時空連續體---它是什麽以及如何理解它?
你有沒有想過什麽是時空連續體?當你聽到這句話時,你首先想到的是什麽?您有宇宙飛船、蟲洞或時間旅行門戶的圖像嗎?如果是這樣,那麽恭喜你——你讀了很多科幻小說。
當然,“時空連續體”這個提法在某種程度上聽起來似乎是純粹科學的、晦澀難懂的東西,遠遠超出了我們的想象。然而,這並不完全正確。讓我們稍微弄清楚一下。
什麽是空間?這是一個三維區域,其中有物體——行星、恒星、星系、原子。
時間是什麽?在經典物理學中,時間是一個獨立的實體,被認爲是恒定的並且只向前移動。
如果將時間添加到空間中,它就成爲一個四維的“時空連續體”,這是一種有助于更好地理解我們存在本質的理論科學構造。用科學術語來說,這是一個以相等的時間維度補充空間的物理模型。
當愛因斯坦發展廣義相對論時,他得出的結論是,空間和時間不是獨立的概念,而是一個整體,編織成一個連續體(稱爲時空)。
您是否覺得這有點令人困惑?讓我們看幾個例子。
想象一塊大的拉伸織物。根據愛因斯坦的理論,具有質量的物體——行星、恒星、原子——會造成時空扭曲。現在想象一下,您將一個巨大的物體放在這張紙的中間。物體周圍的區域下垂,形成凹陷。這種凹陷是時空連續體結構中的彎曲。愛因斯坦將其定義爲引力。
但這些曲線是真實的嗎?
盡管科學家無法看到或測量時空,但他們已經能夠證實愛因斯坦預言的一些現象。例如,光在大質量物體周圍移動時應該彎曲。這種現象被稱爲引力透鏡效應,研究隱藏在大質量物體後面的星系和恒星的天文學家已經觀察到了這一現象。
愛因斯坦還提出,空間和時間的相對性質意味著移動的物體所經曆的時間與靜止的物體不同。在地球上,我們移動得太慢而無法注意到這一點;在相對論速度下,這種效應更加明顯。
然而,即使在低速下,科學家也證實了這種現象。每天,組成 GLONASS 的衛星比地球時鍾快約 38 微秒。如果沒有內置的校准來使時鍾與地球同步,這將影響它們的定位精度達幾公裏。
因此,下次您使用 GPS 設備進行地理定位時,您可以告訴您的朋友您的位置信息來自更遙遠的未來!---來源: 超自然現象探索官-
*反物質與物質相似嗎?或者這些是不同的東西?*
這個問題幾十年來一直困擾著物理學家。反物質與物質非常相似——它由相同的亞原子粒子組成,但帶有相反的電荷。即反物質電子帶正電荷(它是正電子),質子帶負電荷,稱爲反質子。
否則,反物質的行爲應該與普通物質完全相同。如果你把一個反電子和一個反質子放在一起,你就會得到一個反氫原子,這是普通氫的反版本。
但他的表現如何?我們對氫的行爲了解很多,但了解反氫的行爲會更加困難,原因有兩個:制造困難,研究更困難。
反物質有一個令人不快的特性:當它與物質接觸時就會湮滅。這就是行星聯合聯邦使用反物質作爲星際飛船燃料的原因。
制造反物質需要極高的能量。這種能量存在于粒子加速器中,我們不斷觀察正電子是如何在那裏形成的。
但問題是——如何拯救他們?如何將它們放置在金庫或罐子中,以免與罐子的材料發生反應?畢竟,如果發生什麽事情 - 繁榮!我們保證能獲得清潔能源。
爲了防止這種情況發生,科學家們使用了磁鐵。帶電粒子受磁場影響。因此,可以創建一個磁陷阱來捕獲和存儲反粒子。
但有一個困難——你需要抓住很多它們。並以某種方式從它們那裏得到反氫。並以某種方式讓他安然無恙。
最後一部分相當困難。畢竟,一旦正電子與反質子結合,它們就會形成中性反氫原子。但盡管它是中性的,它仍然由一對帶電反粒子組成。這意味著反氫在被破壞之前會對磁場産生反應,盡管很弱。
現在最有趣的部分來了:歐洲核子研究中心的科學家們終于獲得了反氫原子的光譜,並發現(你瞧!)它遵循與古老的氫相同的物理定律。
這個過程的物理原理相當複雜,我不會在這裏解釋,我只會說科學家已經證明反氫和氫遵循相同的物理定律!
