Является ли пространство материей? Не подумав ответить можно так: “Пространство - это состояние , отличное от материи, это две системы, диаметрально противоположные “материи”, и их свойства совершенно разные.
Когда материя существует, она будет занимать пространство, но материя и пространство тесно взаимозависимы. Это потому, что если бы в мире не было материи, не было бы и пространства – в мире нет чистой материи, мы не можем её как то описать. Потому что мы должны использовать материю как точку отсчета, чтобы описать пространство. Например, мы должны сначала узнать о существовании тепла, прежде чем сможем описать холод. Глядя на это с такой точки зрения, материя является основой для пространства.
✔ Уважаемые подписчики и гости! Не понравилась статья — оставь комментарий, почему, понравилась — обязательно лайк!
Традиционное понимание материи.
Итак, что такое «материя»? В древности над этим вопросом задумывались многие философы и мыслители. Более 2300 лет назад афинский философ Демокрит указал, что все вещества в мире состоят из мельчайшей неделимой единицы — атомов.
По мнению Демокрита, материя представляет собой кучку атомов. Конечно, атомы Демокрита не являются атомами в смысле современной физики. То, что он сказал, является всего лишь чистой философской интерпретацией без какой-либо научной основы.
Демокрит считал, что вся материя состоит из строительных материалов, таких как атомы, а атомы — это кирпичики. Свойства этих кирпичиков совершенно одинаковы, но они устроены и уложены по-разному, в результате чего плоская материя бывает в разных формах.
Философ Эмпедокл, живший в то же время, что и Демокрит, поставил под сомнение атомизм Демокрита. Эмпедокл также считал, что всё в мире состоит из мельчайших атомов, но он считал, что существует много-много типов этих атомов. Это атомы самых разных свойств и типов, и вместе они создают богатый и красочный материальный мир. Очевидно, что атомная теория Эмпедокла звучит лучше теории Демокрита и куда ближе к современной физике.
Однако философ есть философ, как говорится: «Философия на самом деле есть лишь предположение». Эмпедокл разработал метафизический атомизм, основанный на поверхностных явлениях, с которыми он соприкасался. Потому что он сказал, что у атомов есть типы. А какие же типы существуют? По мнению того времени, это атомы огня, атомы воздуха, атомы воды и атомы земли.
Очевидно, что древние греки в то время не понимали научных принципов и не могли проводить настоящие научные исследования. Основываясь на собственном воображении, они предположили, что основными веществами являются четыре элемента: огонь, воздух, вода и земля.
Конечно, теперь мы знаем, что эти утверждения были чисто философскими. То есть понимание основной материи у древних греков изначально было неверным. Эмпедокл напрямую скопировал неправильные знания, но он не проводил никаких экспериментов и выдвинул теорию «четырех видов атомов».
За исключением Пифагора, который был способен осуществлять конкретные и значимые научные исследования, большинство других философов были просто мечтателями. Их величайшим вкладом является просветление, но это просвещение примитивно. Если мы продолжим относиться к метафизике, такой как «Пять элементов», как к науке, мы, в общем-то, ничем не будем отличаться от древних 2300 лет назад.
А если себя спросить, какова научная основа пяти элементов. Подтверждена ли она научными экспериментами? Нет. Нет никакой разницы между пятью элементами и древнегреческой теорией четырех элементов огня, воздуха, воды и земли. Все они являются нашими продуктами воображения.
Исследование материи в современной физике.
Лишь после появления на свет великого Галилео Галилея (15 февраля 1564 г. – 8 января 1642 г.) эксперименты стали важной опорой науки. Если нет эксперимента, то это недостойно называться наукой. Современные физики построили огромные электронные коллайдеры, использовали лучи высокой энергии для столкновения с атомами и обнаружили, что под атомами существуют сложные структуры. Доктрина о том, что «атомы не могут быть снова поделены», которую устно передавали древнегреческие философы на протяжении более 2000 лет, была разбита научными экспериментами.
