10 činjenica o fizici koju ste trebali naučiti u školi, ali vjerovatno niste

  1. Entropija ne mjeri poremećaje, ona mjeri vjerovatnoću.

Zaista, ideja da je poremećaj mjera entropije potpuno ne koristi. Pretpostavimo da napravim tijesto i razbijem jaje i bacam ga na brašno. Dodam šećer i puter i miješam sve dok tijesto ne postane glatko. Koje stanje je više uredu, slomljeno jaje na brašnu sa maslacem iznad njega ili konačno tijesto?

Idem po tijesto. Ali to je stanje sa višom entropijom. A ako ste se odlučili za jaje na brašnu, šta je sa uljima i vodom? Da li je entropija veća kada su razdvojeni ili kada ih snažno rukovodite tako da su pomiješani? U ovom slučaju bolje sortirani slučaj ima veću entropiju.

Entropija se definiše kao broj “mikro stanja” koji daju isto “makrostanje”. Microstanja sadrže sve detalje o pojedinačnim sastojcima sistema. Makrostanje s druge strane karakteriše samo opšte informacije, kao što su “odvojene u dva sloja” ili “glatko u prosjeku”. Postoji mnogo stanja za sastojke tijesta koji će se miješati, ali vrlo malo stanja koje će se razdvojiti u jaja i brašno kada se miješaju. Stoga, tijesto ima veću entropiju. Slična priča za ulje i vodu: Jednostavno je ukloniti, teško se miješati, stoga nejednjeno stanje ima višu entropiju.

  1. Kvantna mehanika nije samo teorija za kratke udaljenosti, već je teško posmatrati njene efekte na velikim daljinama.

Ništa u teoriji kvantne mehanike ne implicira da je ona dobra samo na kratkim daljinama. Takođe se dešava da veliki objekti koje posmatramo sastoje se od mnogo manjih sastojaka, a termički pokret ovih sastojaka uništava tipične kvantne efekte. Ovo je proces poznat kao dekoherencija i to je razlog što obično ne vidimo kvantno ponašanje u svakodnevnom životu.

Međutim, kvantni efekat je mjeren u eksperimentima koji se protežu na stotine kilometara i mogu proširiti rastojanje ukoliko je okruženje dovoljno hladno i stabilno. Mogli bi čak proći kroz cijele galaksije.

  1. Teške čestice se ne raspadaju da bi dosegle stanje najmanjih energija, već da postignu stanje najviše entropije.

Energija je konzervirana. Dakle, ideja da svaki sistem pokušava da minimizira svoju energiju je samo glupost. Razlog zbog kojeg se teške čestice raspadaju ako mogu, je zato što mogu. Ako imate jednu tešku česticu (recimo, muon) može se raspasti u elektron, muon-neutrino i elektron anti-neutrino. Suprotan proces je takođe moguć, ali zahtjeva da se tri proizvoda raspadaju zajedno. Zbog toga se vjerovatno ne dešava.

Ovo nije uvijek slučaj. Ako stavite teške čestice u vruću dovoljnu supu, proizvodnja i raspad može doseći ravnotežu sa nemalim dijelom teških čestica okolo.



  1. Linije u Feynmanovim dijagramima ne prikazuju kako se čestice kreću, one su vizuelna pomagala za teške kalkulacije.

Pošto svi znaju da se ne može istovremeno mjeriti pozicija i dinamika čestice proizvoljno dobro, nema smisla da se crta linija za čestice. Slijedi da je sva fizika čestica pogrešna!

Ali ne, ništa nije pogrešno sa fizikom čestica. Postoji nekoliko tipova Feynman dijagrama, a oni sa momentima su za prostor u momentu. U ovom slučaju linije nemaju nikakve veze sa putevima kojima se čestice kreću. Zaista ne. One su samo način prikazivanja određenih tipova integrala.

Postoje neke vrste Fejnmanovih dijagrama u kojima linije prikazuju moguće putanje kojima bi mogla ići čestica, ali i u ovom slučaju i sam dijagram ne govori o čemu djeluje čestica. Za ovo morate ustvari računati.

  1. Kvantna mehanika je ne-lokalna, ali ne možete je koristiti za prenos informacija ne-lokalno.

Kvantna mehanika dovodi do ne-lokalnih korelacija koje su kvantifikovano jače od onih koje nisu kvantne teorije. To je ono što je Einstein nazvao “spooky akcijom na daljinu”.

Kvantna mehanika je takođe fundamentalno slučajna. Dakle, iako imate te izvanredne ne-lokalne korelacije, ne možete ih koristiti za slanje poruka. Kvantna mehanika je zaista savršeno kompatibilna sa Ajnštajnovom graničnom brzinom.

