Az anyag és energia hamis dichotómia
Gyakran előfordul, hogy cikkeket olvas az univerzum, vagy a részecskefizika, megtalálja a kifejezés az „anyag és az energia”, mintha - a két ellentét, két vagy partner, illetve két oldala ugyanannak az éremnek, vagy két osztályt alkotó a többit. Felugrik sok összefüggésben. Néha lehet látni, hogy költőien írják az ősrobbanás szerint az a pillanat az egész „anyag és az energia” az univerzumban. Lehet olvasni, hogy „anyag és az antianyag megsemmisíteni a tiszta energia.” És persze ne feledjük, a két nagy titkait csillagászat - „sötét anyag” és a „sötét energia”.
• az anyag és energia nem tartoznak ugyanabba az osztályba a fogalmak, és nem képezik a bemutató személynek a gőzt.
• Matter - kétértelmű kifejezés. Mert az ő, több különböző meghatározásokat, használható mind a tudományos irodalomban és a népszerű tudomány. Minden egyes meghatározás felöleli bizonyos részhalmaza részecskék. Vagyis a kérdés - ez mindig valamilyen anyag, de mi ez - ez függ a kontextusban.
• Energia - egyértelmű távú (legalább a fizika). De az energia - ez nem számít. Ez az, ami a tartalmából.
• A „sötét energia” zavaró, hiszen nem csak az energiát. Ez nem egy anyag. A hatóanyag lehet részben felelős a jelenlétét, de a részletek nem ismertek.
• A fotonok nem hívja „energia” vagy „tiszta energia”. Minden részecskék - a perturbáció a mezők, és az energia. Fotonok semmi különös állni. Fotonok - az anyag és az energia - nem.
• Minden anyagi univerzum áll a mezők (a legegyszerűbb alkatrészek univerzum) és részecskéket. Ebből a szempontból az az időtartam, 1973 után.
Mi a baj (és energia)?
Kezdeni, hogy meghatározza azokat a feltételeket.
„Anyag” - rettenetesen Egyértelműsítő. Számára nincs általános meghatározás, amely nem függ a kontextustól. A különböző helyeken használt legalább három meghatározást. Anyák hívhatják:
1. Az atomok alapvető építőkövei, amit érzékelünk, az „anyag” - egy asztal, a levegő, kő, bőr, narancslé - és ezek a részecskék teszik ki magukat atomok, beleértve az elektronok és a protonok és a neutronok alkotják a mag atom.
2. Elementary „anyagi részecske” jellege: elektronok, müonok, tau, háromféle neutrínók, hatféle kvark - Minden típusú részecskék nem képesek tolerálni a kölcsönhatás (azaz mellett a foton, gluonok gravitonok, W és Z). Érdekes, hogy a Higgs-részecske nem akar beilleszkedni a kényelmes szétválasztását anyagi részecskék és a részecske kölcsönhatások, mert ez a besorolás kezdetben egy kicsit mesterséges.
3. osztályba tartozó részecskék, amely megtalálható az univerzumban, és amely lassabban mozog átlagos fény.
„Energia”, szerencsére (abban az értelemben, amelyben használják fizika) - meglehetősen jól meghatározott fogalom, amely mindenki egyetért fizika. Sajnos, ez a szó sok jelentése van itt angol [és orosz] nyelv, amely nagyon könnyen összezavarodnak, kitalálni azt jelenti, fizika. Röviden ismertetett különböző formáit a fizikai energia a cikkben a tömeg és az energia. Eddig elég annyit mondani, hogy az energia - ez nem egy tárgy. Atom - a tárgy, az energia - nem. Az energia rendelkeznek objektumok és csoportok tárgyak - egy ingatlan objektumok leíró viselkedésüket és egymáshoz való viszonyát. Mit kell tudnunk, hogy a részecskék mozognak magukat az űrben, hogy két fajta energia: tömeges energia (E = mc 2 független mozgás egy részecske) és a mozgási energia (ez az energia egyenlő a nullával részecske nyugalmi és nagyobb lesz, mint azt gyorsabban mozog).
A megsemmisülés, a részecskék és antirészecskéi - nem az átalakulás anyag energiává
Tekintsünk egy reprezentációja hogyan „anyag és antianyag megsemmisítette a tiszta energia.” Egyszerűen szólva, ez nem igaz, több okból is.
Valamivel magasabb, adtam három különböző meghatározásokat az anyag. Beszél a megsemmisülés, a részecskék és antirészecskéi, a hangszóró is jelentheti az egyik vagy a másik közülük. Azt akarom, hogy megvitassák a megsemmisülés az elektron és antielectron (vagy pozitron), vagy a megsemmisülés a müon és antimuon. A részleteket a folyamat leírása a cikket a megsemmisülését részecskék és antirészecskéi.
