нотлох баримт байгаагүй. Дөрвөн танхимтай бүтэцтэй энэ зүрх нь гүрвэлийн зүрх нь зөвхөн гурван танхимтай тул үлэг гүрвэлүүд халуун цустай байсан гэсэн таамаглалыг баталж байна. Гэсэн хэдий ч дэлхийн бусад хүмүүсийг энэ таамаглалд итгүүлэхийн тулд илүү их нотлох баримт хэрэгтэй байна.

Хүний ухамсрын үндэс нь юу вэ?

Хүмүүнлэгийн ухааны судалгааны сэдэв болохын хувьд энэ асуудал энэ номын хамрах хүрээнээс хол давсан боловч манай шинжлэх ухааны олон хамт олон үүнийг судалж байна.

Таны таамаглаж байгаагаар хүний ​​ухамсрыг тайлбарлах хэд хэдэн арга байдаг. Редукционизмыг дэмжигчид тархи бол харилцан үйлчлэлцдэг молекулуудын асар том цуглуулга бөгөөд эцэст нь бид тэдгээрийн үйл ажиллагааны дүрмийг тайлах болно гэж маргадаг (Крик, Кох нарын “Ухамсрын асуудал” нийтлэлийг үзнэ үү [Шинжлэх ухааны ертөнцөд. 1992. №. 11–12]).

Өөр нэг арга нь квант механик руу буцдаг. Түүний хэлснээр, бид материйн төлөв байдлын атом ба макроскопийн түвшний хоорондын уялдаа холбоог ойлгох хүртэл тархины шугаман бус, урьдчилан таамаглах боломжгүй байдлыг ойлгох боломжгүй юм (Рожер Пенроузын "Хааны шинэ оюун ухаан: Компьютерийн тухай" номыг үзнэ үү. Сэтгэлгээ ба физикийн хуулиуд [М., 2003], мөн оюун санааны сүүдэр: Ухамсрын шинжлэх ухааны эрэлд [М., 2003]).

Эрт дээр үеэс тогтсон арга барилын дагуу хүний ​​оюун ухаанд шинжлэх ухааны тайлбар хийх боломжгүй ид шидийн бүрэлдэхүүн байдаг тул шинжлэх ухаан хүний ​​ухамсарыг огт ойлгох боломжгүй байдаг.

Стивен Вольфрамын ижил энгийн дүрмүүдийг дахин давтан хэрэглэх замаар эмх цэгцтэй дүрс бүтээх талаар хийсэн сүүлийн үеийн ажлыг (5-р бүлгийг үзнэ үү) харгалзан үзэхэд энэ аргыг хүний ​​ухамсартай холбоотой ашиглаж байгаа нь гайхах зүйл биш юм; Энэ нь танд өөр үзэл бодлыг өгөх болно.

Өргөн тархсан дулаарал, мөстлөгийн үе зэрэг дэлхийн цаг уурын томоохон өөрчлөлтүүдийн шалтгаан юу вэ?

Сүүлийн 35 сая жилийн дэлхийн онцлог шинж чанартай мөстлөгийн үе нь ойролцоогоор 100 мянган жил тутамд тохиолддог. Хойд сэрүүн бүсэд мөсөн голууд урагшилж, ухарч, гол мөрөн, нуур, тэнгис хэлбэрээр дурсгалт газрууд үлдээдэг. 30 сая жилийн өмнө үлэг гүрвэлүүд дэлхий дээр тэнүүчилж байх үед уур амьсгал одоогийнхоос хамаагүй дулаан байсан тул моднууд хойд туйлын ойролцоо хүртэл ургадаг байв. Бүлэгт аль хэдийн дурдсанчлан. 5, дэлхийн гадаргуугийн температур нь ирж буй болон гарч буй энергийн тэнцвэрт байдлаас хамаарна. Энэхүү тэнцвэрт байдалд нарнаас ялгарах энерги, дэлхийн сансар огторгуйн хог хаягдал, ирж буй цацраг, дэлхийн тойрог зам дахь өөрчлөлт, агаар мандлын өөрчлөлт, дэлхийн ялгаруулж буй энергийн хэмжээ (альбедо) зэрэг олон хүчин зүйл нөлөөлдөг.

Ялангуяа сүүлийн үед хүлэмжийн нөлөөллийн талаар маргаантай байгаа тул энэ чиглэлээр судалгаа хийж байна. Олон онолууд байдаг ч юу болж байгааг үнэн зөвөөр ойлгоогүй хэвээр байна.

Галт уулын дэлбэрэлт, газар хөдлөлтийг урьдчилан таамаглах боломжтой юу?

Филиппин дэх Пинатубо уулын саяхан (1991) дэлбэрэлт гэх мэт зарим галт уулын дэлбэрэлтийг урьдчилан таамаглах боломжтой боловч бусад нь орчин үеийн арга хэрэгслээр ашиглах боломжгүй - галт уул судлаачдыг гайхшруулсан хэвээр байна (жишээлбэл, 5-р сард Вашингтоны Гэгээн Хеленс уулын дэлбэрэлт). 18, 1980). Галт уулын дэлбэрэлтийг олон хүчин зүйл үүсгэдэг. Бүх галт уулын хувьд үнэн байх онолын ганц арга байхгүй.

Газар хөдлөлтийг урьдчилан таамаглахад галт уулын дэлбэрэлтээс ч илүү хэцүү байдаг. Зарим алдартай геологичид найдвартай прогноз гаргах боломжтой гэдэгт эргэлздэг (үзнэ үү: Санаачдын жагсаалт, 13. Газар хөдлөлтийн таамаглал).

Дэлхийн цөмд юу тохиолддог вэ?

Дэлхийн хоёр доод бүрхүүл болох гадна ба дотоод цөм нь гүн байрлалтай, өндөр даралттай тул шууд хэмжилт хийх боломжгүй тул бидэнд хүрэх боломжгүй юм. Геологичид газрын гадарга болон нийт нягтрал, найрлага, соронзон шинж чанарын ажиглалт, мөн газар хөдлөлтийн долгион ашиглан хийсэн судалгаан дээр үндэслэн дэлхийн цөмүүдийн талаарх бүх мэдээллийг олж авдаг. Үүнээс гадна төмрийн солирыг судлах нь тэдний үүсэх үйл явц нь дэлхий дээрхтэй төстэй байдаг тул тусалдаг. Газар хөдлөлтийн долгионоос олж авсан сүүлийн үеийн үр дүн нь хойд-өмнөд, зүүн-баруун чиглэлд долгионы янз бүрийн хурдыг илрүүлсэн нь давхаргат цул дотоод цөм байгааг харуулж байна.

Орчлон ертөнцөд бид ганцаараа байна уу?

Хэдийгээр харь гарагийн амьдрал байдаг гэсэн туршилтын нотолгоо байхгүй ч энэ сэдвээр олон онолууд байдаг бөгөөд алс холын соёл иргэншлийн мэдээг илрүүлэх оролдлого байдаг.

Галактикууд хэрхэн хөгждөг вэ?

Бүлэгт аль хэдийн дурдсанчлан. 6, Эдвин Хаббл мэдэгдэж буй бүх галактикуудыг гадаад төрхөөр нь ангилсан. Тэдний одоогийн байдлыг нарийвчлан тодорхойлсон хэдий ч энэ арга нь галактикуудын хувьслыг ойлгох боломжийг бидэнд олгодоггүй. Спираль, эллипс, жигд бус галактикууд үүсэхийг тайлбарлах хэд хэдэн онолыг дэвшүүлсэн. Эдгээр онолууд нь галактикийн өмнөх үеийн хийн үүлний физик дээр суурилдаг. Супер компьютер дээрх симуляци нь ямар нэг зүйлийг ойлгох боломжийг олгосон боловч галактик үүсэх нэгдсэн онолыг хараахан гаргаж чадаагүй байна. Ийм онолыг бий болгох нь нэмэлт судалгаа шаарддаг.

Дэлхийтэй төстэй гаригууд нийтлэг байдаг уу?

Математик загварууд нь Сүүн замд хэдхэн саяаас хэдэн сая хүртэлх дэлхийтэй төстэй гаригууд байдаг гэж таамаглаж байна. Хүчирхэг телескопууд нарны аймгийн гаднах 70 гаруй гаригийг илрүүлсэн ч ихэнх нь Бархасбадь гарагийн хэмжээтэй буюу түүнээс том хэмжээтэй байдаг. Телескопууд сайжрахын хэрээр бусад гаригуудыг олох боломжтой болох бөгөөд энэ нь аль математик загвар нь бодит байдалд хамгийн сайн тохирохыг тодорхойлоход тусална.

Y туяаны тэсрэлтүүдийн эх үүсвэр юу вэ?

Ойролцоогоор өдөрт нэг удаа хамгийн хүчтэй γ-туяа ажиглагддаг бөгөөд эдгээр нь бусад бүх туяанаас илүү хүчтэй байдаг (γ-туяа нь харагдах гэрэлтэй төстэй боловч илүү өндөр давтамж, энергитэй байдаг). Энэ үзэгдэл анх 1960-аад оны сүүлчээр бүртгэгдсэн боловч цөмийн туршилтыг хориглосон заалтыг дагаж мөрдөхөд бүх мэдрэгчийг ашигладаг байсан тул 1970-аад он хүртэл мэдээлээгүй байна.

Эхлээд одон орон судлаачид эдгээр ялгаруулалтын эх үүсвэр нь Сүүн замд байдаг гэж үздэг байв. Цацрагийн өндөр эрчим нь түүний эх үүсвэрийн ойролцоо байгаа талаар таамаг дэвшүүлэхэд хүргэсэн. Гэвч өгөгдөл хуримтлагдах тусам эдгээр ялгаруулгууд нь хаа сайгүй ирж ​​байгаа нь тодорхой болсон бөгөөд Сүүн замын хавтгайд төвлөрсөнгүй.

1997 онд Хаббл сансрын дурангаар илрүүлсэн бамбар нь хэдэн тэрбум гэрлийн жилийн зайд орших бүдэг галактикийн захаас ирснийг харуулжээ. Эх сурвалж нь галактикийн төвөөс хол зайд байрладаг байсан тул хар нүх байх магадлал багатай байв. Эдгээр γ-цацрагийн тэсрэлт нь галактикийн дискэнд агуулагдах энгийн одноос гаралтай гэж үздэг бөгөөд энэ нь нейтрон одод эсвэл бидний мэдэхгүй бусад селестиел биетүүдийн мөргөлдөөнөөс үүдэлтэй байж магадгүй юм.

Плутон яагаад бусад бүх гарагуудаас тийм гайхалтай ялгаатай байдаг вэ?

Дотор дөрвөн гараг болох Буд, Сугар, Дэлхий, Ангараг нар харьцангуй жижиг, чулуурхаг, наранд ойрхон байдаг. Бархасбадь, Санчир, Тэнгэрийн ван, Далай ван гэсэн дөрвөн гадаад гариг ​​нь том, хий хэлбэртэй бөгөөд нарнаас алслагдсан байдаг. Одоо Плутоны тухай. Плутон нь жижиг (дотоод гаригууд шиг) бөгөөд нарнаас алслагдсан (гадаад гаригууд шиг). Энэ утгаараа Плутон ерөнхий цувралаас гарч байна. Энэ нь Плутонтой төстэй олон биетүүдийг агуулдаг (зарим одон орон судлаачид тэднийг Плутин гэж нэрлэдэг) Куйперийн бүс гэж нэрлэгддэг бүсийн ойролцоо нарыг тойрон эргэдэг.

Саяхан хэд хэдэн музей Плутоныг гаригийн статусаас нь хасах шийдвэр гаргасан. Kuiper Belt-ийн олон биетийг зураглах хүртэл Плутоны статусын талаарх маргаан үргэлжлэх болно.

Орчлон ертөнц хэдэн настай вэ?

Орчлон ертөнцийн насыг хэд хэдэн аргаар тооцоолж болно. Нэг арга нь Сүүн зам дахь химийн элементүүдийн насыг тодорхой хагас задралын хугацаатай элементүүдийн цацраг идэвхт задралаас тооцоолж, элементүүдийг тогтмол хурдтайгаар (том оддын суперновагийн дотор) нийлэгжүүлдэг гэсэн таамаглалд үндэслэнэ. Энэ аргыг ашиглан орчлон ертөнцийн насыг 14.5±3 тэрбум жил гэж тогтоосон.

Өөр нэг арга бол оддын бөөгнөрөл, бөөгнөрөлүүдийг устгах талаархи тодорхой таамаглал дээр үндэслэн тэдгээрийн насыг тооцоолох явдал юм. Хамгийн эртний кластеруудын насыг 11.5 ± 1.3 тэрбум жил, Орчлон ертөнцийн хувьд 11-14 тэрбум жил гэж тооцдог.

Орчлон ертөнцийн нас нь түүний тэлэлтийн хурд болон хамгийн алслагдсан объект хүртэлх зайгаар тодорхойлогддог бөгөөд 13-14 тэрбум жил юм. Орчлон ертөнцийн хурдацтай тэлэлт (6-р бүлгийг үзнэ үү) саяхан нээгдсэн нь энэ хэмжигдэхүүнийг илүү тодорхойгүй болгож байна.

Саяхан өөр нэг арга бий болсон. Хаббл сансрын дуран өөрийн хязгаарт ажиллаж байхдаа M4 бөмбөрцөг бөөгнөрөл дэх хамгийн эртний цагаан одойнуудын температурыг хэмжсэн. (Энэ арга нь үнсний температурт гал гарсаны дараа өнгөрсөн хугацааг тооцоолохтой төстэй юм.) Хамгийн эртний цагаан одойнуудын нас 12-13 тэрбум жил болох нь тогтоогджээ. Анхны одод Их тэсрэлтийн дараа 1 тэрбум жилийн өмнө үүссэн гэж үзвэл орчлон ертөнцийн нас 13-14 тэрбум жил бөгөөд тооцоолол нь бусад аргаар олж авсан үзүүлэлтүүдийг шалгах үүрэг гүйцэтгэдэг.

2003 оны 2-р сард Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) төхөөрөмжөөс өгөгдлийг олж авсан бөгөөд энэ нь орчлон ертөнцийн насыг хамгийн зөв тооцоолох боломжтой болсон: 13.7 ± 0.2 тэрбум жил.

Олон ертөнц байдаг уу?

Бүлэгт хэлэлцсэн нэг боломжит шийдлийн дагуу. Орчлон ертөнцийн хурдацтай тэлэлтийн асуудлын 6-р асуудалд бид тусдаа "бран" (олон хэмжээст мембран) амьдардаг олон орчлон ертөнцийг олж авдаг. Бүх таамаглалын хувьд энэ санаа нь бүх төрлийн таамаглалд өргөн хүрээг хамардаг. Олон ертөнцийн талаарх дэлгэрэнгүй мэдээллийг Мартин Рисийн "Бидний сансар огторгуй" номноос олж болно.

Дэлхий дахин астероидтой хэзээ тулгарах вэ?

Сансрын хог хаягдал дэлхийг байнга цохиж байдаг. Тийм ч учраас селестиел биетүүд ямар хэмжээтэй, хэр олон удаа бидний дээр бууж байгааг мэдэх нь маш чухал юм. 1 м диаметртэй биетүүд сард хэд хэдэн удаа дэлхийн агаар мандалд ордог. Тэд ихэвчлэн өндөрт дэлбэрч, жижиг атомын бөмбөг дэлбэрсэнтэй тэнцэх энерги ялгаруулдаг. Ойролцоогоор зуунд нэг удаа 100 м-ийн диаметртэй бие нь том дурсамж үлдээдэг (мэдэгдэхүйц нөлөөлөл). 1908 онд Сибирийн тайга дээгүүр ижил төстэй тэнгэрийн биет дэлбэрсний дараа Подкаменная Тунгуска голын сав газарт [Красноярскийн хязгаар] 2 мянга орчим км 2 талбайд мод унасан байна.

Сая жилд нэг удаа тохиолддог 1 км-ийн диаметртэй огторгуйн биетийн цохилт нь асар их сүйрэл, тэр ч байтугай уур амьсгалын өөрчлөлтийг үүсгэж болзошгүй юм. 65 сая жилийн өмнө Цэрдийн болон Гуравдагч галавын эриний зааг дээр 10 км огторгуйн биеттэй мөргөлдсөний улмаас үлэг гүрвэлүүд устаж үгүй ​​болсон байх магадлалтай. Хэдийгээр ийм хэмжээтэй бие 100 сая жилд нэг л удаа гарч ирдэг ч дэлхий аюулаас зайлсхийхийн тулд аль хэдийн арга хэмжээ авч эхэлжээ. Ойролцоох биетүүд (NEOs) болон Near-Earth астероидын ажиглалт (NEAT) төслүүдийг боловсруулж байгаа бөгөөд үүний дагуу 2010 он гэхэд 1 км-ээс дээш диаметртэй астероидын 90%, нийт тоо хэмжээг хянах боломжтой болно. Энэ нь янз бүрийн тооцоогоор 500 -1000 дотор байдаг. Аризонагийн их сургуулиас хэрэгжүүлдэг өөр нэг хөтөлбөр болох Spacewatch нь дэлхий дээр нөлөөлж болзошгүй хүмүүсийг тэнгэрт хянадаг.

Дэлгэрэнгүй мэдээллийг World Wide Web-д зочилно уу: http://neat.jpl. nasa. gov, http://neo.jpl.nasa.gov болон http://apacewatch.Ipl. аризона. боловсрол/

Их тэсрэлтийн өмнө юу болсон бэ?

