Физика

Мы с детства знаем, что электрический ток - это движение заряженных частиц по проводу или, лучше сказать, проводнику. Почему эти частицы движутся? Тут ответ тоже есть - их толкает электрическое поле. Но как только начинаешь задавать следующий вопрос «а как оно их толкает?» стандартные учебники заканчиваются. И начинается самое интересное. Для того, чтобы понять как именно частицы проталкиваются полем по проводу и что это за такой интересный процесс, нам нужно разобрать несколько базовых моментов физики явления...

Под вашими ногами прямо сейчас кипит металл. Не метафорически — буквально. На глубине нескольких тысяч километров температура достигает 6000 градусов. Горячее поверхности Солнца. Земля существует 4,5 миллиарда лет — и за всё это время её ядро так и не остыло до каменного состояния. Почему? Ответ не такой очевидный, как кажется. Земля устроена как луковица, только вместо слоёв — принципиально разные состояния вещества. Снаружи — литосфера, твёрдая каменная «кожура» толщиной от 80 до нескольких сотен километров...

Внимание международной команды ученых с участием физиков из МГУ имени Ломоносова оказалось приковано к поистине колоссальному событию GW250114 — таким кодом специалисты обозначили слияние двух массивных черных дыр, массы каждой их которых примерно в 30−40 раз превосходили массу нашего Солнца. Эти объекты находятся на расстоянии примерно 1,3 миллиарда световых лет от нас, а само событие по своим параметрам напоминает GW150914 — впервые в истории зафиксированный учеными сигнал гравитационных волн, открытие которого было отмечено в 2017 году Нобелевской премией...

Представьте, что мнимый космонавт пересекает горизонт событий чёрной дыры и включает фонарик. Понятно, что скорее это фантазии, ведь материи у горизонта событий тоже мало не покажется, но пусть это будет возможно в нашем мысленном эксперименте. Ведь должен же кто-то, в конце концов, на кнопочку нажать. Луч испускается фонариком со скоростью ровно 299 792 км/с - точно так же, как в пустом межзвёздном пространстве. И тем не менее свет никуда не улетает из чёрной дыры и не выйдет за горизонт событий...

Существует так называемый «Парадокс колеса Аристотеля» - физико-математический парадокс, описанный в книге «Механика», в труде Аристотеля (IV век до н. э.) и над которым ломало головы не одно поколение механиков и математиков прошлых эпох. Но правильно разгадан он был лишь французским астрономом Жан-Жаком Дорту де Мераном в 1715 году. В чем суть вопроса? «Парадокс колеса Аристотеля» демонстрирует кажущееся противоречие: два колеса разного диаметра, жестко соединенные между собой и катящиеся без скольжения, преодолевают одинаковое расстояние, соответствующее длине окружности большего колеса...

Наблюдения за крупномасштабной структурой Вселенной подтверждают верность предсказаний Альберта Эйнштейна, заявили в американской Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли. По данным EurekAlert, к такому выводу исследователи пришли после анализа данных специального прибора DESI, установленного на телескопе в штате Аризона. В течение года этот инструмент периодически фиксировал положение 6 миллионов галактик, расположенных в радиусе 11 миллиардов лет вокруг нас. В результате удалось составить картину динамики эволюции галактик и расширения Вселенной...

Представьте, что однажды утром человечество просыпается на планете, которая внезапно стала вдвое больше. Радиус Земли увеличился ровно в два раза, океаны, горы, атмосфера и всё остальное растянулись вместе с ней. На первый взгляд может показаться, что ничего особенно страшного не произойдёт. Просто места станет больше. Но физика говорит совсем другое. Такое изменение превратило бы нашу планету в совершенно иной мир. Этот мысленный эксперимент довольно интересен и давайте подумаем о результатах невероятного явления...

Будильник на тумбочке. Семь утра. Вы просыпаетесь. Кажется, нет ничего более очевидного, чем время. Оно идёт. Всегда вперёд. Равномерно, неумолимо — секунда за секундой, день за днём. Будильник просто это фиксирует. А теперь вот что. В 1967 году два физика — Джон Уилер и Брайс ДеВитт — написали уравнение, которое должно было описывать всю Вселенную целиком. Квантовую волновую функцию всего сущего. Самое фундаментальное уравнение, какое только можно придумать. В нём не оказалось переменной времени...

Поначалу о строении атомов было известно одно: внутри них есть электроны (их окончательное открытие Дж. Дж. Томсоном состоялось в 1897 году). А что еще? Это должно быть нечто положительно заряженное и тяжелое, обеспечивающее практически всю массу атома. До 1911 года единственной гипотетической моделью атома была модель Томсона. Он предположил, что положительный заряд и масса равномерно распределены по объему атома. Электроны «вкраплены» в эту массу, подобно изюму в тесте (модель так и называли: «пудинг с изюмом»)...

Обратная сторона Луны таит в себе новые сюрпризы. Американские зонды обнаружили там огромную массу металла. Она в пять раз превышает размеры Большого острова Гавайи и погребена под Южным полюсом-Эйткенским бассейном - массивным ударным кратером диаметром около 2500 километров, покрывающим примерно четверть лунной поверхности. Бассейн Южного полюса - Эйткена формировался около 4 миллиардов лет назад, когда молодая Солнечная система ещё не определилась с «правилами движения» и небесные тела активно сталкивались друг с другом...

Используя отдельные атомы и одиночные фотоны, специалисты из Массачусетского технологического института (MIT) показали с беспрецедентной точностью двойственную природу света и подтвердили, что Альберт Эйнштейн ошибался в одном из ключевых квантовых вопросов. Эксперимент с двумя щелями был впервые проведен в 1801 году Томасом Юнгом и продемонстрировал волновую природу света. В XX веке, с развитием квантовой механики, стало ясно, что свет ведет себя и как частица, и как волна, но не одновременно. Попытка...