: Quantum Units of Nature — Planck Units

Оглавление

Сбросить всё

←

→

Английский оригинал	Перевод на русский
Сожалеем, но текст оригинала доступен только зарегистрированным пользователям.	Квантовые единицы измерения величин - планковские единицы ilves_ArtO 17.08.14 в 07:20 0
	Физики иногда используют систему естественных единиц измерения, названных планковскими единицами, которые рассчитываются на основе фундаментальных констант природы, таких как постоянная Планка, гравитационная постоянная и скорость света. ilves_ArtO 17.08.14 в 07:21 0
	Постоянная Планка часто всплывает при обсуждении квантовой физики. ilves_ArtO 17.08.14 в 07:21 0
	По сути, если бы вам надо было представить математику квантовой физики, вы бы обнаружили, что переменная h встречается повсеместно. ilves_ArtO 17.08.14 в 07:23 0
	Физики даже выяснили, что можно определить набор величин в терминах постоянной Планка и других фундаментальных констант, таких как скорость света, гравитационная постоянна и заряд электрона. ilves_ArtO 17.08.14 в 07:23 0
	Эти планковские единицы встречаются во многих формах. ilves_ArtO 17.08.14 в 07:24 0
	Существует планковский заряд и планковская температура, и можно использовать разнообразные планковские единицы для вывода других единиц измерения, таких как планковский момент, планковское давление, планковская сила... ну, вы поняли идею. ilves_ArtO 17.08.14 в 07:24 0
	Для обсуждения теории струн уместны только некоторые планковские единицы. ilves_ArtO 17.08.14 в 07:24 0
	Они получены путём объединения гравитационной постоянной, скорости света и постоянной Планка, что делает их естественными единицами измерения, которые используются, когда речь идёт о явлении, затрагивающем эти три константы, например, таком, как квантовая гравитация. ilves_ArtO 17.08.14 в 07:25 0
	Точные значения не важны, но приведём здесь общий масштаб соответствующих планковских величин: ilves_ArtO 17.08.14 в 07:25 0
	Планковская длина: 10^(-35) метра (если бы атом водорода был размером с нашу галактику, то планковская длина была бы величиной с человеческий волос). ilves_ArtO 17.08.14 в 07:25 0
	Планковское время: 10^(-43) секунды (время, за которое свет проходит расстояние, равное планковской длине - очень, очень короткий период времени). ilves_ArtO 17.08.14 в 07:26 0
	Планковская масса: 10^(-8) килограмм (сравнимо с массой большой бактерии или очень маленького насекомого). ilves_ArtO 17.08.14 в 07:26 0
	Планковская энергия: 10^28 электронвольт (примерно равно тонне тротилового эквивалента). ilves_ArtO 17.08.14 в 07:26 0
	Имейте в виду, что степень представляет собой число нулей, так что планковская энергия - это 1 с 28 нулями, в электронвольтах. ilves_ArtO 17.08.14 в 07:26 0
	Самый мощный ускоритель частиц на Земле, Большой адронный коллайдер, который ненадолго был запущен в 2008 г., может производить энергию только порядка тераэлектрон вольт (ТэВ) - а это 1 с 12 нулями, в электронвольтах. ilves_ArtO 17.08.14 в 07:27 0
	Отрицательная степень, в свою очередь, показывает число знаков после запятой в очень маленьких числах, так что планковское время содержит 42 нуля между десятичной точкой и первым ненулевым разрядом. ilves_ArtO 17.08.14 в 07:28 0
	Это очень маленький промежуток времени! ilves_ArtO 17.08.14 в 07:28 0
	Некоторые из этих единиц были впервые предложены в 1899 г. самим Максом Планком, до появления как теории относительности, так и квантовой физики. ilves_ArtO 17.08.14 в 07:28 0
	Такие предложения для естественных единиц - единиц, основанных на фундаментальных константах природы - были сделаны по крайней мере ещё в 1881 г. ilves_ArtO 17.08.14 в 07:29 0
	Постоянная Планка впервые была упомянута в статье физика в 1899 г. ilves_ArtO 17.08.14 в 07:29 0
	Позднее константа проявится в статье Планка о квантовом решении ультрафиолетовой катастрофы. ilves_ArtO 17.08.14 в 07:30 0
	Планковские единицы могут быть вычислены относительно друг друга. ilves_ArtO 17.08.14 в 07:30 0
	Например, перемещение света на планковскую длину занимает как раз планковское время. ilves_ArtO 17.08.14 в 07:30 0