Цаг хугацаа, орон зай Их тэсрэлтээс эхэлдэг тул "өмнө" гэсэн ойлголт ямар ч утгагүй болно. Энэ нь хойд туйлын хойд хэсэгт юу байна гэж асуухтай тэнцэх юм. Эсвэл Америкийн зохиолч Гертруда Стейний хэлснээр "Тэгвэл" гэж байхгүй. Гэвч ийм бэрхшээл онолчдыг зогсоодоггүй. Магадгүй "их тэсрэлт"-ээс өмнө цаг хугацаа төсөөлөл байсан байх; юу ч байхгүй байж магадгүй бөгөөд орчлон ертөнц вакуумын хэлбэлзлээс үүссэн; эсвэл өөр "бран"-тай мөргөлдсөн (олон ертөнцийн талаар өмнө нь тавьсан асуултыг үзнэ үү). Анхны галт бөмбөлгийн асар их температур нь орчлон ертөнц тэлэхээс өмнө оршин тогтнож болох атомын болон субатомын формацуудыг бий болгохыг зөвшөөрдөггүй байсан тул ийм онолыг туршилтаар батлахад хэцүү байдаг.

Тэмдэглэл:

Оккамын сахлын машин - бүх зүйлийг хамгийн энгийн тайлбарыг эрэлхийлэх ёстой гэсэн зарчим; Ихэнхдээ энэ зарчмыг дараах байдлаар томъёолдог: "Шаардлагагүй хүн олон зүйлийг шаардах ёсгүй" (pluralitas non est ponenda sine necessitate) эсвэл "Бага гэж тайлбарлаж болох зүйлийг илүүгээр илэрхийлэх ёсгүй" (frustra fit per. plura quod potest fieri per pauciora). Түүхчдийн ихэвчлэн иш татдаг "Аж ахуйн нэгжүүдийг шаардлагагүйгээр үржүүлж болохгүй" (entia non sunt multiplicandasine necessitate) нь Окхамын зохиолуудад байдаггүй (эдгээр нь Сент-Пурсины Дюранд, 1270-1334 он, франц хүн) хэлсэн үг юм. теологич ба Доминиканы лам; 1205-1275 онуудад Францын францискан лам Одо Ригод анх удаа олдсон.

Топологийн хонгил гэж нэрлэгддэг. Эдгээр таамагласан объектуудын бусад нэр нь Эйнштейн-Розен (1909–1995), Подольский (1896–1966) гүүр, Шварцшильдын хүзүү (1873–1916) юм. Хонгилууд нь манай орчлон ертөнц дэх сансар огторгуйн салангид, дур зоргоороо алслагдсан бүс нутгууд болон түүний инфляцийн эхлэлийн өөр өөр үетэй бүс нутгуудыг холбож чаддаг. Одоогоор хонгил барих боломж, түүний нэвчилт, хувьслын талаар хэлэлцүүлэг үргэлжилж байна.

Куйпер Жерард Питер (1905-1973) - Голланд, Америкийн одон орон судлаач. Тэнгэрийн ван гаригийн хиймэл дагуул - Миранда (1948), Далай вангийн хиймэл дагуул - Нерейд (1949), Ангараг гарагийн агаар мандалд нүүрстөрөгчийн давхар исэл, Санчир гаригийн дагуул Титаны уур амьсгалыг илрүүлсэн. Сарны гэрэл зургийн хэд хэдэн нарийвчилсан атласыг эмхэтгэсэн. Олон давхар од, цагаан одойг тодорхойлсон.

Энэхүү туршилтыг санаачлагч, астрофизикч Дэвид Т.Вилкинсоны дурсгалд зориулан нэрлэсэн хиймэл дагуул. Жин 840 кг. Byt-ийг 2001 оны 6-р сард нарны тойрог замд, дэлхий болон нарны таталцлын хүч хоорондоо тэнцүү, бүхэл бүтэн тэнгэрийг нарийн ажиглах нөхцөл бүрдсэн Лагранжийн L2 цэг (Дэлхийнээс 1.5 сая км) хүртэл хөөргөсөн. хамгийн таатай байдаг. Нар, Дэлхий, Сарнаас (дулааны дуу чимээний хамгийн ойрын эх үүсвэр) хүлээн авах төхөөрөмжийг том дугуй дэлгэцээр хамгаалж, гэрэлтүүлэгтэй талдаа нарны хавтан байрладаг. Энэ чиг баримжаа нь нислэгийн туршид хадгалагдана. 1.4 х 1.6 м хэмжээтэй хоёр хүлээн авагч толь нь ар араасаа наасан, чиг баримжаа тэнхлэгээс хол зайд тэнгэрийг хардаг. Станц өөрийн тэнхлэгээ тойрон эргэлдсэний үр дүнд өдөрт тэнгэрийн бөмбөрцгийн 30% нь харагдана. WMAP-ийн нарийвчлал нь 1989 онд НАСА-аас хөөргөсөн COBE (Cosmic Background Explorer) хиймэл дагуулаас 30 дахин их юм. Тэнгэрт хэмжсэн эсийн хэмжээ нь 0.2х0.2 ° бөгөөд энэ нь селестиел газрын зургийн нарийвчлалд шууд нөлөөлсөн. Хүлээн авах төхөөрөмжийн мэдрэмж ч олон дахин нэмэгдсэн. Жишээлбэл, 4 жилийн хугацаанд олж авсан COBE-ийн массив өгөгдлийг шинэ туршилтаар ердөө 10 хоногийн дотор цуглуулдаг.

Хэдэн секундын турш нүд гялбам гялалзсан галт бөмбөлөг зүүн урдаас баруун хойд зүгт тэнгэрт хөдөлж байгааг ажиглав. Зүүн Сибирийн өргөн уудам нутаг дэвсгэр дээр (800 км-ийн радиуст) харагдах галт бөмбөлгийн зам дагуу хэдэн цаг үргэлжилсэн хүчтэй тоосны мөр байв. Гэрлийн үзэгдлийн дараа 1000 гаруй км-ийн зайд дэлбэрэлт сонсогдов. Олон тосгонд газар хөдлөлттэй төстэй хөрс, байшин барилга чичирч, цонхны шил хагарч, тавиур дээрээс гэр ахуйн сав суулга унаж, өлгөөтэй эд зүйлс савлаж, олон хүн, түүнчлэн гэрийн тэжээвэр амьтад унасан байна. хөлийг нь агаарын долгионоор. Эрхүү болон Баруун Европын хэд хэдэн газрын сейсмографууд газар хөдлөлтийн долгионыг бүртгэжээ. Агаарын тэсэлгээний долгионыг Сибирийн олон цаг уурын станцууд, Санкт-Петербург болон Их Британийн хэд хэдэн цаг уурын станцуудад олж авсан барограммд тэмдэглэв. Эдгээр үзэгдлүүдийг сүүлт одны таамаглалаар хамгийн бүрэн тайлбарласан бөгөөд энэ нь сансрын хурдаар хөдөлж буй жижиг сүүлт од дэлхийн агаар мандалд халдсанаас үүдэлтэй юм. Орчин үеийн үзэл баримтлалын дагуу сүүлт од нь хөлдөөсөн ус, никель төмрийн хольц, чулуурхаг бодис бүхий янз бүрийн хийнээс бүрддэг. Г.И.Петров 1975 онд "Тунгус бие" нь дэлхийн гадаргуу дээрх агаарын нягтралаас 10 дахин ихгүй байгааг тогтоожээ. Энэ нь 300 м-ийн радиустай, 0.01 г/см-ээс бага нягттай сул бөөн цас байв. Ойролцоогоор 10 км-ийн өндөрт бие нь агаар мандалд тархсан хий болж хувирсан нь энэ үйл явдлын дараа Баруун Сибирь, Европт ер бусын хөнгөн шөнийг тайлбарлаж байна. Газар дээр унасан цочролын долгион нь ой модыг унагахад хүргэсэн.

Гертруда Стейн (1874–1946) - Америкийн зохиолч, утга зохиолын онолч! Модернист. Албан ёсоор, туршилтын зохиол ("The Making of Americans," 1906–1908, 1925 онд хэвлэгдсэн) уран зохиолын үндсэн урсгалд багтдаг! "ухамсрын урсгал". "Алис Б. Токласын намтар" (1933) намтар ном. Стейн "алдагдсан үе" гэсэн хэллэгийг эзэмшдэг (оросоор: Стейн Г. Алис Б. Токласын намтар. Санкт-Петербург, 2000; Стейн Г. Алис Б. Токласын намтар. Пикассо. Америк дахь лекцүүд. М., 2001).

4-р бүлгээс тэнд байхгүй гэсэн үгсийн сануулга! 1936 онд гарсан роман (1937 онд хэвлэгдсэн) түүний алдарт "Алис Б.Токласын намтар" романы үргэлжлэл болох "Хүн бүрийн намтар".

Артур Виггинс, Чарльз ВИНН

ТАВ

ШИЙДГЭЭГҮЙ

АСУУДАЛ

ШИНЖЛЭХ УХААН

Сидни Харрисын зурсан зургууд

ВиггинсА. , WinnХ.

ШИНЖЛЭХ УХААНЫ ШИЙДГЭЭГҮЙ ХАМГИЙН ТОМ ТОМ ТАВАН АСУУДАЛ

АРТУР В.ВИГГИНС ЧАРЛЬС М.ВИНН

Сидни Харрисын хүүхэлдэйн киноны тайлбартай

John Wiley & Sons, Inc.