  1. Kvantna gravitacija postaje relevantna na visokoj energiji, a ne na kratkim rastojanjima.

Ako procenite jačinu kvantnih gravitacionih efekata, smatrate da bi oni trebali postati neznatni ako je krivina prostora-vremena uporediva sa inverznom dužinom Planck-a. To ne znači da ćete ovaj efekat vidjeti na daljinama blizu Planckove dužine. Vjerujem da konfuzija dolazi iz termina “Planck dužine”. Dužina Plancka ima jedinicu dužine, ali nije ništa od toga.

Važno je da se zakrivljenost približava obrnutoj dužini Planck-a na kvadratu, to je izjava nezavisna od posmatrača. Ne zavisi od brzine kojom se krećete. Teškoća s mišljenjem da kvantna gravitacija postaje relevantna na kratkim daljinama je to što je nekompatibilna sa Specijalnom Teorijom Relativiteta.

U specijalnoj relativnosti, dužine se mogu ugovoriti. Za posmatrača koji se dovoljno kreće, Zemlja je palačinka širine ispod plankove dužine. To bi značilo da bi trebalo dugo da vidimo kvantne gravitacione efekte, ili da Specijalna relativnost mora biti pogrešna. Dokazi govore protiv oboje.



  1. Atomi se ne šire kada se Svemir širi. Ni Brooklyn.

Širenje Univerzuma je nevjerovatno sporo, a sila koja se javlja zbog toga je slaba. Sistemi koji su zajedno vezani silama iznad onog ekspanzije ostaju nepromjenjeni. Sistemi koji se razdvajaju su oni veći od veličine klastera galaksije. Sami klasteri i dalje drže zajedno pod njihovim gravitacijskim potezom. Takođe, i galaksije, solarni sistemi, planete i, naravno, atomi. Da, to je tačno, atomske sile su mnogo jače od sila pomjerenja čitavog Univerzuma.

  1. Crvotočine su naučna fantastika, crne rupe nisu.

Dokazi za crne rupe su čvrsti. Astrofizičari mogu na različite načine reći prisustvo crne rupe.

Najlakši način je da se utvrdi koliko se masa mora kombinovati u određenom prostoru da bi se izazvalo posmatrano kretanje vidljivih objekata. Ovo samo vam ne govori da li tamni objekt koji utiče na vidljive ima horizon događaja. Ali možete razlikovati razliku između horizonta događaja i čvrste površine ispitivanjem zračenja koje emituje tamni predmet. Takođe možete koristiti crne rupe kao ekstremna gravitacijska sočiva kako biste testirali da su u skladu sa predviđanjima Ajnštajnovih teorija o opštoj relativnosti. Zbog toga su fizičari uzbuđeni radom na podatke iz teleskopa Horizon Event.

Možda je najvažnije, znamo da su crne rupe tipično krajnje stanje određenih vrsta zvjezdnog kolapsa. Teško ih je izbjeći, teško ih je dobiti, u općoj relativnosti.

Crvotočine su, s druge strane, vremenske i prostorne deformacije za koje ne znamo kako bi mogli da dođu u prirodnim procesima. Njihovo prisustvo takođe zahtjeva negativnu energiju, nešto što nikada nije bilo primjećeno, a mnogi fizičari veruju da ne mogu postojati.

  1. Možeš pasti u crnu rupu u konačnom vremenu. Samo se čini da je zauvijek potrebno.

Vrijeme usporava ako se približite horizontu događaja, ali to ne znači da zapravo prestanete pasti prije nego što stignete do horizonta. Ovo usporavanje je samo ono što bi posmatrač na daljinu vidio. Možete izračunati koliko bi vremena trebalo da pada u crnu rupu, mjereno satom koju sam posmatrač nosi. Rezultat je konačan. Stvarno pada u crnu rupu. Samo tvoj prijatelj koji ostaje napolju nikad ne vidi da padneš.




10. Energija nije konzervirana u Svemiru kao cjelini, ali efekat je tako mali da ga nećete primjetiti.

Energija je konzervirana, ali to je samo približno tačno. Bilo bi sasvim tačno za Univerzum u kojem se prostor ne mijenja s vremenom. Ali znamo da se u našem univerzumu proširuje prostor, a ova ekspanzija rezultira kršenjem energije.

Međutim, ovo kršenje očuvanja energije je toliko malo da ga ne primjetite ni u jednom eksperimentu na Zemlji. Potrebno je vrlo dugo vremena i duga odstojanja. Zaista, ako je efekat bio veći, primjetili bi smo mnogo ranije da se Univerzum širi! Zato ne pokušavajte kriviti Svemir za vaš račun za električnu energiju, ali zatvorite prozor kada AC radi.

Izvor: backreaction.blogspot.com

Autor: Sabine Hossenfelder



 1,276 total views,  2 views today

Arnes K.

Ja sam nastavnik i profesor fizike koji nastoji da ispuni rupe u svom i svačijem znanju kako bi svi bili bolje informisani i mogli da donosimo bolje odluke i živimo bolji život.

Šta vi mislite o ovom? Ostavite vaš komentar i podijelite mišljenje sa svima.

Sva Fizika
%d bloggers like this: