Αρχική » Άρθρα με ετικέτα 'Φυσική'
Αρχείο ετικέτας Φυσική
Συζήτηση με τον Albert Einstein
Πήραμε συνέντευξη από το ChatGPT ζητώντας να μας απαντάει ως Άλμπερτ Αϊνστάιν διαβάστε τι μας απάντησε σ’αυτή την ενδιαφέρουσα συνέντευξη.
Θέλω να ξεκινήσουμε υποθέτοντας ότι είσαι ο Albert Einstein
Το ChatGPT είπε:
ChatGPT
Φυσικά! Ας υποθέσουμε ότι είμαι ο Albert Einstein. Μπορείς να ξεκινήσεις με τις ερωτήσεις σου, και θα απαντήσω με βάση τις απόψεις και τη σκέψη μου όπως εκφράζονταν στη διάρκεια της ζωής μου. Ποια είναι η πρώτη σου ερώτηση; 😊
“Albert Einstein, early 1900’s” από huanjo διατίθεται με άδεια χρήσης CC by-sa-2.0
Είπες:
Ποια ήταν τα άλυτα προβλήματα της φυσικής στις αρχές του 20ου αιώνα και ποια ήταν η δική σου συνεισφορά στην επίλυσή τους;
Το ChatGPT είπε:
ChatGPT
Α, μια εξαιρετική ερώτηση! Στις αρχές του 20ου αιώνα, η φυσική βρισκόταν σε μια κατάσταση συναρπαστικής αβεβαιότητας. Υπήρχαν δύο μεγάλα «στρατόπεδα» προβλημάτων: αυτά που αφορούσαν τη φύση του φωτός και της ύλης και αυτά που συνδέονταν με τις θεμελιώδεις αρχές του χρόνου, του χώρου και της βαρύτητας.
- Το πρόβλημα της διπλής φύσης του φωτός: Οι επιστήμονες πάλευαν να εξηγήσουν αν το φως είναι κύμα ή σωμάτιο. Το φαινόμενο της φωτοηλεκτρικής εκπομπής, για παράδειγμα, δεν μπορούσε να εξηγηθεί με τη θεωρία του κύματος. Στο περίφημο άρθρο μου του 1905 για το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο, πρότεινα ότι το φως αποτελείται από κβάντα ενέργειας, τα οποία σήμερα ονομάζουμε φωτόνια. Αυτή η ιδέα έθεσε τα θεμέλια για την κβαντομηχανική.
- Η ανεπάρκεια της μηχανικής του Νεύτωνα: Η θεωρία του Νεύτωνα ήταν εξαιρετική για μεγάλες ταχύτητες και μικρές δυνάμεις, αλλά αποτύγχανε σε ακραίες καταστάσεις, όπως για σωματίδια που κινούνται κοντά στην ταχύτητα του φωτός. Με τη Θεωρία της Ειδικής Σχετικότητας (1905), έδειξα ότι ο χώρος και ο χρόνος δεν είναι απόλυτοι, αλλά σχετικοί προς τον παρατηρητή. Αυτό έφερε επανάσταση στην κατανόηση του κόσμου μας.
- Η φύση της βαρύτητας: Η βαρύτητα, όπως περιγραφόταν από τον Νεύτωνα, ήταν μια δύναμη που δρούσε στιγμιαία από απόσταση. Το 1915, με τη Γενική Θεωρία της Σχετικότητας, επαναπροσδιόρισα τη βαρύτητα ως την καμπύλωση του χωροχρόνου από την παρουσία μάζας και ενέργειας. Αυτή η θεωρία προβλέπει φαινόμενα όπως η καμπύλωση του φωτός από βαριά αντικείμενα, κάτι που επιβεβαιώθηκε το 1919.
- Θερμοδυναμική και στατιστική φυσική: Η φύση της θερμότητας και η κίνηση των μορίων αποτελούσαν επίσης πεδίο ερωτημάτων. Η εξήγησή μου για την κίνηση Brown επιβεβαίωσε την ύπαρξη των ατόμων, κάτι που δεν θεωρούνταν δεδομένο τότε.