Энэ номонд одоо эрдэмтдийн ажиллаж байгаа одон орон, физик, хими, биологи, геологийн хамгийн том асуудлуудын талаар өгүүлдэг. Зохиогчид эдгээр асуудалд хүргэсэн нээлтүүдийг дүгнэж, тэдгээрийг шийдвэрлэх ажлыг танилцуулж, утсан онол, эмх замбараагүй байдлын онол, хүний ​​геном, уургийн нугалах зэрэг шинэ онолуудыг хэлэлцдэг.

Өмнөх үг

Хүмүүс бид "гараг" хэмээх чулуун дээр бөөгнөрч, "од" хэмээх цөмийн реакторыг тойрон эргэлддэг бөгөөд энэ нь "Галактик" хэмээх асар том оддын цуглуулгад багтдаг бөгөөд энэ нь эргээд галактикуудын бөөгнөрөлүүдийн нэг хэсэг юм. Орчлон ертөнцийг бүрдүүлдэг. Бидний амьдрал гэж нэрлэдэг бидний нөхцөл байдал энэ гараг дээрх бусад олон организмд байдаг ч Орчлон ертөнц болон түүнд байгаа бүхнийг ойлгох оюун ухааны хэрэгсэл зөвхөн бидэнд байгаа юм шиг санагддаг. Бид орчлон ертөнцийн мөн чанарыг тодруулах гэсэн хүчин чармайлтаа шинжлэх ухааны үзэл баримтлалын дор багтаадаг. Ийм ойлголт нь амар биш бөгөөд түүнд хүрэх зам урт юм. Гэсэн хэдий ч ахиц дэвшил ажиглагдаж байна.

Энэхүү ном нь өнөөдөр эрдэмтдийн ажиллаж байгаа шинжлэх ухааны шийдэгдээгүй томоохон асуудлуудын талаар уншигчдад өгүүлэх болно. Туршилтын олон тооны өгөгдөл байгаа хэдий ч тэдгээр нь нэг эсвэл өөр таамаглалыг батлахад хангалтгүй юм. Бид эдгээр асуудалд хүргэсэн үйл явдал, нээлтүүдийг авч үзээд шинжлэх ухааны тэргүүн эгнээнд байгаа эрдэмтэд өнөөдөр тэдгээрийг хэрхэн шийдвэрлэхийг оролдож байгааг танд харуулах болно. Америкийн шилдэг шинжлэх ухааны зураач Сидни Харрис өөрийн зурсан зургуудад агуулагдах хошин шогийн тусламжтайгаар бидний хэлэлцүүлгийг сэргээж, зөвхөн холбогдох санааг тодруулаад зогсохгүй цоо шинэ байдлаар онцлон тэмдэглэв.

Мөн бид энд байгалийн шинжлэх ухааны үндсэн салбаруудын шийдэгдээгүй асуудлуудыг хэлэлцэж, тэдгээрийн ач холбогдол, хүндрэл, хамрах хүрээний өргөн, үр дагаврын цар хүрээ зэргээр сонголтоо хийх болно. Тэдгээрийн хамт бид энэ номонд хөндөгдсөн мэдлэгийн салбар тус бүрийн бусад асуудлуудын товч тойм, мөн "Санаа бодлын жагсаалт" -ыг оруулсан бөгөөд уншигчид зарим шийдэгдээгүй асуудлын ар талын нэмэлт мэдээллийг олж авах болно. . Эцэст нь, бид танд сонирхолтой сэдвүүдийн талаар илүү ихийг мэдэхэд туслах мэдээллийн нөөцийг жагсаасан "Гүнзгий эх сурвалж"-ыг орууллаа.

Ахлах редактор Кейт Брэдфордод онцгой талархал илэрхийлье Уайли, Ийм номыг анх санал болгосон хүн бөгөөд манай уран зохиолын төлөөлөгч Луиза Кетц байнга урмын үг хэлсэн.

Нэгдүгээр бүлэг

Шинжлэх ухааны алсын хараа

Эцсийн эцэст, боловсролтой хүн бүх төрлийн [объект] 1-ийн нарийвчлалыг эрэлхийлэх нь түгээмэл байдаг.

сэдвийн шинж чанараас зөвшөөрсөн хэмжээнд.

Математикчийн урт аргументуудад сэтгэл хангалуун байж, уран илтгэгчээс хатуу нотлох баримт шаардах нь мөн адил [утгагүй] юм шиг санагддаг.

Аристотель

Шинжлэх ухаан ≠ технологи Шинжлэх ухаан, технологи хоёр ижил зүйл биш гэж үү?Үгүй,

тэд өөр.

Хэдийгээр орчин үеийн соёлыг тодорхойлсон технологи нь шинжлэх ухааны орчлон ертөнцийн талаарх ойлголтоор хөгждөг ч технологи, шинжлэх ухаан өөр өөр сэдлээр удирддаг.

Шинжлэх ухаан, технологийн үндсэн ялгааг авч үзье. Шинжлэх ухаан нь хүний ​​орчлон ертөнцийг танин мэдэх, ойлгох хүсэл эрмэлзлээс үүдэлтэй бол техникийн шинэчлэл нь хүмүүс өөрсдөдөө хоол хүнс олж авах, бусдад туслах, хувийн ашиг сонирхлын үүднээс хүчирхийлэл үйлдэхийн тулд оршин тогтнох нөхцөлөө өөрчлөх хүсэл эрмэлзлээс үүдэлтэй юм. Хүмүүс ихэвчлэн "цэвэр" болон хэрэглээний шинжлэх ухаанд нэгэн зэрэг хичээллэдэг боловч шинжлэх ухаанд эцсийн үр дүнг харгалзахгүйгээр суурь судалгаа хийх боломжтой байдаг.Их Британийн Ерөнхий сайд Уильям Гладстон нэгэн удаа Майкл Фарадейд цахилгаан, соронзлолыг холбосон нээлтийнхээ талаар "Энэ бүхэн маш сонирхолтой, гэхдээ энэ нь юунд хэрэгтэй вэ?" Фарадей хариуд нь "Эрхэм ээ, би мэдэхгүй, гэхдээ хэзээ нэгэн цагт та үүнээс ашиг хүртэх болно." Хөгжингүй орнуудын өнөөгийн баялгийн бараг тал хувь нь цахилгаан ба соронзон хоёрын холболтоос бүрддэг. Шинжлэх ухааны ололт амжилтыг технологид ашиглахаас өмнө нэмэлт зүйлийг анхаарч үзэх хэрэгтэй: ямар төрлийн төхөөрөмжийг хөгжүүлэх вэ?боломжтой,

Юу

хүлээн зөвшөөрөх боломжтой

Ийм эв нэгдэлтэй танилцуулга нь одоо байгаа холболтыг ойлгоход хичнээн их хувь нэмэр оруулсан ч бодит байдал үргэлж илүү төвөгтэй болж хувирдаг. Ёс зүй нь юуг судлах, ямар судалгааны арга, техник ашиглах, ямар туршилт хийх нь хүний ​​сайн сайхан байдалд заналхийлж байгаа тул хүлээн зөвшөөрөх боломжгүйг тодорхойлоход тусалдаг. Улс төрийн эдийн засаг, улс төрийн шинжлэх ухаан нь асар их үүрэг гүйцэтгэдэг, учир нь шинжлэх ухаан нь зөвхөн үйлдвэрлэлийн хэрэгсэл, хөдөлмөр эсвэл улс төрийн хувьд хүлээн зөвшөөрөгдсөн аливаа соёлыг дэмжих хандлагатай байдаг зүйлийг судалж чаддаг.

Шинжлэх ухаан хэрхэн ажилладаг

Орчлон ертөнцийг судлах шинжлэх ухааны амжилт нь ажиглалт, санаанаас бүрддэг. Энэ төрлийн солилцоог нэрлэдэг шинжлэх ухааны арга(Зураг 1.2).

үед ажиглалтэнэ эсвэл бусад үзэгдлийг мэдрэхүйгээр багаж хэрэгсэлтэй эсвэл багажгүйгээр хүлээн авдаг.

Хэрэв байгалийн шинжлэх ухаанд олон ижил төстэй объектууд (жишээлбэл, нүүрстөрөгчийн атом) ажиглалт хийдэг бол хүний ​​шинжлэх ухаан нь цөөн тооны өөр өөр сэдвүүдийг (жишээлбэл, хүмүүс, бүр ижил ихрүүд) авч үздэг. Өгөгдөл цуглуулсны дараа бидний оюун ухаан үүнийг цэгцлэхийг хичээж, дүрс эсвэл тайлбар үүсгэж эхэлдэг. Энэ бол хүний ​​сэтгэлгээний бүтээл юм. Энэ үе шатыг үе шат гэж нэрлэдэгтаамаглал дэвшүүлж байна.

Хүлээн авсан ажиглалт дээр үндэслэн ерөнхий таамаглалыг бий болгох нь ерөнхий дүгнэлтийг агуулсан индуктив дүгнэлтээр хийгддэг тул дүгнэлтийн хамгийн найдваргүй төрөл гэж тооцогддог.