結論 : 關于反物質,我們還有很多不了解的地方。我們有非常複雜的物理模型來解釋這一切如何運作,我們真的希望通過實驗來證實這些理論的正確性。
但仍有疑問。其中一個很有趣:反物質是向上下落還是向下下落?想象一下,你有一個反物質網球,你把它扔下去,它會落在哪裏:向上還是向下?大多數物理學家認爲一切如常——網球會下落,但有些人認爲在這種情況下重力會朝相反的方向起作用。當然,這種情況是否會發生值得懷疑,但現在我們可以創造反氫原子,我們可以在實踐中對此進行測試。
我們探索宇宙的基本力量和能量,測試它們以了解事物如何運作以及我們如何利用它們。
以曲速引擎爲例。反物質對他們來說可能是一種極好的能源。當我們更多地了解反物質告訴我們的信息時,誰知道我們還會學到什麽並想出什麽,什麽樣的科幻技術在等待著我們。
我們在宇宙中看到的絕大多數是普通物質,反物質很少。反物質極度短缺的原因仍不清楚。但有一天我們也會解決這個問題。-來源: 超自然現象探索官-
*白矮星。這是什麽樣的恒星,它是如何形成的?*
像太陽這樣的恒星在耗盡核燃料後就會變成白矮星。這是黃矮星和紅矮星演化的最後階段。
白矮星是一顆質量基本上不足以成爲中子星的恒星的全部殘骸。
白矮星是如何形成的
像太陽這樣的恒星通過在其核心將氫轉化爲氦來生存。這一過程的結果是,恒星內部産生了多余的熱量和壓力。由于恒星質量很大,其強大的引力會補償這種內部壓力,試圖盡可能地壓縮恒星。當用作燃料的氫氣耗盡時,重力就會接管並導致恒星坍縮。
隨著恒星致密化,它的溫度會更高,燃燒掉最後的氫並導致外層向外膨脹。結果,一顆巨大的紅巨星取代了黃矮星。人們相信,當太陽變得如此巨大時,它將到達地球軌道。
考慮到紅巨星的大小,它的熱量很快就會逃逸到太空中,將表面溫度降低到相對較低的水平。但內部的核心仍然很熱,並從氦合成碳。
大約十億年後,當核心中不再有氦並且沒有足夠的溫度將碳轉化爲氖時,紅巨星就會擺脫其臃腫的外層,形成美麗的行星狀星雲。剩下的熾熱、明亮的核心是我們的白矮星,主要由碳和氧組成。
典型的白矮星的質量比太陽大,但比地球稍大。這樣一個天體的密度比我們星球的密度高20萬倍,這使其成爲密度最大的物質聚集體之一,僅次于中子星。
白矮星會變成什麽?
假設完全冷卻後,白矮星應該變成黑矮星,因爲黑矮星與白矮星完全相反。如果白矮星是一個熾熱、發光的天體,那麽黑矮星就是一個寒冷、黑暗、無生命的天體。盡管目前在太空中還沒有觀察到這些現象,但科學家們相信這種現象是暫時的。
事實上,白矮星冷卻得很慢,非常慢。完全冷卻需要 10 到 130 億年,而我們所知的宇宙已經存在了 137 億年多一點。因此,黑矮星根本還沒有出現,但將來肯定會出現。
白矮星內部有什麽?
由于白矮星內部沒有發生從內部膨脹的熱核過程,因此它無法抵抗重力。因此,重力將白矮星向內壓縮,破壞了其原子的所有電子殼層,並將恒星的物質變成電子核等離子體,變成所謂的簡並電子氣。
重力迫使白矮星的電子去往不該去的地方。一旦發生這種情況,恒星的物質就會簡並,引力的影響就會停止,物質中就不再有自由空間。
白矮星的大氣層
由于白矮星具有很高的表面重力,因此它的大氣層特別令人感興趣。首先,它非常密集。其次,它由非簡並物質的殘余物組成。第三,它非常薄。如果我們將其厚度推斷到地球,大氣層的頂部將終止于摩天大樓的頂部以下。
還有一個有趣的事實。科學家推測,許多白矮星的大氣層下有一層50公里厚的地殼。地殼的底部是碳原子和氧原子的晶格。我們知道鑽石是結晶碳,那麽我們可以用冷碳氧白矮星和鑽石進行類比。那些。白矮星的整個地殼都是固體鑽石礦床。---來源: 超自然現象探索官-