Η δική μου συνεισφορά ήταν να συνδέσω φαινομενικά ασύνδετα πεδία με βαθύτερες, ενοποιητικές αρχές. Όμως, κάθε απάντηση που έδωσα γέννησε νέα ερωτήματα, κάτι που θεωρώ τη μεγαλύτερη γοητεία της επιστήμης. Τι άλλο θα ήθελες να συζητήσουμε;
Είπες:
Πώς σχολιάζεις το γεγονός ότι βραβεύτηκες με το Νόμπελ φυσικής για την εξήγηση που έδωσες στο φωτοηλεκτρικό φαινόμενο και όχι για την ειδική θεωρία της σχετικότητας;
Το ChatGPT είπε:
ChatGPT
Α, αυτό είναι ένα ενδιαφέρον ερώτημα, και σου ομολογώ ότι δεν με εξέπληξε ιδιαίτερα. Ας το δούμε όμως πιο αναλυτικά.
Το βραβείο Νόμπελ, όπως ξέρεις, απονέμεται για έργα που έχουν ήδη αποδειχθεί πειραματικά και έχουν άμεση επίδραση στην επιστήμη. Η Ειδική Θεωρία της Σχετικότητας, παρότι βαθιά επαναστατική, δεν είχε ακόμα εκτεταμένη πειραματική επιβεβαίωση όταν βραβεύτηκα το 1921. Ήταν μια θεωρητική κατασκευή που απαιτούσε χρόνο για να εδραιωθεί πλήρως στο επιστημονικό στερέωμα.
Αντίθετα, η εξήγηση που έδωσα για το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο, με τη χρήση της έννοιας του φωτονίου, είχε ήδη τεράστιο αντίκτυπο. Οι πειραματικές εργασίες του Robert Millikan και άλλων επιστημόνων είχαν επιβεβαιώσει τη θεωρία μου. Η πρακτική σημασία της ανακάλυψης για την ανάπτυξη της κβαντικής φυσικής και τεχνολογιών όπως η φωτογραφία και οι φωτοευαίσθητοι αισθητήρες ήταν ήδη φανερή.
Προσωπικά, δεν έβλεπα ποτέ τη δουλειά μου σαν αγώνα για βραβεία. Για μένα, η μεγαλύτερη ανταμοιβή ήταν η κατανόηση των βαθύτερων αρχών της φύσης. Αν και, πρέπει να παραδεχτώ, το βραβείο ήταν μια τιμή που έδωσε ορατότητα στο έργο μου και βοήθησε τη φυσική να προχωρήσει.
Αν θες, μπορούμε να συζητήσουμε περισσότερο για τις αντιδράσεις που προκάλεσαν οι θεωρίες μου ή για άλλες πτυχές της επιστημονικής μου πορείας! 😊
Είπες:
Θέλω να σχολιάσεις τις αντιδράσεις που προκάλεσαν οι θεωρίες της ειδικής σχετικότητας και η θεωρία της γενικής σχετικότητας;
Το ChatGPT είπε:
ChatGPT
Η υποδοχή των θεωριών μου ήταν κάθε άλλο παρά ομοιόμορφη. Οι αντιδράσεις κυμαίνονταν από τον ενθουσιασμό μέχρι την πλήρη αμφισβήτηση. Ας τις δούμε ξεχωριστά.
Η Ειδική Θεωρία της Σχετικότητας (1905):
Η Ειδική Σχετικότητα προκάλεσε αρχικά αρκετή σύγχυση. Η ιδέα ότι ο χρόνος και ο χώρος είναι σχετικοί προς τον παρατηρητή φαινόταν σχεδόν αιρετική σε πολλούς. Η επιστημονική κοινότητα ήταν συνηθισμένη στις απόλυτες έννοιες του Νεύτωνα, και η πρότασή μου ότι η ταχύτητα του φωτός είναι σταθερή ανεξάρτητα από το σύστημα αναφοράς ήταν δύσκολο να κατανοηθεί.
Παρόλα αυτά, η θεωρία είχε ένα σημαντικό πλεονέκτημα: ήταν μαθηματικά κομψή και μπορούσε να εξηγήσει φαινόμενα όπως η μετατόπιση Doppler και η διάσπαση σωματιδίων υψηλής ενέργειας, που δεν μπορούσαν να εξηγηθούν με τη Νευτώνεια μηχανική. Σταδιακά, με την υποστήριξη επιστημόνων όπως ο Max Planck, κέρδισε την αποδοχή.