Тэд хэрхэн зохиомлоор дүгнэлт гаргахыг оролдсон ч гэсэн шинжлэх ухааны аргын хүрээнд энэ төрлийн үйл ажиллагаа хязгаарлагдмал байдаг, учир нь дараагийн үе шатанд таамаглал нь бодит байдалтай зөрчилддөг. Ихэнхдээ таамаглалыг бүхэлд нь эсвэл хэсэгчлэн өдөр тутмын ярианаас өөр хэлээр, математикийн хэлээр илэрхийлдэг. Математикийн ур чадварыг эзэмших нь маш их хүчин чармайлт шаарддаг, эс тэгвээс математикийн мэдлэггүй хүмүүс шинжлэх ухааны таамаглалыг тайлбарлахдаа математикийн ойлголтыг өдөр тутмын хэл рүү хөрвүүлэх шаардлагатай болно. Харамсалтай нь таамаглалын утга учир ихээхэн хохирол учруулж болзошгүй юм.Таамаглалыг бүтээсний дараа таамаглал үнэн бол тохиолдох зарим үйл явдлыг урьдчилан таамаглахад ашиглаж болно. Энэ таамаглал = дедуктив үндэслэлээр таамаглалаас гаргасан. Жишээлбэл, Ньютоны хоёрдугаар хуульд ингэж заасан байдагФ та.Хэрэв Т 5 нэгж хурдатгал, дараа нь F нь 15 нэгжтэй тэнцүү байх ёстой.

Энэ үе шатанд дедуктив аргын үндсэн дээр ажилладаг компьютерууд математикийн тооцооллыг хийж болно. Дараагийн шат явагдаж байнатуршлага,

өмнөх алхамд хийсэн таамаглал батлагдсан эсэхийг мэдэхийн тулд. Зарим туршилтыг хийхэд маш хялбар байдаг ч ихэнхдээ энэ нь маш хэцүү байдаг. Өндөр үнэ цэнэтэй өгөгдөл олж авахын тулд шинжлэх ухааны нарийн төвөгтэй, үнэтэй тоног төхөөрөмж барьсан ч гэсэн асар их хэмжээний өгөгдлийг боловсруулж, ойлгоход шаардагдах мөнгийг олох, дараа нь тэвчээрийг олоход хэцүү байдаг.

Байгалийн шинжлэх ухаан нь судалж буй сэдвийг салгаж чаддагаараа давуу талтай бол хүн ба нийгмийн шинжлэх ухаан нь олон хүмүүсийн үзэл бодол (хязгаарлалт) -аас хамааран олон тооны хувьсагчдыг авч үзэх шаардлагатай болдог.

Туршилтыг дуусгасны дараа тэдгээрийн үр дүнг урьдчилан таамагласантай харьцуулан шалгана. Таамаглал нь ерөнхий бөгөөд туршилтын өгөгдөл нь тусгай шинж чанартай байдаг тул туршилт нь таамаглалтай тохирч байвал үр дүн нь таамаглалыг нотлохгүй, зөвхөн түүнийг баталгаажуулдаг. Гэсэн хэдий ч туршилтын үр дүн таамаглалтай нийцэхгүй бол таамаглалын тодорхой тал худал болж хувирдаг. Шинжлэх ухааны аргын хуурамч байдал (хуурамч байдал) гэж нэрлэгддэг энэ шинж чанар нь таамаглалд тодорхой хатуу шаардлага тавьдаг. Альберт Эйнштейн хэлсэнчлэн “Ямар ч туршилт онолыг баталж чадахгүй; Харин үүнийг няцаахад нэг л туршилт хангалттай” гэж хэлжээ.Тохиромжтой сургалт, тоног төхөөрөмжтэй аливаа ажиглагч туршилт эсвэл таамаглалыг давтаж, харьцуулах боломжтой үр дүнг авах боломжтой байх ёстой. Өөрөөр хэлбэл, шинжлэх ухаан нь байнгын давхар хяналтаар тодорхойлогддог. Тухайлбал, нэрэмжит Үндэсний лабораторийн эрдэмтдийн баг. Калифорнийн Лоуренс Их Сургууль, Беркли 2 хар тугалганы бай руу хүчтэй криптон ионуудыг галлаж, дараа нь үүссэн бодисыг судалснаар шинэ химийн элемент үйлдвэрлэхийг оролдсон. 1999 онд эрдэмтэд атомын дугаар 118-тай элементийн нийлэгжилтийг зарлав.

Шинэ элементийн синтез нь үргэлж чухал үйл явдал юм. Энэ тохиолдолд түүний синтез нь хүнд элементүүдийн тогтвортой байдлын талаархи зонхилох санааг баталж чадна.

Гэсэн хэдий ч Хүнд ионуудыг судлах нийгэмлэг (Дармштадт, ХБНГУ), Кайенн их сургуулийн (Франц) том улсын хүнд ионы хурдасгуур, Рикений физик, химийн хүрээлэнгийн атомын физикийн лабораторийн бусад лабораторийн эрдэмтэд ( Япон) 118-р элементийн нийлэгжилтийг давтаж чадаагүй. Беркли лабораторийн өргөтгөсөн баг туршилтыг давтан хийсэн боловч тэрээр өмнө нь олж авсан үр дүнг дахин гаргаж чадаагүй юм. Беркли анхны туршилтын өгөгдлийг өөрчилсөн кодтой программ ашиглан дахин шалгаж үзээд 118-р элемент байгаа эсэхийг баталгаажуулж чадаагүй. Тэд өргөдлөө буцааж авахаас өөр аргагүй болсон. Шинжлэх ухааны эрэл хайгуул эцэс төгсгөлгүй гэдгийг энэ хэрэг харуулж байна.

Мюоны соронзон моментийн таамаглал нь 1995 онд Япон, Нью-Йоркийн эрдэмтдийн бие даан хийсэн нарийн төвөгтэй, урт хугацааны тооцооллын үр дүн юм. 2001 оны арваннэгдүгээр сард Францын физикчид эдгээр тооцоог давтан хийж, тэгшитгэлийн аль нэг нөхцлөөс алдаатай сөрөг тэмдэг илрүүлж, үр дүнгээ интернетэд нийтэлжээ. Үүний үр дүнд Brookhaven групп өөрсдийн тооцоогоо дахин шалгаж, алдаагаа хүлээн зөвшөөрч, зассан үр дүнг нийтлэв. Үүний үр дүнд таамаглал болон туршилтын өгөгдлийн хоорондох зөрүүг багасгах боломжтой болсон. Стандарт загвар нь шинжлэх ухааны судалгааны явцад бэлтгэж буй туршилтуудыг дахин давах шаардлагатай болно.

Доорх жагсаалт байна орчин үеийн физикийн шийдэгдээгүй асуудлууд. Эдгээр асуудлын зарим нь онолын шинж чанартай байдаг. Энэ нь одоо байгаа онолууд нь тодорхой ажиглагдсан үзэгдэл эсвэл туршилтын үр дүнг тайлбарлах боломжгүй гэсэн үг юм. Бусад асуудлууд нь туршилтын шинж чанартай байдаг бөгөөд энэ нь санал болгож буй онолыг шалгах эсвэл үзэгдлийг илүү нарийвчлан судлах туршилтыг бий болгоход бэрхшээлтэй байдаг. Дараах асуудлууд нь үндсэн онолын асуудлууд эсвэл туршилтын нотолгоо байхгүй онолын санаанууд юм. Эдгээр асуудлуудын зарим нь хоорондоо нягт холбоотой байдаг. Жишээлбэл, нэмэлт хэмжээсүүд эсвэл хэт тэгш хэм нь шатлалын асуудлыг шийдэж чадна. Квантын таталцлын бүрэн онол нь жагсаасан асуултуудын ихэнхийг (тогтвортой байдлын арлын асуудлаас бусад) хариулах чадвартай гэж үздэг.

