или увлекательное путешествие вглубь материи. Давайте посмотрим на материю, которую мы считаем нечто твердым, более пристально, словно в мощный микроскоп. Сразу оговорюсь, микроскоп нам не помощник, начиная с определенных масштабов. Дело в том, что длина волны видимого света намного больше мельчайших частиц мироздания и наше представление будет скорее виртуальным.
Итак, начинаем движение вглубь материи.
Поначалу ничего удивительного не происходит, хотя структура веществ выглядит необычно, и только живые организмы пугают своими формами.
Продолжаем уменьшать масштаб. Вот показались самые большие молекулы - ДНК. Кстати, если вытянуть эту молекулу, то ее длина достигнет 4 см! Настоящий монстр в микромире. Конечно, подавляющее большинство молекул имеют куда меньшие размеры, доли нанометра. Затем мы видим составляющие молекул - атомы. Рассмотрим их повнимательнее. Здесь нас ждет первая неожиданность: атом в основном состоит из пространства. Ядро атома в 100 000 раз меньше размеров самого атома, остальное - вакуум. Вокруг ядра обитают электроны, но определить где они находятся не представляется возможным, словно электроны присутствуют везде одновременно. То, что нам кажется твердым и плотным, при большом увеличении таковым не является!
Так почему мы не можем проходить сквозь стены? Почему мы ощущаем предметы, а не проваливаемся сквозь них? Существует такой физический закон под названием "запрет Паули", который запрещает двум электронам находится в одном квантовом состоянии, то есть электронное облако не может пропустить через себя другие электроны. Запрет никак не объясняется, просто констатируется сам факт. Ядро не является монолитным, оно включает в себя протоны и нейтроны, именуемые в общем нуклонами, которые, в свою очередь, состоят из кварков и глюонов.
Элементарные частицы
Мы добрались до "первокирпичиков" материи, до ее фундаментальной основы. На самом деле, ученые говорят о еще более мелких структурах, из которых состоят элементарные частицы - струнах. Но, в силу того, что эта теория еще только разрабатывается и экспериментально подтвердить ее не представляется возможным в течение ближайшего будущего, мы остановимся на этом уровне и посмотрим, что представляют собой мельчайшие частички материи.
Вам никогда не приходило в голову спросить, почему все электроны во Вселенной имеют одинаковые характеристики ( в физике они называются квантовыми числами )? Словно где-то существует фабрика по выпуску электронов со строжайшим контролем качества на выходе. Среди всех песчинок на берегу моря вы не найдете двух одинаковых. Все снежинки, когда-либо выпавшие на Землю, хоть немного, но различаются между собой. А вот электроны и другие элементарные частицы абсолютно одинаковы ( это называется тождественностью частиц ). Но ведь они не могут "договариваться" между собой об общих стандартах, находясь в разных уголках Вселенной. И это наталкивает на мысль о том, что "одинаковость" электронов является свойством пространства, а не частиц. Именно пространство является "прародителем" материи. Об этом я уже писал в одной из предыдущих статей. Тогда зададим такой вопрос:
Из чего же состоит материя ?
Если столкнуть материю и антиматерию (есть и такая), то на выходе мы получим энергию. Все в точности по знаменитой формуле Эйнштейна : Е=mc^2 . Из энергии также можно создать элементарные частицы. При столкновении протонов на коллайдере, сначала они переходят в состояние "чистой" энергии, "осаждаясь впоследствии в виде частиц. Энергия, которая вибрирует определенным образом и есть то, что нам представляется материей. Энергия, которая была в самом начале мироздания, стала и материей, и пространством. Такие разные проявления того, что не является ни тем, ни другим на фундаментальном уровне, того, что является основой нашего существования, нашей жизни. А если расширить наше представление ... Хотя нет, на сегодня хватит. Но, если вы хотите узнать больше, понимать кухню Вселенной, раскрывать тайны сотворения и просто прочитать интересные факты и истории, то оставайтесь с нами . Впереди много интересного и увлекательного.
Всем Добра.