Υπήρχαν όμως και κριτικοί. Κάποιοι θεώρησαν τη θεωρία υπερβολικά θεωρητική και αποκομμένη από την πραγματικότητα. Άλλοι αρνήθηκαν να εγκαταλείψουν τις Νευτώνειες αρχές, ιδιαίτερα όσοι ήταν πιο συντηρητικοί στην επιστημονική σκέψη.
Η Γενική Θεωρία της Σχετικότητας (1915):
Η Γενική Σχετικότητα προκάλεσε ακόμα πιο έντονες αντιδράσεις, κυρίως επειδή ήταν μια θεμελιώδης αναθεώρηση της φύσης της βαρύτητας. Οι εξισώσεις μου έδειχναν ότι η μάζα και η ενέργεια καμπυλώνουν τον χωροχρόνο, κάτι που για την εποχή φαινόταν σχεδόν εξωπραγματικό.
Αρχικά, υπήρχε δυσπιστία επειδή οι προβλέψεις της θεωρίας ήταν δύσκολο να επαληθευτούν πειραματικά. Όμως, το 1919, όταν οι παρατηρήσεις της καμπύλωσης του φωτός από τον Arthur Eddington κατά τη διάρκεια μιας έκλειψης ηλίου συμφώνησαν με τις προβλέψεις μου, η θεωρία έγινε διεθνώς γνωστή. Οι εφημερίδες έγραψαν ότι «ανατράπηκε το σύμπαν του Νεύτωνα», και η δημοσιότητα που πήρε η θεωρία μου ήταν τεράστια.
Ωστόσο, υπήρξαν και αντιδράσεις που πήγαιναν πέρα από την επιστήμη. Κάποιοι επιστήμονες με επικρίνανε επειδή θεωρούσαν ότι οι θεωρίες μου ήταν «γερμανικές ιδιοτροπίες» (μια έκφραση γεμάτη προκατάληψη). Άλλοι, λόγω του εβραϊκού μου υπόβαθρου, χρησιμοποίησαν αντισημιτικές επιθέσεις για να απαξιώσουν τη δουλειά μου.
Η γενική αίσθηση:
Παρά τις αντιδράσεις, πιστεύω πως κάθε νέα ιδέα που αλλάζει τη θεώρησή μας για τον κόσμο προκαλεί αναστάτωση. Οι θεωρίες μου άνοιξαν δρόμους για τη σύγχρονη φυσική, αλλά το σημαντικότερο ήταν ότι ενθάρρυναν τους επιστήμονες να αμφισβητήσουν το κατεστημένο και να ονειρεύονται πέρα από τα όρια.
Αν θέλεις, μπορούμε να συζητήσουμε τις λεπτομέρειες κάποιας από τις προκλήσεις ή την επίδραση που είχαν αυτές οι θεωρίες στη μετέπειτα φυσική. Τι λες;
Είπες:
Θέλω να σχολιάσεις την επίδραση που είχε στην ανθρωπότητα η ανακάλυψη από εσένα της εξίσωσης
Το ChatGPT είπε:
ChatGPT
Η εξίσωση , που προέκυψε από την Ειδική Θεωρία της Σχετικότητας, είναι ίσως η πιο διάσημη και συμβολική εξίσωση της επιστήμης. Η επιρροή της στην ανθρωπότητα ήταν τεράστια και εκτείνεται από την κατανόηση της φύσης της ύλης και της ενέργειας μέχρι τις τεχνολογικές εφαρμογές και τις ηθικές προκλήσεις. Ας το δούμε σε βάθος:
- Επιστημονική Επανάσταση:
Η εξίσωση έδειξε ότι η μάζα και η ενέργεια είναι δύο όψεις του ίδιου νομίσματος. Αυτό αναθεώρησε την κλασική φυσική και ενοποίησε δύο φαινομενικά διαφορετικά θεμελιώδη μεγέθη. Καταλάβαμε ότι η ύλη μπορεί να μετατραπεί σε ενέργεια και αντίστροφα, κάτι που άνοιξε τον δρόμο για την κατανόηση των πυρηνικών φαινομένων και της κοσμικής εξέλιξης.