• 1. Квантын таталцал.Квантын механик ба харьцангуйн ерөнхий онолыг бие даасан нэг онол (магадгүй квант талбайн онол) болгон нэгтгэж чадах уу? Орон зайн цаг үргэлжилсэн үү эсвэл салангид байна уу? Өөртөө нийцсэн онол нь таамагласан гравитоныг ашиглах уу эсвэл энэ нь бүхэлдээ орон зайн цаг хугацааны салангид бүтцийн бүтээгдэхүүн байх уу (хүрээний квант таталцлын адил)? Квантын таталцлын онолоос үүссэн маш жижиг эсвэл маш том масштаб эсвэл бусад онцгой нөхцөл байдлын ерөнхий харьцангуйн онолын таамаглалаас хазайлт байна уу?
• 2. Хар нүх, хар нүхэнд мэдээлэл алга болох, Хокингийн цацраг.Хар нүхнүүд онолын таамаглаж байгаачлан дулааны цацраг үүсгэдэг үү? Энэ цацраг нь таталцлын хэмжигч хоёрдмол байдлын санал болгосноор тэдгээрийн дотоод бүтцийн талаарх мэдээллийг агуулдаг уу, эсвэл Хокингийн анхны тооцооллоор илэрхийлсэн шиг тийм биш үү? Үгүй бол хар нүхнүүд тасралтгүй ууршиж байвал тэдгээрт хадгалагдсан мэдээлэлд юу тохиолдох вэ (квант механик нь мэдээллийг устгах боломжийг олгодоггүй)? Эсвэл хар нүхний үлдэгдэл бага байх үед цацраг идэвхжил зогсох уу? Хэрэв ийм бүтэц байгаа бол тэдний дотоод бүтцийг судлах өөр арга бий юу? Хар нүхний доторх барион цэнэг хадгалагдах хууль үнэн үү? Сансар огторгуйн цензурын зарчмын нотолгоо, түүнчлэн түүнийг хэрэгжүүлэх нөхцөлийг яг таг тодорхойлсон нь тодорхойгүй байна. Хар нүхний соронзон бөмбөрцгийн бүрэн бүтэн онол байдаггүй. Нуралт нь өгөгдсөн масс, өнцгийн импульс, цэнэг бүхий хар нүх үүсэхэд хүргэдэг системийн янз бүрийн төлөвүүдийн тоог тооцоолох нарийн томъёо тодорхойгүй байна. Хар нүхний хувьд "үсгүй теорем" гэсэн ерөнхий тохиолдолд нотлох баримт байхгүй.
• 3. Орон зай-цаг хугацааны хэмжээс.Байгальд бидний мэдэх дөрвөөс гадна орон зай цаг хугацааны нэмэлт хэмжээсүүд байдаг уу? Хэрэв тийм бол тэдний тоо хэд вэ? "3+1" (эсвэл түүнээс дээш) хэмжигдэхүүн нь орчлон ертөнцийн априори шинж чанар мөн үү, эсвэл учир шалтгааны динамик гурвалжингийн онолын санал болгосноор бусад физик үйл явцын үр дүн мөн үү? Бид илүү өндөр орон зайн хэмжээсүүдийг туршилтаар "ажиглаж" чадах уу? Бидний “3+1” хэмжээст орон зай-цаг хугацааны физик нь “2+1” хэмжигдэхүүнтэй хэт гадаргуу дээрх физиктэй дүйцэх голографийн зарчим үнэн үү?
• 4. Орчлон ертөнцийн инфляцийн загвар.Сансар огторгуйн инфляцийн онол үнэн үү, хэрэв тийм бол энэ үе шатны нарийн ширийн зүйл юу вэ? Инфляцийн өсөлтийг хариуцдаг таамагласан инфляцийн талбар юу вэ? Хэрэв нэг цэгт инфляци үүссэн бол энэ цэгээс алслагдсан, огт өөр газар үргэлжлэх квант механик хэлбэлзлийн инфляцийн улмаас өөрийгөө тэтгэх үйл явцын эхлэл мөн үү?
• 5. Олон талт.Бусад орчлон ертөнцийн оршин тогтноход үндсэндээ ажиглагдахгүй физик шалтгаан бий юу? Жишээ нь: квант механик "ээлжит түүх" эсвэл "олон ертөнц" байдаг уу? Сансар огторгуйн хөөрөгдлөөс шалтгаалж маш хол зайд орших өндөр энерги дэх физик хүчний илэрхий тэгш хэмийг эвдэх өөр аргуудын үр дүнд бий болсон физик хуультай "бусад" орчлон ертөнц бий юу? Бусад орчлон ертөнцүүд бидний орчлонд нөлөөлж, жишээлбэл, сансрын бичил долгионы арын цацрагийн температурын тархалтын гажиг үүсгэж болох уу? Дэлхийн сансар судлалын тулгамдсан асуудлыг шийдвэрлэхийн тулд антропийн зарчмыг ашиглах нь зөв үү?
• 6. Сансар огторгуйн цензурын зарчим ба цаг хугацааны хамгаалалтын таамаглал."Нүцгэн өвөрмөц байдал" гэж нэрлэгддэг үйл явдлын давхрагын ард нуугдаагүй онцгой шинж чанарууд нь бодит анхны нөхцлөөс үүдэн гарч болох уу, эсвэл Рожер Пенроузын "сансар огторгуйн цензурын таамаглал"-ын зарим хувилбар нь үүнийг боломжгүй гэж баталж чадах уу? Саяхан сансар огторгуйн цензурын таамаглал нийцэхгүй байгааг нотлох баримтууд гарч ирсэн бөгөөд энэ нь Керр-Ньюманы тэгшитгэлийн экстремаль шийдлүүдээс илүүтэйгээр нүцгэн өвөрмөц байдал үүсэх ёстой гэсэн үг боловч үүний баттай нотолгоо хараахан гараагүй байна. Үүний нэгэн адил харьцангуйн ерөнхий онолыг квант механиктай нэгтгэдэг квант таталцлын онолоор хасагдсан харьцангуй ерөнхий онолын тэгшитгэлийн зарим шийдэлд (цаг хугацааны ухрах боломжийг илэрхийлдэг) үүссэн хаалттай цаг хугацааны муруйнууд байх болно. "Хронологийн хамгаалалтын таамаг" Хокинг?
• 7. Цагийн тэнхлэг.Цаг хугацааны хувьд урагшлах, хойшлох замаар бие биенээсээ ялгаатай үзэгдлүүд цаг хугацааны мөн чанарын талаар юу хэлж чадах вэ? Цаг хугацаа огторгуйгаас юугаараа ялгаатай вэ? Яагаад CP-ийн зөрчил нь зөвхөн зарим сул харилцан үйлчлэлд ажиглагдаж, өөр хаана ч байхгүй вэ? CP-ийн инвариантын зөрчил нь термодинамикийн хоёр дахь хуулийн үр дагавар уу, эсвэл цаг хугацааны тусдаа тэнхлэг үү? Шалтгаантай холбоотой зарчимд үл хамаарах зүйл бий юу? Өнгөрсөн цорын ганц боломжтой зүйл мөн үү? Одоогийн цаг үе нь өнгөрсөн болон ирээдүйгээс бие махбодийн хувьд ялгаатай байна уу, эсвэл зүгээр л ухамсрын шинж чанаруудын үр дагавар уу? Хүмүүс одоо байгаа цаг мөчийг хэрхэн зөвшилцөж сурсан бэ? (Энтропи (цаг хугацааны тэнхлэг) доороос үзнэ үү).
• 8. Орон нутаг.Квантын физикт орон нутгийн бус үзэгдэл байдаг уу? Хэрэв тэдгээр нь байгаа бол мэдээлэл дамжуулахад хязгаарлалт байдаг уу, эсвэл: эрчим хүч, бодис нь орон нутгийн бус замаар хөдөлж чадах уу? Ямар нөхцөлд орон нутгийн бус үзэгдлүүд ажиглагддаг вэ? Орон нутгийн бус үзэгдлүүд байгаа эсвэл байхгүй байгаа нь орон зай-цаг хугацааны үндсэн бүтцэд юу нөлөөлдөг вэ? Энэ нь квант орооцолдолтой ямар холбоотой вэ? Үүнийг квант физикийн үндсэн мөн чанарыг зөв тайлбарлах үүднээс хэрхэн тайлбарлах вэ?
• 9. Орчлон ертөнцийн ирээдүй.Орчлон ертөнц том хөлдөлт, том хагарал, том хямрал эсвэл том үсрэлт рүү чиглэж байна уу? Манай орчлон ертөнц эцэс төгсгөлгүй давтагдах мөчлөгийн нэг хэсэг мөн үү?
• 10. Шатлалын асуудал.Таталцал яагаад ийм сул хүч вэ? Энэ нь зөвхөн Планкийн масштабаар том болдог, 10 19 ГэВ-ийн энергитэй бөөмсийн хувьд энэ нь цахилгаан сул хуваариас хамаагүй өндөр байдаг (бага энергийн физикт давамгайлах энерги нь 100 ГэВ). Эдгээр жин яагаад бие биенээсээ тийм их ялгаатай байдаг вэ? Хиггс бозоны масс гэх мэт цахилгаан сул хуваарьтай хэмжигдэхүүнүүд Планкийн хуваарийн дарааллаар хуваарь дээр квант залруулга авахад юу саад болдог вэ? Хэт тэгш хэм, нэмэлт хэмжээс, эсвэл зүгээр л антропийн нарийн тохируулга нь энэ асуудлыг шийдэх шийдэл мөн үү?