Согласно представлениям современной физики, основными компонентами известной нам материи являются фермионы и бозоны. Фермионы и бозоны имеют свои группы и разные свойства. Наши человеческие тела состоят из фермионов. Мобильные телефоны и компьютеры, в которыми мы играем, также состоят из фермионов. Звезды, такие огромные, как Солнце, также состоят из фермионов.
Фермионы — это составляющие материи. Мы часто слышим слово «кварк» в различных научно-популярных статьях. Кварки — это фермионы. Существует 6 типов кварков, таких как верхний кварк, нижний кварк, очаровательный кварк и странный кварк. Вам не нужно знать их конкретные свойства. Просто запомните следующее: наименьшая известная материя — это кварк. Кварк — это струна. В сочетании они образуют адроны. Только на уровне адронов материя может иметь реальный физический смысл, а протоны и нейтроны являются членами семейства адронов.
Бозон – это среда передачи силы и передающая частица. Имея только фермионы, но без бозонов, материя может существовать только одна, что бессмысленно. Бозоны можно условно разделить на частицы Хиггса, фотоны, глюоны, Z-бозоны и W-бозоны. Они также являются элементарными частицами, но не являются кварками или фермионами.
Короче говоря, пока это материя, в ней будут участвовать фермионы и бозоны. Вы наверное слышали или читали о темной материи, которая, как говорят, имеет физические свойства, отличные от известной нам «обычной материи».
Основное научное сообщество согласно с тем, что темная материя существует, но, конечно, небольшое количество ученых считает, что её не существует. Давайте сначала предположим, что темная материя существует. Пока она существует, она должна состоять из фермионов и бозонов, даже если она отличается от «нормальной материи». Когда мы исследуем свойства фермионов, мы можем обнаружить, что они обладают двумя наиболее основными свойствами:
- Во-первых, фермионы должны занимать определенное пространство и иметь объем.
- Во-вторых, у них есть свойства.
Давайте проанализируем, что означает, что они являются материей, потому что материя должна занимать пространство. Материи, которая не занимает пространство, вообще не существует. Как и сказал в самом начале: «Когда материя существует, она будет занимать пространство».
Вместе с массой, согласно теории относительности Эйнштейна, масса вызывает гравитацию, а гравитация скручивает пространство-время. Таким образом, пространство будет «контролироваться» массой материи. Можно видеть, что существование пространства зависит от материи, а пространство «контролируется» материей.
Давайте зададим вопрос: почему скорость расширения Вселенной превышает скорость света? Отвечу, это потому, что космос не может передавать информацию.
Тогда следующий, почему космос не может передавать информацию?
Это связано с тем, что только обычная материя может передавать информацию, а передача информации осуществляется с помощью бозонов. Например, как написано выше, фотоны — это разновидность бозона. Звезда излучает бесчисленное количество фотонов. Некоторые из фотонов не были поглощены пылью во Вселенной или не захвачены другими звездами. После всех трудностей они наконец прибыли к Земле. Увидев это в телескоп на Земле, можно сказать, что мы получили сообщение от звезды, находящейся далеко в космосе.
Мы также слышим модное словечко «гравитационные волны». Некоторые учёные получили Нобелевскую премию за изучение гравитационных волн. Лауреатами Нобелевской премии по физике 2017 года стали Райнер Вайс, Барри Кларк Бэриш и Кип Стивен Торн. Они получили Нобелевскую премию за первое обнаружение гравитационных волн с помощью «Лиго» (лазерного интерферометра), что уже прославило их в истории физики.
Гравитационные волны — это рябь искривления пространства-времени, которая распространяется наружу от источника излучения в виде волн, передающих энергию в виде гравитационного излучения. Когда две черные дыры или нейтронные звезды сталкиваются и поглощают энергию, они испускают сильные гравитационные волны.