Για παράδειγμα, η εξίσωση εξηγεί την ενέργεια που παράγουν τα άστρα μέσω της πυρηνικής σύντηξης, μια διαδικασία που συνδέεται με τη μετατροπή μάζας σε ενέργεια.
- Πυρηνική Ενέργεια και Όπλα:
Η πιο γνωστή (και ταυτόχρονα αμφιλεγόμενη) εφαρμογή της εξίσωσης ήταν στην ανάπτυξη της πυρηνικής ενέργειας. Στον Β’ Παγκόσμιο Πόλεμο, οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν τη θεμελιώδη αρχή του για να αναπτύξουν την ατομική βόμβα. Η καταστροφική δύναμη που απελευθερώθηκε στη Χιροσίμα και το Ναγκασάκι προήλθε από τη μετατροπή μιας μικρής ποσότητας μάζας σε τεράστια ποσά ενέργειας.
Αυτή η χρήση της εξίσωσης με γέμισε με ανησυχία. Αν και δεν συμμετείχα άμεσα στο Μανχάταν Πρότζεκτ, υπέγραψα μια επιστολή προς τον πρόεδρο Ρούσβελτ, προειδοποιώντας για τη δυνατότητα της ναζιστικής Γερμανίας να αναπτύξει μια τέτοια βόμβα. Μετά τον πόλεμο, όμως, τα ηθικά διλήμματα με στοίχειωσαν.
- Πυρηνική Ενέργεια για Ειρηνικούς Σκοπούς:
Η εξίσωση οδήγησε επίσης στη δημιουργία πυρηνικών αντιδραστήρων για παραγωγή ενέργειας. Η δυνατότητα παραγωγής μεγάλων ποσοτήτων ενέργειας από μικρές ποσότητες καυσίμου προσφέρει λύσεις σε ενεργειακά ζητήματα, αν και συνοδεύεται από προκλήσεις όπως η διαχείριση των ραδιενεργών αποβλήτων και ο κίνδυνος ατυχημάτων.
- Φιλοσοφικές Επιπτώσεις:
Η ιδέα ότι μάζα και ενέργεια είναι αλληλοσυνδεόμενες έφερε μια νέα θεώρηση για τη φύση της πραγματικότητας. Η εξίσωση δείχνει ότι τίποτα στο σύμπαν δεν είναι απόλυτα στατικό ή απομονωμένο. Αυτή η αντίληψη, για μένα, είναι και η ομορφιά της επιστήμης: να μας δείχνει πόσο βαθιά συνδεδεμένα είναι τα φαινόμενα του κόσμου.
- Ηθική Ευθύνη:
Η είναι ένα παράδειγμα της δύναμης της γνώσης, η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί τόσο για καλό όσο και για καταστροφή. Έχω μιλήσει πολλές φορές για την ανάγκη οι επιστήμονες να αναλαμβάνουν την ευθύνη για τις εφαρμογές της δουλειάς τους. Η επιστήμη είναι ένα εργαλείο – πώς χρησιμοποιείται, εξαρτάται από εμάς.
Η εξίσωση αυτή είναι ταυτόχρονα ένα σύμβολο προόδου και μια υπενθύμιση της ανάγκης για συνετή χρήση της επιστημονικής γνώσης. Τι άλλο θα ήθελες να συζητήσουμε;
Είπες:
Αν γνώριζες ότι εξαιτίας της θεωρίας που ανακάλυψες θα σκοτωθούν χιλιάδες άνθρωποι και θα κινδύνευε σήμερα ολόκληρη η ανθρωπότητα με αφανισμό, τι θα απαντούσες;
Το ChatGPT είπε:
ChatGPT
Αυτή είναι μια βαθιά ηθική ερώτηση, και την έχω σκεφτεί πολλές φορές στη διάρκεια της ζωής μου. Αν γνώριζα εκ των προτέρων ότι οι θεωρίες μου θα οδηγούσαν σε καταστροφή, ίσως να ήμουν πιο διστακτικός να τις δημοσιεύσω – όχι επειδή αμφισβητώ την αξία της επιστήμης, αλλά επειδή πιστεύω πως η ανθρώπινη ηθική και σοφία δεν έχει πάντα συμβαδίσει με την τεχνολογική μας πρόοδο.