• 11. Соронзон монополь."Соронзон цэнэг"-ийн тээвэрлэгч хэсгүүд нь илүү өндөр энергитэй өнгөрсөн эрин үед байсан уу? Хэрэв тийм бол өнөөдөр бэлэн байгаа юу? (Пол Дирак тодорхой төрлийн соронзон монополууд байгаа нь цэнэгийн квантчлалыг тайлбарлаж болохыг харуулсан.)
• 12. Протоны задрал ба агуу нэгдэл.Бид квант талбайн онолын гурван өөр квант механик үндсэн харилцан үйлчлэлийг хэрхэн нэгтгэх вэ? Протон болох хамгийн хөнгөн барион яагаад туйлын тогтвортой байдаг вэ? Хэрэв протон тогтворгүй бол түүний хагас задралын хугацаа хэд вэ?
• 13. Супер тэгш хэм.Орон зайн хэт тэгш хэм нь байгальд биелдэг үү? Хэрэв тийм бол хэт тэгш хэмийг эвдэх механизм юу вэ? Супер тэгш хэм нь цахилгаан сул хуваарийг тогтворжуулж, өндөр квант залруулга хийхээс сэргийлдэг үү? Харанхуй бодис нь хэт тэгш хэмтэй гэрлийн хэсгүүдээс тогтдог уу?
• 14. Материйн үеийнхэн.Гураваас дээш үеийн кварк, лептон байдаг уу? Үеийн тоо нь орон зайн хэмжээстэй холбоотой юу? Ер нь яагаад үеийнхэн байдаг юм бэ? Нэгдүгээр зарчимд (Юкавагийн харилцан үйлчлэлийн онол) тулгуурлан зарим кварк, лептонд масс байгаа эсэхийг тайлбарлах онол бий юу?
• 15. Үндсэн тэгш хэм ба нейтрино.Нейтриногийн мөн чанар юу вэ, тэдгээрийн масс гэж юу вэ, тэд орчлон ертөнцийн хувьслыг хэрхэн бүрдүүлсэн бэ? Яагаад орчлон ертөнцөд эсрэг бодисоос илүү матери нээгдэж байна вэ? Орчлон ертөнц үүсэх үед ямар үл үзэгдэгч хүчнүүд байсан боловч орчлон ертөнц хөгжихийн хэрээр харагдахгүй болсон бэ?
• 16. Квант талбайн онол.Харьцангуй орон нутгийн квант талбайн онолын зарчмууд нь энгийн бус тархалтын матрицтай нийцэж байна уу?
• 17. Массгүй хэсгүүд.Спингүй массгүй бөөмс яагаад байгальд байдаггүй вэ?
• 18. Квант хромодинамик.Хүчтэй харилцан үйлчлэлцдэг бодисын фазын төлөвүүд юу вэ, тэдгээр нь сансар огторгуйд ямар үүрэг гүйцэтгэдэг вэ? Нуклонуудын дотоод бүтэц ямар байдаг вэ? QCD хүчтэй харилцан үйлчилдэг бодисын ямар шинж чанарыг урьдчилан таамаглаж байна вэ? Кварк ба глюонууд пи-мезон, нуклон руу шилжихэд юу хяналт тавьдаг вэ? Нуклон, цөм дэх глюон ба глюоны харилцан үйлчлэл ямар үүрэгтэй вэ? QCD-ийн гол шинж чанаруудыг юу тодорхойлдог вэ, тэдгээрийн таталцлын мөн чанар, орон зайн цаг хугацааны хамаарал нь юу вэ?
• 19. Атомын цөм ба цөмийн астрофизик.Протон ба нейтроныг тогтвортой цөм, ховор изотоп болгон холбодог цөмийн хүчний мөн чанар юу вэ? Энгийн тоосонцор нэгдэн нийлмэл цөм болж хувирдаг шалтгаан юу вэ? Нейтрон од ба нягт цөмийн материалын мөн чанар юу вэ? Орон зай дахь элементүүдийн гарал үүсэл юу вэ? Оддыг хөдөлгөж, дэлбэрэхэд хүргэдэг цөмийн урвалууд юу вэ?
• 20. Тогтвортой байдлын арал.Оршиж болох хамгийн хүнд тогтвортой эсвэл метаставтай цөм юу вэ?
• 21. Квантын механик ба захидал харилцааны зарчим (заримдаа квант эмх замбараагүй байдал гэж нэрлэдэг).Квант механикийн илүүд үздэг тайлбарууд байдаг уу? Төлөв байдлын квантын суперпозиция, долгионы функцийн уналт эсвэл квант декогерент зэрэг элементүүдийг багтаасан бодит байдлын квант тайлбар нь бидний харж буй бодит байдалд хэрхэн хүргэдэг вэ? Хэмжилтийн асуудлыг ашиглан ижил зүйлийг томъёолж болно: долгионы функцийг тодорхой төлөвт буулгахад хүргэдэг "хэмжилт" гэж юу вэ?
• 22. Физик мэдээлэл.Хар нүхнүүд эсвэл долгионы функцын уналт зэрэг өмнөх төлөв байдлын талаарх мэдээллийг бүрмөсөн устгадаг физик үзэгдлүүд байдаг уу?
• 23. Бүх зүйлийн онол ("Гранд нэгдсэн онолууд").Бүх үндсэн физик тогтмолуудын утгыг тайлбарладаг онол байдаг уу? Стандарт загварын царигийн инвариант яагаад ийм байгаа, ажиглагдаж болох орон зай яагаад 3+1 хэмжээстэй байдаг, физикийн хуулиуд яагаад ийм байдгийг тайлбарласан онол бий юу? "Үндсэн физик тогтмолууд" цаг хугацааны явцад өөрчлөгддөг үү? Бөөмийн физикийн стандарт загварт ямар нэг бөөмс нь одоогийн туршилтын эрч хүчээр бие биентэйгээ нягт холбогдсон өөр хэсгүүдээс бүрддэг үү? Ажиглагдаагүй үндсэн бөөмс байдаг уу, хэрэв тийм бол тэдгээр нь юу вэ, тэдгээрийн шинж чанарууд юу вэ? Физикийн бусад шийдэгдээгүй асуудлуудыг тайлбарлах онолын санал болгож буй ажиглагдахгүй суурь хүч байдаг уу?
• 24. Хэмжүүрийн өөрчлөгдөөгүй байдал.Масс спектрийн цоорхойтой Абелийн бус хэмжүүрийн онол үнэхээр байдаг уу?
• 25. CP тэгш хэм. CP-ийн тэгш хэм яагаад хадгалагдаагүй вэ? Ихэнх ажиглагдсан процессуудад яагаад хадгалагддаг вэ?
• 26. Хагас дамжуулагчийн физик.Хагас дамжуулагчийн квант онол нь хагас дамжуулагчийн нэг тогтмолыг нарийн тооцоолж чадахгүй.
• 27. Квантын физик.Олон электрон атомын Шредингерийн тэгшитгэлийн нарийн шийдэл тодорхойгүй байна.
• 28. Нэг саад дээр хоёр цацрагийг тараах асуудлыг шийдэхэд тархалтын хөндлөн огтлол нь хязгааргүй том болж хувирдаг.
• 29. Фейнманиум: Атомын дугаар нь 137-оос их химийн элементэд юу тохиолдох вэ, үүний үр дүнд 1s 1 электрон гэрлийн хурдаас давсан хурдтай хөдөлж (атомын Бор загварын дагуу) ? Фейнманиум нь физикийн хувьд оршин тогтнох чадвартай сүүлчийн химийн элемент мөн үү? Асуудал 137-р элементийн эргэн тойронд гарч ирж магадгүй бөгөөд цөмийн цэнэгийн тархалтын тэлэлт эцсийн цэгтээ хүрдэг. Элементүүдийн өргөтгөсөн үелэх систем ба харьцангуйн эффект гэсэн өгүүллийг үзнэ үү.
• 30. Статистикийн физик.Аливаа физик процессын тоон тооцоог хийх боломжтой эргэлт буцалтгүй үйл явцын системчилсэн онол байдаггүй.
• 31. Квант электродинамик.Цахилгаан соронзон орны тэг цэгийн хэлбэлзлээс үүдэлтэй таталцлын нөлөө бий юу? Өндөр давтамжийн муж дахь квант электродинамикийг тооцоолохдоо үр дүнгийн хязгаарлагдмал байдал, харьцангуй инвариант байдал, нэгдэлтэй тэнцүү бүх боломжит магадлалын нийлбэрийг хэрхэн нэгэн зэрэг хангах нь тодорхойгүй байна.
• 32. Биофизик.Уургийн макромолекул ба тэдгээрийн цогцолборын конформацийн сулралын кинетикийн тоон онол байдаггүй. Биологийн бүтцэд электрон дамжуулах бүрэн онол байдаггүй.
• 33. Хэт дамжуулалт.Бодисын бүтэц, найрлагыг мэдэхийн тулд температур буурах үед хэт дамжуулагч төлөвт шилжих эсэхийг онолын хувьд таамаглах боломжгүй юм.

