Не казалось ли вам, что в природе существует уж слишком много сил? Силы трения, гравитация, электромагнитные, ядерные... Весь этот список перечислять нет смысла, потому что некоторая неупорядоченность и избыточность - лишь иллюзия. На самом деле, процессами Вселенной управляют четыре типа взаимодействий, которые определяют поведение всего, от неделимых частиц до скопления галактик.
Сила электромагнитного взаимодействия позволяет сейчас читать этот текст и открывать замки магнитными ключами, наполняет улицы и помещения светом ламп, помогает передавать информацию по каналам связи. Добавьте сюда всю электронную аппаратуру, от начинки спутников GPS до смартфона в руке - и вы сможете оценить, какое важное место занимает электромагнитное взаимодействие в жизни цивилизации. Возникает оно благодаря наличию у частиц электрического заряда. Известно, что переносит электромагнитное взаимодействие безмассовая частица под названием фотон.
Следующее взаимодействие - сильное ядерное. Уже из навания можно догадаться, что ответственно оно за процессы на очень микроскопических масштабах, но их проявления грандиозны. Например, это реакции в центре звёзд, которые греют и освещают свои планетные системы. К сожалению, благодаря сильному ядерному взаимодействию "работает" водородная бомба, которая не пощадит ничего живого в случае массового применения. Сильное взаимодействие отвечает за связь кусков атомного ядра, протонов и нейтронов, а так же существует между кварками. Переносят сильное взаимодействие частицы с забавным названием пионы.
Если есть сильное взаимодействие, то можно предположить наличие слабого, скажете вы. Cовершенно верно. Слабое ядерное взаимодействие проявляется в некоторых видах радиоактивного распада. Благодаря тому, что распад может сопровождаться выделением тепла, именно слабое взаимодействие делает недра Земли горячими, фактически являясь причиной сложной тектонической активности. Слабое ядерное взаимодействие позволяет существовать атомной энергетике и производить радиоактивные препараты для медицины и науки. Несмотря на своё название, этот вид гораздо сильнее гравитационного,но проявляется только на расстояниях меньших, чем размер атомного ядра. Переносят слабое взаимодействие векторные бозоны.
Наконец, мы добрались до четвёртого пункта в нашем фундаментальном списке. Самое слабое, неспособное удержать протоны и нейтроны в ядре атома, но зато обладающее универсальностью и огромными масштабами взаимодействия - это гравитация. Планеты, звёзды и галактики вращаются вокруг своей оси и летят в космосе только благодаря всемирному тяготению,вот только его могущество несколько преувеличено. Если бы мы создали мир без ядерных сил, то атомы не смоги бы оставаться стабильными лишь благодаря гравитационному притяжению. А тогда - никаких планет, звёзд и чёрных дыр. Даже ни одной маленькой пылинки на просторах "гравитационной" Вселенной. Читатель ждёт, что я закончу этот абзац рассказом о том, кто же переносит гравитационное взаимодействие, но вынужден разочаровать - мы точно можем говорить лишь о том, на какие объекты действует притяжение (на все материальные, разумеется), а вот о единой теории гравитации пока рассуждать несколько рано. Сущесвуют ряд рациональных теорий, среди которых проверенная и подтверждённая на опыте теория относительности, а так же новая и очень перспективная теория квантовой гравитации. Время всё расставит на свои места, известные теории подтверждаются наблюдениями и расчётами. Нам лишь предстоит уточнить уже имеющиеся представления.
Было интересно? Посмотрите другие материалы канала и подпишитесь. А ещё я пишу книги про физику и астрономию, можете ознакомиться и совершенно бесплатно скачать одну из них
Уважаемые борцы со всемирным научным заговором и эмоционально несдержанные читатели, ваши комментарии неизбежно удаляются. Даже не тратьте время.