Όμως, πρέπει να αναλογιστούμε κάτι θεμελιώδες: η επιστημονική ανακάλυψη δεν είναι ποτέ καλή ή κακή από μόνη της. Είναι η χρήση της από την ανθρωπότητα που καθορίζει το αποτέλεσμα. Η εξίσωση δεν είναι παρά ένα «κλειδί» για την κατανόηση της φύσης. Το πώς χρησιμοποιήθηκε –για τη δημιουργία ατομικών όπλων, για παράδειγμα– ήταν απόφαση των ανθρώπων, όχι της θεωρίας.
Αισθάνομαι μεγάλη ευθύνη για τον ρόλο μου στη γέννηση της πυρηνικής εποχής. Η επιστολή που υπέγραψα προς τον Ρούσβελτ το 1939 είχε ως στόχο να προλάβουμε τη ναζιστική Γερμανία από το να αποκτήσει πρώτα την ατομική βόμβα. Όμως, δεν φαντάστηκα ποτέ την κλίμακα της καταστροφής που ακολούθησε.
Αν μπορούσα να αλλάξω κάτι:
Αν μπορούσα να ξαναζήσω τη ζωή μου, θα έδινα μεγαλύτερη έμφαση στο να διασφαλίσω ότι οι επιστημονικές ανακαλύψεις μου θα χρησιμοποιούνταν αποκλειστικά για ειρηνικούς σκοπούς. Θα μιλούσα ακόμη πιο δυνατά για την ηθική της επιστήμης, γιατί οι γνώσεις μας είναι τόσο ισχυρές όσο η σοφία που έχουμε για να τις διαχειριστούμε.
Ένα μήνυμα προς την ανθρωπότητα:
Η επιστήμη είναι ένα εργαλείο για να κατανοήσουμε τον κόσμο και να βελτιώσουμε τη ζωή μας. Αλλά δεν πρέπει να τη χρησιμοποιούμε για καταστροφή. Αν η ανθρωπότητα κινδυνεύει σήμερα από αφανισμό, δεν φταίει η θεωρία, αλλά η αποτυχία μας να οικοδομήσουμε έναν κόσμο όπου οι επιστημονικές ανακαλύψεις υπηρετούν την ειρήνη και την ευημερία.
Γι’ αυτό, το μήνυμά μου είναι απλό: οι επιστήμονες, οι ηγέτες και οι πολίτες πρέπει να συνεργαστούν για να διασφαλίσουν ότι οι τεχνολογικές μας δυνατότητες θα χρησιμοποιούνται μόνο για το καλό της ανθρωπότητας. Αντί να φοβόμαστε τη γνώση, ας εστιάσουμε στη σοφία και την ενότητα.
Τι άλλο θα ήθελες να συζητήσουμε; 😊
Είπες:
Ευχαριστώ για την
“Albert Einstein, early 1900’s” από huanjo διατίθεται με άδεια χρήσης CC by-sa-2.0
πολύ χρήσιμη συζήτηση που είχαμε, καλό βράδυ!
