Инженерные Знания

Существует ли прямо сейчас. В эту самую секунду. Единое «сейчас» для всей Вселенной? Интуиция говорит, что ну да, вполне разумеется. Часы идут, Земля вращается. Мы все живём в одном и том же потоке времени. Альберт Эйнштейн смотрел на это иначе. И у него были весомые аргументы, которые теперь поддерживает вся научная школа и физика. Всё начинается с одного странного факта. Скорость света абсолютна. Неважно, стоите ли вы на месте или несётесь в космосе на ракете. Свет всегда будет лететь мимо вас с одной и той же скоростью...

Если вы окажетесь на поверхности океана в точке Немо, то ближайшие к вам люди будут не на Земле. Ими окажутся астронавты, находящиеся на орбите Международной космической станции. Расположенная в глубинах южной части Тихого океана, точка Немо является океаническим полюсом недоступности - единственной точкой на земном шаре, наиболее удаленной от любой суши. Чтобы добраться до ближайших точек суши (острова Дьюси на севере, Моту-Нуи на северо-востоке и острова Махер на юге) человеку пришлось бы преодолеть 2688 километров...

Предположим, что вы материаловед и вам нужно разработать хороший материал для фильтрации воды, чтобы он хорошо работал при минимальном его объёме. Как поступить? Увеличить фильтрующую способность самого материала уже не получится, поскольку это ограниченно его химическими свойствами и, например, способность к абсорбции. Решение очевидно - взять больше фильтрующего материала и вместо условных 10 кубических сантиметров прогонять фильтрат через 50 кубических сантиметров. Но есть одна проблема - у фильтра ограниченный объём...

Когда я сделал анонс на канале и обозначил, что планирую работу над этаким мини-курсом или книгой по теме материи, один из уважаемых зрителей написал - мол здорово, но постарайся приводить реальные эксперименты, которые всё это подтверждают. Я принял это во внимание и предлагаю отдельное внимание тому, что мы уже начали разбирать. Атомам! Да, мы очень уверено говорим, что атомы существуют и являются "первым кирпичиком материи". Что именно атомы объединяются в материал. Но как мы узнали, что сами атомы есть? Что же, тут я могу разделить скепсис тех, кто исходит из отсутствия атомов...

В 1835 году французский инженер Гаспар-Гюстав де Кориолис опубликовал работу о движении тел во вращающихся системах. Позднее стало понятно, что его выводы важны не только для теоретической механики, но и для понимания процессов в атмосфере. Связь здесь прямая. Мы живём на вращающейся планете, и её вращение заметно влияет на всё, что перемещается по поверхности. Если бы Земля не вращалась, поведение ветров и распределение давления выглядели бы совсем иначе. Долгое время считалось, что механизм образования ветра достаточно прост...

Ранее мы с вами проговорили, что львиная доля удержания атомов на их положениях в материале принадлежит электромагнитному взаимодействию и его частному случаю - электростатическому. Тут возникает частый вопрос - а есть ли ещё что-то и куда девалась эта проклятая гравитация, которая преследует нас везде? Почему о ней не говорят. Давайте в этот раз разберем эту проблему. Начнём с базы. Вы не случайно вспомнили о гравитации. Современная физика выделяет четыре фундаментальных взаимодействия в природе...

Встав утром на весы, вы получаете одно число. Но если бы вы взяли эти же весы на вершину Эвереста, переместились на экватор или спустились в глубокую долину показания были бы другими. Гравитация на Земле неоднородна. И за этой неоднородностью скрывается целая геофизическая история. Закон всемирного тяготения Ньютона прост. Сила притяжения убывает обратно пропорционально квадрату расстояния. Удвойте расстояние и сила упадёт в четыре раза. Именно поэтому, стоя на вершине горы, вы чуть дальше от центра Земли и сила тяготения там немного слабее, чем на дне соседней долины...

Мы выяснили, что материал получается из атомов, благодаря их взаимном притяжению друг к другу. Нам предстоит ответить ещё на множество вопросов по теме и разобрать море интересного, но пока давайте сконцентрируемся детально на этом странном базовом поведении частиц. Львиная доля силы, которая тут имеет место, существует благодаря электромагнитному взаимодействию между атомами. Присутствуют и другие силы, но основное именно оно. Мы уже сказали ранее, что атом, вроде как, окружен электронами, потому логично ожидать отталкивание...

Если вы хоть раз смотрели научно-популярный фильм о чёрных дырах или листали учебник по астрофизике, вы наверняка видели стандартный образ. Бесконечная тёмная воронка, уходящая к точке. Этот образ - прямое следствие одной из самых популярных и одновременно самых вводящих в заблуждение моделей в науке. Так называемого «резинового листа». Вы, вероятно, её знаете. Представьте натянутую резиновую плёнку, которую иллюстрирует «ткань пространства-времени». Положите на неё тяжёлый шар и плёнка прогнётся...

Хорошо, мы приняли тот факт, что атомы - это мельчайший строительный блок любого материала. Предположим, что они действительно становятся базовыми частицами (и пусть они даже пока будут якобы неделимы, как у Демокрита) и из них формируется некоторая материя. Опустим сейчас, что бывает и материя, не состоящая из атомов. Это интересно, но об этом как-нибудь отдельно. Поговорим пока о том, как, собственно говоря, из атомов вообще получается какой-то материал. Вероятно вас это удивит, но уже тут мы упираемся в ряд сложных проблем, для которых не получится найти простое объяснение...

Что же, мы уже очень многое обсудили и пора бы двигаться от общего к частному. Постараться ответить на главный вопрос "а из чего именно и как устроено... всё". Мы уже поняли, что это полезно и с мировоззренческой, и практической точек зрения. Если знать из чего камень, то можно управлять его свойствами. Если знать, как объединены частицы в нём и когда они появились, то можно замахнуться на глобальное знание мироустройства и первопричины Вселенной. И, в общем-то, люди понимали эту логичную связь с самых ранних времен...

В стандартной теории существуют три различных, но взаимосвязанных определения понятия «масса». Мы же с вами обычно отталкиваемся от самой простой логики, где масса показывает буквально... сколько есть вещества. Это не ошибка, но физический смысл куда интереснее. Во-первых, есть инертная масса. Инертная масса — это мера того, насколько тело сопротивляется изменению своей скорости. Проще говоря, это «ленивость» тела. Чем больше инертная масса, тем труднее его разогнать или остановить. Инертная масса характеризует сопротивление объекта приложенной силе...