Mit jelent a „tiszta energia”? Leggyakrabban le, mint fotonok, és általában - keretében egy elektron és egy pozitron (vagy egyéb szilárd részecskék és antirészecskéje). De erre nagyon rossz. Energia - ez az, amit a fotonok, ahelyett, amit ők. Én nőttek és súly - de ez nem jelenti azt, hogy - ez a magasság és súly.
A „tiszta energia” - keveréke költészet, rövid leírását és a törmeléket. Mivel a fotonok nincs tömege, nincs tömeges energia, így az energia - a „tiszta mozgási energiája.” De ez nem ugyanaz, mint mondta: „A foton - a»tiszta energia«”, a szigorú fizika, hogy a képviselet az dilettáns. A fotonok - egy részecske, ugyanaz, mint az elektronok. És ezek és mások - a tovagyűrűző adott területeken, és mindkettő az energia. Mi megsemmisült elektronok és pozitron energiájának is - ugyanazt az energiát fotonok fogja, hogy azok megsemmisülnek, mert energia megmarad (az energia teljes mennyisége nem változik a megsemmisülés).
Ezen túlmenően, az átalakulási folyamat és a müon antimuon két foton előfordul pontosan ugyanaz történik szinte azonos valószínűséggel, mint az átalakítási folyamat és muon antimuon elektron és pozitronannihiláció azaz anyag és antianyag egy másik típusú anyag és antianyag. Nem számít, milyen szavakat, hogy kifejezze, lehetetlen azt mondani, hogy anyag és antianyag megsemmisíteni mindig valami amit lehetne még megközelítőleg az úgynevezett „energia”; vannak más lehetőségek is.
részecske antirészecske 1 + 1 + 2 → részecske antirészecske 2
Ezt a terminológiát, egyértelmű, hogy miért egy müon és megsemmisíteni antimuon két foton vagy elektron és a pozitron vagy neutrínók és antineutrinos azonos módon. Ez mind egy osztályba folyamatokat. Nem kell, hogy hozzon létre egy nem létező osztályozási zavaró sokoldalú folyamat megsemmisülés egy részecske / antirészecskéje.
Általában az anyag és energia - ez nem minden
Miért az emberek néha beszélnek „az anyag és energia”, mintha körülötte minden - akár anyag vagy energia? Nem tudom, hogy milyen környezetben a kifejezés találta. Nyelv tükrözi a történelem, és gyakran lassan reagálnak az új információkra. A probléma részben az, hogy van egy hatalmas változás a fizikai fogalmak kapcsolatos a világ 1900-1980 és az a tény, hogy mi az. Most ez a folyamat szinte teljesen leállt. A karrierem során, ő már rendkívül stabil.
A tudomány jelenlegi állása a fizikai világ alakult, köszönhetően a széles körű kísérletek és felfedezések, hogy történt a 1950-es, 60-as és 70-es. De a korábbi gondolkodásmód és érvelés a részecskefizika nem kihalt, amíg a 1980-as és '90 -es években, amikor még fiatal voltam, és volt egy tudós. És nem csoda, - az emberek, akik nőtt fel a régi ötletek, vesz egy csomó időt, hogy újjáépítsék az új, és néhány soha nem átépítették. Egy új elképzelés időre van szükség ahhoz, hogy tegye, és foglalkozik a kisebb hibákat.
Ma beszélt a világon az összefüggésben a modern szempontból, először is meg kell beszélni a „mezők és részecskék”. Field - az alapvető összetevője a világ szerint a jelenlegi uralkodó paradigma. Fields tűnik számunkra, hogy több alapvető, mint a részecske, mint egy elemi részecske nem történhet meg anélkül, egy olyan területen, és a mező nélkül részecskék - megtörténhet. De kiderül, hogy az egyes ismert mezők részecskék ismert számunkra.
Mi a közös a „mezők és részecskék” a „anyag és az energia”? Nem csak, hogy. Néhány mezők és a részecskék, akkor nevezhetnénk az „ügy”, de közülük néhány - az ügyet, és mi - nem, attól függ, hogy a definíció az anyag alkalmazható. De minden területen és részecskék lehetnek energia ugyanakkor ezek nem energia.
A részecskék az anyag és egy részecske kölcsönhatások
Van egy teljesen más osztály, hogy van értelme: nevezem én az anyag részecskéi, akkor fermionok, amit én a kölcsönhatás a részecskék - bozonok. De ez változhat, miután az új felfedezések.
Tény, hogy minden jön le, hogy az a tény, hogy az összes szemcse jellegű - ez csak a részecskék, amelyek közül néhány antirészecskéi egymástól, és nincs egyedi módon, hogy ossza szét őket osztályokba. Azt használja a „ügy” és a „interakció”, mert nem hangzik olyan elvont, mint „fermionok” és „bozonok” - de lehet, hogy sajnálom ezt, mert tudjuk felismerni a részecskék, amelyek megsértik ezt a felosztást.