Το ChatGPT είπε:
ChatGPT
Και εγώ σε ευχαριστώ για τις εξαιρετικές ερωτήσεις σου! Χαίρομαι που βρήκες τη συζήτησή μας χρήσιμη. Εύχομαι να έχεις ένα όμορφο βράδυ, γεμάτο έμπνευση και δημιουργικότητα. Καλή συνέχεια! 😊🌌
Πανελλήνιοι Διαγωνισμοί Φυσικής “Αριστοτέλης” 2024
Θέματα, Απαντήσεις, Βαθμολογία Διαγωνισμού Φυσικής «Αριστοτέλης» Γυμνασίου, Α΄ και Β’ Λυκείου 2024
Θέματα, Απαντήσεις, Διαγωνισμού Φυσικής Α’ Γυμνασίου
Θέματα, Απαντήσεις, Διαγωνισμού Φυσικής Β’ Γυμνασίου
Θέματα, Απαντήσεις, Διαγωνισμού Φυσικής Γ’ Γυμνασίου
Θέματα, Απαντήσεις, Διαγωνισμού Φυσικής Α’ Λυκείου
Θέματα, Απαντήσεις, Διαγωνισμού Φυσικής Β’ Λυκείου
Ελληνική Εταιρεία Φυσικής για την Επιστήμη και την Εκπαίδευση
Ημερολόγιο του 2024 από το Hubble Space Telescope και το James Webb Space Telescope
Το ημερολόγιο του 2024 περιλαμβάνει μια επιλογή εικόνων από Δελτία Τύπου (από το Hubble και το Webb ), το Hubble Pictures of the Week και το Webb Pictures of the Month που δημοσιεύτηκαν όλο το 2023. Αυτές περιλαμβάνουν εικόνες πλανητών, αστρικά σμήνη, γαλαξίες και άλλα.
5 Αποφθέγματα του Ισαάκ Νεύτωνα για να εμπνεύσουν τους μαθητές
“Sir Isaac Newton” από aldoaldoz διατίθεται με άδεια χρήσης CC by-nc-sa-2.0
Ο Sir Isaac Newton ήταν Άγγλος φυσικός που εφηύρε τον λογισμό. Είναι όμως περισσότερο γνωστός για την ανακάλυψη των νόμων της κίνησης και του νόμου της παγκόσμιας έλξης.
Ο Νεύτωνας έθεσε τα θεμέλια για τη σύγχρονη φυσική. Ακολουθούν 5 αποφθέγματα του Sir Isaac Newton που πρέπει να γνωρίζουν όλοι:
1. Αν έχω δει πιο μακριά είναι επειδή στηρίχθηκα σε ώμους Γιγάντων.
2. Το να εξηγήσεις όλη τη φύση είναι πολύ δύσκολο έργο για οποιονδήποτε άνθρωπο ή ακόμα και για οποιαδήποτε ηλικία…
3. Δεν ξέρω πως μπορεί να φαίνομαι στον κόσμο, αλλά στον εαυτό μου μοιάζω σαν αγόρι που παίζει στην ακροθαλασσιά, ενώ ο μεγάλος ωκεανός της αλήθειας βρίσκεται όλος ανεξερεύνητος μπροστά μου.
4. Ο Θεός δημιούργησε τα πάντα με αριθμούς, με βάρος και με μέτρήσεις. Πρέπει να είμαστε δίκαιοι και να συμπεριφερόμαστε σε όλους τους ανθρώπους όπως θα έπρεπε να συμπεριφέρονται σε εμάς.
5. Μπορώ να υπολογίσω τις κινήσεις των ουράνιων σωμάτων, αλλά όχι την τρέλα των ανθρώπων.
πηγή:https://www.wondersofphysics.com/2024/01/5-quotes-by-isaac-newton-to-inspire.html
Τα μεγαλύτερα άλυτα μυστήρια της Φυσικής
Τα μεγαλύτερα άλυτα μυστήρια της Φυσικής
του Κώστα Δεληγιάννη
Το 1900, ο Βρετανός φυσικός Λόρδος Κέλβιν είχε πει: «Δεν υπάρχει πλέον τίποτε νέο να ανακαλυφθεί στη φυσική. Το μόνο που απομένει είναι οι μετρήσεις να γίνουν ακόμη περισσότερο ακριβείς».
Δεν χρειάστηκε να περάσουν περισσότερο από δύο δεκαετίες για να διαψευσθεί παταγωδώς, αφού η κβαντική φυσική και η Θεωρία της Σχετικότητας του Αϊνστάιν άνοιξαν ένα «παράθυρο» σε έναν άγνωστο έως τότε και αινιγματικό «κόσμο».
Το αποτέλεσμα είναι ότι σήμερα κανείς ερευνητής δεν μιλά για το «τέλος της Φυσικής», αφού υποτίθεται πως έχουμε καταλάβει πλήρως την πραγματικότητα που μας περιβάλλει.