• Орчуулга

Манай энгийн бөөмс ба харилцан үйлчлэлийн стандарт загвар саяхан хүссэн хэмжээгээрээ бүрэн дүүрэн болсон. Аливаа энгийн бөөмс бүрийг боломжит бүх хэлбэрээр нь лабораторид бүтээж, хэмжиж, тэдгээрийн шинж чанарыг тодорхойлсон. Хамгийн удаан эдэлгээтэй нь дээд кварк, антикварк, тау нейтрино ба антинейтрино, эцэст нь Хиггс бозонууд бидний чадварын золиос болсон.

Сүүлийнх нь - Хиггс бозон нь мөн физикийн хуучин асуудлыг шийдсэн: эцэст нь бид энгийн бөөмсүүд массаа хаанаас авдаг болохыг харуулж чадна!

Энэ бүхэн гайхалтай, гэхдээ та энэ оньсого тааж дуусахад шинжлэх ухаан дуусдаггүй. Үүний эсрэгээр, энэ нь чухал асуултуудыг төрүүлдэг бөгөөд тэдгээрийн нэг нь "дараа нь яах вэ?" Стандарт загварын тухайд бид бүгдийг хараахан мэдэхгүй гэж хэлж болно. Ихэнх физикчдийн хувьд нэг асуулт онцгой чухал байдаг - үүнийг тайлбарлахын тулд эхлээд Стандарт загварын дараах шинж чанарыг авч үзье.

Нэг талаас сул, цахилгаан соронзон, хүчтэй хүчнүүд нь тэдгээрийн энерги, харилцан үйлчлэлийн зайнаас хамааран маш чухал байж болно. Гэхдээ таталцлын хувьд энэ нь тийм биш юм.

Бид ямар ч масстай, ямар ч харилцан үйлчлэлд өртдөг аль ч хоёр энгийн бөөмсийг авч, таталцал нь Орчлон ертөнцийн бусад хүчнээс 40 дахин сул болохыг олж мэднэ. Энэ нь таталцлын хүч үлдсэн гурван хүчнээс 10 40 дахин сул байна гэсэн үг юм. Жишээлбэл, тэдгээр нь суурь биш ч гэсэн хоёр протоныг аваад нэг метрээр салгавал тэдгээрийн хоорондох цахилгаан соронзон түлхэлт нь таталцлын таталцлаас 10 40 дахин хүчтэй байх болно. Эсвэл өөрөөр хэлбэл таталцлын хүчийг 10,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000 дахин нэмэгдүүлэх шаардлагатай бөгөөд өөр ямар ч хүчинтэй тэнцэх хэрэгтэй.

Энэ тохиолдолд та протоны массыг 10 20 дахин нэмэгдүүлэх боломжгүй бөгөөд ингэснээр таталцал нь цахилгаан соронзон хүчийг даван туулах болно.

Үүний оронд протонууд цахилгаан соронзон түлхэлтээ давах үед дээр дурдсантай адил урвал аяндаа явагдахын тулд та 10 56 протоныг нэгтгэх хэрэгтэй. Тэд нийлж, таталцлын хүчинд автсанаар л цахилгаан соронзонг даван туулж чадна. 10 56 протон нь одны хамгийн бага массыг бүрдүүлдэг.

Энэ бол Орчлон ертөнц хэрхэн ажилладагийг тайлбарласан боловч яагаад ийм байдлаар ажилладагийг бид мэдэхгүй. Таталцал яагаад бусад харилцан үйлчлэлээс хамаагүй сул байдаг вэ? Яагаад "таталцлын цэнэг" (өөрөөр хэлбэл масс) нь цахилгаан эсвэл өнгөнөөс хамаагүй сул, эсвэл бүр сул байдаг вэ?

Энэ бол шатлалын асуудал бөгөөд олон шалтгааны улмаас физикийн хамгийн том шийдэгдээгүй асуудал юм. Бид хариултыг мэдэхгүй ч бид бүрэн мэдлэггүй гэж хэлж чадахгүй. Онолын хувьд бидэнд шийдлийг олох сайн санаанууд, тэдгээрийн зөв байдлын нотолгоог олох хэрэгсэл бий.

Одоогийн байдлаар Том Адрон Коллайдер буюу хамгийн өндөр энергитэй мөргөлдөөн лабораторид урьд өмнө байгаагүй эрчим хүчний түвшинд хүрч, олон тооны мэдээлэл цуглуулж, мөргөлдөх цэгүүдэд юу болсныг сэргээжээ. Үүнд шинэ, өнөөг хүртэл үл үзэгдэх бөөмс (Хиггс бозон гэх мэт) бий болох, Стандарт загварын хуучин, сайн мэдэх бөөмс (кварк, лептон, хэмжигч бозон) гарч ирэх зэрэг орно. Энэ нь хэрэв байгаа бол Стандарт загварт ороогүй бусад бөөмсийг үүсгэх чадвартай.

Шатлалын асуудлыг шийдэх дөрвөн боломжит арга, өөрөөр хэлбэл дөрвөн сайн санаа байна. Сайн мэдээ гэвэл байгаль эдгээрийн аль нэгийг нь сонгосон бол LHC үүнийг олох болно! (Үгүй бол хайлт үргэлжлэх болно).

Хэдэн жилийн өмнө олдсон Хиггс бозоноос өөр шинэ суурь бөөмс LHC-д олдоогүй байна. (Түүгээр ч барахгүй бөөмийн шинэ сонирхолтой нэр дэвшигчид огт ажиглагдаагүй). Гэсэн хэдий ч олсон бөөмс нь Стандарт загварын тайлбартай бүрэн нийцэж байв; шинэ физикийн талаар статистикийн ач холбогдол бүхий зөвлөмжүүд ажиглагдаагүй. Хиггсийн бозонуудыг нэгтгэхгүй, олон Хиггсийн бөөмс, стандарт бус задрал, үүнтэй адил зүйл биш.

Харин одоо бид өөр зүйл олохын тулд өмнөхөөсөө хоёр дахин их буюу 13-14 TeV хүртэлх өндөр энергиэс өгөгдөл авч эхэлсэн. Энэ утгаараа шатлалын асуудлыг шийдэх боломжит, үндэслэлтэй шийдлүүд юу вэ?

1) Supersymmetry буюу SUSY. Супер тэгш хэм гэдэг нь таталцлын хүчийг бусад нөлөөлөлтэй харьцуулахуйц хангалттай том бөөмсийн хэвийн массыг өндөр нарийвчлалтайгаар бие биенээ арилгахад хүргэдэг тусгай тэгш хэм юм. Энэхүү тэгш хэм нь стандарт загварт байгаа бөөм бүр супер бөөмийн хамтрагчтай бөгөөд Хиггсийн таван бөөмс, тэдгээрийн таван супер түнштэй болохыг харуулж байна. Хэрэв ийм тэгш хэм байгаа бол энэ нь эвдэрсэн байх ёстой, эс тэгвээс супер түншүүд нь энгийн бөөмстэй ижил масстай байх бөгөөд аль хэдийн олдсон байх байсан.

Хэрэв SUSY нь шатлалын асуудлыг шийдвэрлэхэд тохиромжтой хэмжээнд байгаа бол 14 TeV энергитэй LHC нь дор хаяж нэг супер түнш, мөн хоёр дахь Хиггс бөөмийг олох ёстой. Эс тэгвэл маш хүнд супер түншүүд байгаа нь сайн шийдэлгүй өөр шатлалын асуудалд хүргэх болно. (Сонирхолтой нь, бүх энергид SUSY бөөмс байхгүй байх нь хэлхээний онолыг үгүйсгэх болно, учир нь супер тэгш хэм нь энгийн бөөмсийн стандарт загварыг агуулсан утаснуудын онолд зайлшгүй шаардлагатай нөхцөл юм).

Одоогоор ямар ч нотлох баримтгүй байгаа шатлалын асуудлыг шийдэх анхны боломжит хувилбар энд байна.

Пьезоэлектрик талстуудаар дүүргэсэн (гажигтай үед цахилгаан үүсгэдэг) жижиг супер хөргөлттэй хаалтуудыг тэдгээрийн хоорондох зайтай үүсгэх боломжтой. Энэхүү технологи нь "том" хэмжилтэд 5-10 микроны хязгаар тогтоох боломжийг олгодог. Өөрөөр хэлбэл, таталцлын хүч нь харьцангуйн ерөнхий онолын таамаглалын дагуу миллиметрээс хамаагүй бага масштабаар ажилладаг. Тиймээс хэрэв том хэмжээний нэмэлт хэмжээсүүд байгаа бол тэдгээр нь LHC-д хүрэх боломжгүй эрчим хүчний түвшинд байдаг бөгөөд хамгийн чухал нь шатлалын асуудлыг шийдэж чадахгүй.

Мэдээжийн хэрэг, шатлалын асуудлын хувьд орчин үеийн коллайдерууд дээр олдохгүй тэс өөр шийдэл байж болно, эсвэл шийдэл огт байхгүй; Энэ нь ямар ч тайлбаргүйгээр байгалийн өмч байж болно. Гэхдээ шинжлэх ухаан оролдлогогүйгээр урагшлахгүй бөгөөд эдгээр санаанууд, эрэл хайгуулууд үүнийг хийхийг оролдож байна: орчлон ертөнцийн талаарх бидний мэдлэгийг урагшлуул. Мөн урьдын адил, LHC-ийн хоёр дахь гүйлт эхлэхэд би аль хэдийн нээгдсэн Хиггс бозоноос гадна тэнд юу гарч болохыг харахыг тэсэн ядан хүлээж байна!

Шошго:

• хүндийн хүч
• үндсэн харилцан үйлчлэл
• танк