	Планковская энергия рассчитывается через планковскую массу при помощи уравнения Эйнштейна E = mc^2 (это значит, что планковская масса и планковская энергия по существу являются двумя способами записи одной величины). ilves_ArtO 17.08.14 в 07:31 0
	В квантовой физике и космологии эти планковские единицы попадаются на каждом шагу. ilves_ArtO 17.08.14 в 07:31 0
	Планковская масса отражает количество массы, которую необходимо втиснуть в отрезок планковской длины для того, чтобы создать чёрную дыру. ilves_ArtO 17.08.14 в 07:31 0
	Поле в теории квантовой гравитации, как ожидается, содержит энергию вакуума с плотностью, приблизительно равной единице планковской энергии на кубическую планковскую длину - другими словами, это одна планковская единица плотности энергии. ilves_ArtO 17.08.14 в 07:31 0
	Почему эти величины так важны для теории струн? ilves_ArtO 17.08.14 в 07:31 0
	Планковская длина представляет собой расстояние, на котором гладкость релятивистского пространства-времени и квантовая сущность реальности начинают сталкиваться друг с другом. ilves_ArtO 17.08.14 в 07:32 0
	Это квантовая пена, которую я объясняю в главе 2. ilves_ArtO 17.08.14 в 07:32 0
	На таком расстоянии обе теории, каждая своим собственным способом, распадается. ilves_ArtO 17.08.14 в 07:32 0
	Гравитация становится невероятно мощной, в то время как квантовые флуктуации и энергия вакуума безудержно несутся. ilves_ArtO 17.08.14 в 07:33 0
	Это область, где необходима теория квантовой гравитации, такая как теория струн, чтобы объяснить, что происходит. ilves_ArtO 17.08.14 в 07:33 0
	Планковские единицы и парадокс Зенона ilves_ArtO 17.08.14 в 07:33 0
	Если планковская длина представляет собой самой короткое расстояние, допустимое в природе, она может быть использована для решения древнегреческой загадки, названной парадоксом Зенона. ilves_ArtO 17.08.14 в 07:33 0
	Вот этот парадокс: ilves_ArtO 17.08.14 в 07:34 0
	Вам необходимо пересечь реку, так что вы садитесь в лодку. ilves_ArtO 17.08.14 в 07:34 0
	Для того, чтобы достичь другого берега, вы должны пересечь половину реки. ilves_ArtO 17.08.14 в 07:34 0
	Затем вы должны пересечь половину от того, что осталось. ilves_ArtO 17.08.14 в 07:34 0
	Теперь пересечь половину от того, что осталось на этот раз. ilves_ArtO 17.08.14 в 07:34 0
	Не важно, как близко вы подберётесь к другому берегу реки, вы всегда должны будете преодолеть половину этой дистанции, так что пересечение реки займёт у вас вечность, потому как вам надо будет пересечь бесконечное число половин. ilves_ArtO 17.08.14 в 07:35 0
	Традиционный способ решения этой проблемы - вычисление, в котором можно показать, что хотя здесь и находится бесконечное число половин, пересечь их все возможно за конечный промежуток времени. ilves_ArtO 17.08.14 в 07:35 0
	(К несчастью для поколений поставленных в тупик философов, вычисление было придумано Ньютоном и Лейбницем через 2000 лет после того, как Зенон сформулировал свою задачу.) ilves_ArtO 17.08.14 в 07:35 0
	Так вышло, что студентом-второкурсником я решил парадокс Зенона на вычислительном курсе в том же семестре, когда узнал о планковских единицах на курсе современной физики. ilves_ArtO 17.08.14 в 07:36 0
	Мне при на ум, что если планковская длина - действительно самое короткое расстояние в природе, квант дистанции, то она предоставляет физическое разрешение парадокса. ilves_ArtO 17.08.14 в 07:36 0
	По моему мнению, когда расстояние до противоположного берега достигнет планковской длины, вы не больше не сможете пройти половину. ilves_ArtO 17.08.14 в 07:37 0
	У вас будут только два возможных варианта: пройти целое планковское расстояние или не двигаться вовсе. ilves_ArtO 17.08.14 в 07:37 0
	По существу, я представил вас "проскальзывающим" вдоль того последнего крошечного кусочка пространства без какого-либо деления дистанции пополам. ilves_ArtO 17.08.14 в 07:37 0
	Когда я впервые взглянул на эту идею как студент-физик, я был крайне поражён собой. ilves_ArtO 17.08.14 в 07:37 0

Следующая страница →