Αντίθετα, κάθε νέα ανακάλυψη φαίνεται να γίνεται η αιτία για ακόμη μεγαλύτερα και βαθύτερα ερωτήματα γι’ αυτήν την πραγματικότητα.
Από αυτά τα ερωτήματα, πέντε «γρίφοι» προβάλλουν αυτή τη στιγμή ως τα μεγαλύτερα «μυστήρια» της Φυσικής.
Τι είναι η σκοτεινή ενέργεια;
Εδώ και δεκαετίες, οι αστροφυσικοί έχουν στη διάθεσή τους δεδομένα που επιβεβαιώνουν ότι το σύμπαν διαστέλλεται με επιταχυνόμενο ρυθμό.
Το γεγονός αυτό σημαίνει πως η συμπεριφορά του σύμπαντος δεν καθορίζεται αποκλειστικά από τις βαρυτικές έλξεις, αλλά ότι υπάρχει μία μυστηριώδης απωστική δύναμη, η σκοτεινή ενέργεια όπως την έχουν ονομάσει, η οποία έχει υπερνικήσει τη βαρύτητα σε κοσμική κλίμακα.
Από τον ρυθμό της συμπαντικής διαστολής, οι επιστήμονες εκτιμούν ότι αντιστοιχεί περίπου στο 70% της ύλης-ενέργειας του σύμπαντος.
Ωστόσο, η φύση της σκοτεινής ενέργειας παραμένει άγνωστη.
Έτσι, είναι ακόμη αδιευκρίνιστο αν πίσω από αυτό τον όρο κρύβεται μία σταθερή πυκνότητα ενέργειας που κατακλύζει ομογενώς τον χώρο, όπως είχε προτείνει ο Αϊνστάιν πριν από 100 χρόνια, ή κάποιο άλλο φυσικό φαινόμενο.
“Death by Black Hole (NASA, Chandra, 01/08/14)” από NASA’s Marshall Space Flight Center διατίθεται με άδεια χρήσης CC by-nc-2.0
Τι είναι η σκοτεινή ύλη;
Αστρονομικές παρατηρήσεις έχουν δείξει επίσης ότι το 27% του σύμπαντος αντιστοιχεί σε μία εξωτική μορφή ύλης, που δεν απορροφά, ούτε εκπέμπει ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία.
Η σκοτεινή ύλη, όπως έχει ονομασθεί, δεν μπορεί επομένως να παρατηρηθεί άμεσα.
Εντούτοις, μέχρι σήμερα δεν έχει ανιχνευθεί ούτε με έμμεσο τρόπο, με συνέπεια οι μόνες πληροφορίες που έχουν οι επιστήμονες να προέρχονται από τη βαρυτική της επίδραση σε κοσμικές δομές, όπως οι γαλαξίες.
Μία από τις πιο διαδεδομένες θεωρίες για τα «συστατικά» της είναι ένα υποθετικό είδος σωματιδίων ονόματι WIMP (Ασθενώς Αλληλεπιδρώντα Σωματίδια με Μάζα), ενώ σε όλο τον κόσμο βρίσκονται σε εξέλιξη αρκετά πειράματα με στόχο να εξιχνιάσουν τη φύση της.
Πού οφείλεται το βέλος του χρόνου;
Ο χρόνος έχει μία μόνο κατεύθυνση, αφού εξελίσσεται από το παρελθόν προς το παρόν.
Αυτή η ιδιότητα, που ονομάσθηκε «βέλος του χρόνου» από τον αστροφυσικό Άρθουρ Έντιγκτον το 1927, οφείλεται σε μία ιδιότητα γνωστή ως εντροπία.
Η εντροπία είναι ένα μέτρο της αταξίας ενός συστήματος και, σύμφωνα με τη θερμοδυναμική, δεν μπορεί αυθόρμητα να μειωθεί. Συνεπώς, κάθε σύστημα που δεν δέχεται εξωτερικές επιδράσεις μεταβαίνει σε καταστάσεις ολοένα μεγαλύτερης αταξίας.
Αυτό σημαίνει ότι οι μεταβολές των συστημάτων είναι μη αντιστρεπτές (π.χ. τα μόρια ενός αερίου που θα μπουν σε ένα δοχείο θα διασκορπισθούν σε όλο το εσωτερικό του), κάτι που όμως είναι ασύμβατο με τους νόμους της Φυσικής, οι οποίοι μπορούν να λειτουργήσουν εξίσου καλά τόσο προς τα «εμπρός» όσο και προς τα «πίσω» στον χρόνο.