Теперь, когда существование гравитационных волн объективно подтверждено (о чем свидетельствуют научные эксперименты), будут ли существовать элементарные частицы, такие как гравитоны, которые передают гравитационные эффекты? Согласно определению бозона, гравитоны распространяют силу, к тому же гравитоны, одна из четырех фундаментальных сил гравитации, также принадлежат к семейству бозонов. Однако в настоящее время в научном сообществе нет реального подтверждения существования гравитонов. Вероятнее всего эта научная проблема будет решена в течение этого столетия.
Когда существование гравитона будет доказано, думаю, Эйнштейн будет очень рад, хоть и на том свете. Всё потому, что когда Эйнштейн был жив, эффект гравитационного поля считался геометрическим эффектом. Именно масса материи исказила четырехмерное пространство-время Вселенной, а искажение пространства-времени породило гравитационное явление. Материи «притягивают» друг друга. Если гравитон действительно будет открыт, это будет огромный вклад в физику.
Подведем небольшой итог: все вещества обычно обладают следующими основными свойствами:
- Занимайте пространство;
- Иметь качество, свойства;
- Умеет передавать информацию.
С другой стороны, если они соответствуют двум из трех вышеуказанных основных свойств, их можно рассматривать как вещества.
Всё это относится ко всей материи, которую мы можем понять «каждодневно», включая «нормальную материю» и темную материю. Все это материальные категории, диаметрально противоположные определению пространства. В космосе не существует бозонов, и информация не может передаваться.
Новые концепции материи, данные новой физикой.
Но физика должна продолжать двигаться вперед, и концепции прошлого не обязательно доживут до сегодняшних дней. В концепции новой физики пространство также может быть особой «материей», но физические свойства этого материала весьма особенные, поскольку он не обладает тремя вышеперечисленными основными свойствами, не имеет массы и не может передавать информацию. Мы еще очень мало знаем о физических свойствах космоса, но знаем, что космос на самом деле не «пустой», а имеет очень сложную внутреннюю структуру и огромную энергию вакуума.
Люди, изучавшие физику, знают эффект Казимира. Эффект Казимира доказан экспериментально, и эксперимент доказывает, что в вакууме есть «что-то», то есть энергия вакуума. Когда мы подносим две незаряженные пластины-проводники очень близко друг к другу, между ними возникает очень слабая, но измеримая сила. Это эффект Казимира. Принято считать, что саму энергию вакуумного состояния невозможно наблюдать, но ее можно наблюдать, если она изменяется.
Что касается космоса, проведем аналогию.
Я знаю, что море далеко, поэтому беру машину и еду на пляж.
Когда я был в 30 километрах от моря, я посмотрел в сторону моря из машины и обнаружил, что ничего не вижу. Его не слышно. Я не могу принять никакой информации о море. Это потому, что я еще очень от него далеко. На расстоянии десятков километров море и небо сливаются во едино, одного цвета, без каких-либо различий.
Итак, я продолжал ехать вперед и оказался в 10 километрах от моря. Я увидел слабый изгиб в сторону моря. Это было первое изменение.
Я продолжал свой путь и, когда расстояние до моря составило примерно пять километров, услышал шум волн. Я взглянул на море и увидел несколько волн, однако оставался неясным их размер.
Я пошел пешком и теперь был в 1 километре от моря. Я почувствовал сильный ветер, море накатывало огромные волны.
Продолжаю двигаться вперед, я сейчас нахожусь на берегу моря, вижу, что море бушует, волны яростно бьются о скалы одна за другой.
Далее взял с берега чуточку морской воды и наблюдал за ней под микроскопом: я увидел спокойно плавающие бесчисленные молекулы воды.
Вот так выглядит космос. Если мы посмотрим на него только с точки зрения макроуровня, мы подумаем, что он спокоен, без какого-либо движения, и как будто ничего такого в нем нет. Но если мы овладеем техническими средствами непрерывного исследования микроскопического уровня, мы в конечном итоге обнаружим, что пространство также имеет сложную внутреннюю структуру.
Спасибо, что дочитали до конца!
Ставьте лайки и подписывайтесь на канал, чтобы быть в курсе всех событий и расширить свои знания о нашей невероятной Вселенной! 🌌🚀