Anyag és energia az Univerzum
Egy másik hely, ahol találkozunk ezekkel a szavakkal - ez történelem és tulajdonságait a kozmosz egészének. Azt olvassuk a dolgot, sugárzás, sötét anyag és a sötét energia. Ezeknek a használata szavai kozmológusoknak eltér a várttól - és valójában két vagy három különböző jelentésű, a környezettől függően.
Anyag és antianyag: beszél róluk az emberek utalva az első meghatározása a három. Ezek általában beszélünk a prevalenciája dolgot, antianyag az univerzumban - a részecskék teszik ki közönséges anyag (elektronok, protonok és neutronok) sokkal nagyobb, mint a antirészecskéi.
Anyag és a sugárzás: olyan osztály magában foglalja a harmadik meghatározás a listából. A világegyetemben van a hőmérséklet. Eleinte nagyon meleg volt, majd fokozatosan lehűtjük, és most ez a szint 2,7 fokkal magasabb az abszolút nulla. Ha van egy gáz (vagy plazma) a részecske egy adott T hőmérsékleten, és energiát méri ezeket a részecskéket, úgy találja, hogy az átlagos mozgási energia egy részecske k T, ahol k - a híres Boltzmann állandó. Ebben az értelemben a kérdés - minden olyan részecskét, amelynek tömege energia mc 2 nagyobb, mint az átlagos energia kT mozgás. Ilyen részecskesebesség lesz sokkal kisebb, mint a fény sebessége. Sugárzás - minden olyan részecske tömege amelynek energiája kisebb, mint a KT, és ezért sebességgel mozog, közel a fény.
Mi a sötétség? Vizsgálata alapján a mozgás a csillagok és más technikák, azt mondhatjuk, hogy a legtöbb tömeges galaxisok van valami, hogy nem világít, és a bizonyíték arra, hogy az nem felel meg az ismert részecskék, amelyek viselkednek a szokásos módon, töltött sok erők. Megmagyarázni ezt a hatást, azt javasolta, sok elmélet, amelyek közül sok már megcáfolták (általában azáltal, hogy a megjelenését és viselkedését galaxisok). A fennmaradó elméletek közül az egyik vezető azt állítja, hogy a sötét anyag ismeretlen típusú nehéz részecskékből áll. De semmit sem tudunk róluk. A kísérletek új információt adhatnak nekünk, bár ez nem garantált. Megjegyzem: kiderülhet, hogy nincs értelme a sötét részecskékről beszélni, mivel a sötét anyagok részecskéi, mint a fotonok vagy Z-részecskék, saját anti-részecskékké válhatnak.
És a sötét energia? Nemrégiben kiderült, hogy a világegyetem tágul a gyorsulás helyett lassul, ahogy azt a korábbi években. Feltehetően ez a "sötét energia" elnevezés felelős, de valójában nem energia. Amint azt kollégám, Sean Carroll mondja, ez feszültség, nem energia - a nyomás és az energiasűrűség kombinációja. Miért nevezik energiának? Részben - a public relations miatt. A sötét energia hűvös. A sötét feszültség furcsán hangzik, mint bármely más, többé-kevésbé alkalmas szó. Bizonyos értelemben ártalmatlan dolog. A tudósok tudják, mi a tét, és a terminológia nem okoz problémákat a technikai oldalon. A lakosság nagy része nem érdekli, hogy mit mondanak, így azt mondhatjuk, hogy a nem technikai oldalról semmi gond nincs. De ha tényleg meg akarjátok érteni ezt, fontos megérteni, hogy a sötét energia nem sötét energiaforma, hanem valami finomabb. Továbbá, mivel az energia, a sötét energia - ez nem egy tárgy vagy objektum és tulajdonságokkal rendelkezik, amely egy mező vagy a kettő kombinációja a tér-idő mezőket. Még mindig nem tudom, mi a felelős a sötét energia, amelynek létezését vagyunk megítélni egy gyorsuló univerzumban. És mielőtt tudnánk, hosszú időbe telhet.
By the way, tudod mit jelentenek a csillagászok a "fémek"? Nem, mit gondolsz ...
Elolvassa a cikket, akkor az a benyomása lehet, hogy a modern fizika nem különösebben találékony, kreatív vagy pontosan adagolja a nyelvet. Nyilvánvaló, hogy ez nem a mi erős pontunk. Nagy robbanás? Egy fekete lyuk? Az egész világ költői soha nem fognak megbocsátani nekünk ilyen hülye nevek ilyen fantasztikus jelenségeknek ...