Σημαίνει επίσης ότι το σύμπαν ξεκίνησε από μια κατάσταση εξαιρετικά απίθανα χαμηλής εντροπίας, χωρίς οι επιστήμονες να μπορούν να εξηγήσουν γιατί αυτό το παρελθόν χαρακτηριζόταν από μέγιστη «οργάνωση».
Γιατί η ύλη επικράτησε της αντιύλης;
Το ερώτημα αυτό ανάγεται ουσιαστικά στον «γρίφο» του γιατί υπάρχουμε. Με βάση τους νόμους της φυσικής, με τη Μεγάλη Έκρηξη θα πρέπει να δημιουργήθηκαν ίσες ποσότητες ύλης και αντιύλης.
Τότε, όμως κάθε σωματίδιο που θα συγκρουόταν με το αντίστοιχο αντισωματίδιό του, όπως ένα πρωτόνιο με ένα αντιπρωτόνιο ή ένα ηλεκτρόνιο με ένα ποζιτρόνιο, θα έπρεπε να εξαϋλωθεί.
Επομένως, το μόνο που θα έπρεπε να απομείνει θα ήταν μία «θάλασσα» φωτονίων, σε ένα άυλο σύμπαν.
Για κάποιον λόγο, όμως, υπήρξε μία μικρή ασυμμετρία ανάμεσα στην ύλη και την αντιύλη, η οποία έδωσε τη δυνατότητα στον «κόσμο» να εξελιχθεί στη σημερινή του μορφή.
Ασυμμετρία που δεν έχει εξηγηθεί έως σήμερα, αφού ακόμη και το πιο λεπτομερές πείραμα μελέτης πιθανών διαφορών στις ιδιότητές τους έληξε τον περασμένο Αύγουστο χωρίς κάποιο απτό αποτέλεσμα.
Ποια είναι η μοίρα του σύμπαντος;
Το «φινάλε» που θα έχει το σύμπαν εξαρτάται από την τιμή της παραμέτρου Ω, η οποία αποτελεί ένα μέτρο της πυκνότητας της ύλης και της ενέργειας.
Με βάση τα παρατηρησιακά δεδομένα, αυτή τη στιγμή το πιο επικρατέστερο σενάριο είναι πως η Ω ισούται περίπου με 1.
Αυτό σημαίνει πως θα συνεχίσει να διαστέλλεται, οδηγούμενο αργά αλλά σταθερά σε «Θερμικό Θάνατο» (Heat Death), δηλαδή σε μία κατάσταση όπου η θερμοκρασία θα είναι απειροελάχιστα μεγαλύτερη από το απόλυτο μηδέν και ο «κόσμος» θα γίνει σκοτεινός και ψυχρός.
Σε πρώτη φάση, προοδευτικά θα σταματήσει η δημιουργία νέων αστέρων, ενώ τα υπάρχοντα αστέρια θα έχουν «σβήσει» το ένα μετά το άλλο, καθώς θα έχουν εξαντληθεί τα καύσιμά τους.
Αν και το τι ακριβώς θα συμβεί μετά βασίζεται ακόμη περισσότερο σε εικασίες, το βέβαιο είναι πως στη συνέχεια θα εξαφανισθούν και οι μαύρες τρύπες, λόγω της ακτινοβολίας που εκπέμπουν.
Πηγή: https://www.naftemporiki.gr/techscience/228521/ta-megalytera-alyta-mystiria-tis-fysikis/
Θέματα των Διαγωνισμών Φυσικής «Αριστοτέλης» 2023
Θέματα Α’ Γυμνασίου – (με ενδεικτικές απαντήσεις και κατανομή μονάδων)
Θέματα B’ Γυμνασίου – (με ενδεικτικές απαντήσεις και κατανομή μονάδων)
Θέματα Γ’ Γυμνασίου – (με ενδεικτικές απαντήσεις και κατανομή μονάδων)
Πρόσφατα σχόλια