Del:
Top 10 ting foregår i rummet, der smelter din hjerne
Gamle kulturer som kineserne og grækerne kiggede op på himlen i ærefrygt og rejste deres hjerner for at finde ud af, hvad der foregik deroppe. De lavede bemærkelsesværdige gennembrud, men tingene blev helt op i 20 og 21 århundrede, da teknologien avancerede. Nogle af disse opdagelser kan være ufattelige for de ikke-forskere derude, men de er helt rigtige.
10Krummet Rum
Tanken om, at rummet kan være fladt eller buet, er mærkeligt og måske ikke engang troværdig, men desværre er det sandt.
Albert Einstein realiserede rummet omkring gravitationsobjekter, der er buet, som tegner sig for ting som kredsløb (mere om det næste). En måde at afgøre, om rummet er fladt eller buet, er ved at teste euklidisk geometri i disse rum. Dette er geometri udført af Euclid, en matematiker fra det antikke Grækenland, der skrev op alle de formler du lærte i gymnasiet geometri.
For eksempel i en euklidisk geometri tilføjer en trekants vinkler op til 180 grader. Ikke i buet rum. Det skyldes, at krumningen af de lige linjer (hvilken oxymoron) får vinklerne til at blive større. Du kan tegne en trekant med tre 90-graders vinkler.
Tænk over det i et øjeblik.
9Den ikke kraft af tyngdekraften
Husk i gymnasiet fysik, da du lærte Isaac Newtons tre love om bevægelse? Og tyngdekraften? Force er masse gange acceleration, eller 9,8 m / s? Glem det. Næsten.
Newton var ikke helt forkert med sine love om tyngdekraften; Han var imidlertid ikke helt rigtig. Det viser sig i sine formler, at du teoretisk kan få svar, som potentialet for uendelig tyngdekraft, som bare ikke fylder op, og Albert Einstein så det. Han kom derefter op med sine egne ligninger, der besvarede spørgsmål om tyngdekraften, at Newtons ligninger ikke kunne. Sådan får vi krumt rum, hvilket forårsager tyngdefænomenet.
Forestil dig rummet som en gummiark. Hold nu en bowlingkugle, der repræsenterer jorden, på den. Du skal se en kurve i gummi rundt om Jorden. Med dette i betragtning, hvis du skulle rulle en mindre, lettere bold (månen) ved kanten af det buede gummi, ville det blive fanget i krumningen af gummi (tyngdekraft) og gå i cirkler eller kredse rundt om jorden . Sådan virker tyngdekraft ifølge Einstein.
Den store takeaway her? Gravity er ikke en kraft, så glemmer high school fysik. Kun den del, alligevel.
8Einsteins Relativitetsteori
Einsteins relativitetsteori er en kompliceret, så hold dig til dine hatte, drenge og piger. Denne spiller ind med krumt rum og tyngdekraft, der ikke er en kraft, men det er langt sit eget dyr.
På større skalaer, når et objekt bevæger sig fra en observatør, falder tiden til den observatør. For eksempel, hvis du holder et ur foran dig, krydses sekunderne som normale. Flyt det ur længere væk, og de sekunder og minutter, i dit perspektiv, vil bremse. De går ikke langsomt ned, men de ligner det.
Dette gælder for alle slags ting, som ældning og lys. Hvis du holder et blåt lys foran dig, vil det se blåt ud, men når det bevæger sig længere og længere væk, begynder det at se rødt ud, fordi rød har en længere bølgelængde. Dette er også grunden til lyden, som når du hører et toghorn, ændres. Når det kommer nærmere, krymper bølgelængderne, så frekvensen og tonehøjden går op. Når det går væk, bliver bølgelængderne længere, og frekvensen og tonefaldet.
På jorden er disse relative forskelle meget subtile, næsten ubetydelige, hvorfor Newtons love anvendes og undervises i skolen. De tjener deres formål fint på jorden, undtagen i én henseende: Global Positioning Systems.
GPS-enheder bruger Einsteins relativitet til at fungere korrekt. Tid på satellitterne over Jorden passerer langsommere, til os, end det virkelig gør, og for satellitterne går tiden hurtigere her ned på grund af Jordens tyngdekraft. Disse tidsforskelle er store nok til, at de helt ville smide din rejsetid. For at sikre, at vi kommer til, hvor vi skal være, er GPS-enheder afhængige af Einsteins tid.
7Blackhuller
Sorte huller er stadig et fantastisk mysterium. Deres natur er det, der gør dem så vanskelige at forstå. For en kan du ikke se dem. Deres tyngdekraft er så stærk, intet kan undslippe, herunder lys. Materi ville være nødt til at bevæge sig hurtigere end lysets hastighed for at komme ud af tyngdekraften (kaldet flugthastigheden), hvilket er umuligt. Sådan har sorte huller deres navn: Intet lys kommer ud af det, så vi kan ikke se det, derfor er det sort. Enkel.
Bortset fra at de ikke er så enkle.
Sorte huller er en slags stjernekroppe. Når en massiv stjerne (meget større end vores sol) dør, bliver den op i en supernova og vil falde sammen i en neutronstjerne eller et sort hul, hvis sidstnævnte er helt ulig en stjerne. Sorte huller har en ekstrem tyngdekraft, der fører til en singularitet, hvor der er uendelig tæthed, hvor hele massen er pakket, og hvor tiden stopper helt. Hændelseshorisonten er "point of no return" på den ydre del af det sorte hul, hvor flugthastigheden overstiger lysets hastighed og plads og tid bevæger sig i en retning: fremad.
Når du krydser ind i arrangementshorisonten, kommer du ikke tilbage. Hvis du kommer til singularitet, vil du dø en grim, men hurtig, død. Fordi tidevandskræfterne er så stærke, vil din krop blive unaturligt langstrakt, og du vil blive knust forfra til side og side om side. Du vil ende med at ligne en snor, hvilket er en anden grund, vi ved ikke meget om sorte huller. Det er for risikabelt.
6Alternat Universer
Dette lyder som ren science fiction, men det er et legitimt begreb, som forskere har ramt med i et århundrede.
I løbet af første verdenskrig skrev Karl Schwarzschild den første ligning om sorte huller, som deres stråler og endnu mere fascinerende, hvad der er inde. Han skrev at på et enkelt tidspunkt forbinder singulariteten (det dødssted, der knuser dig) sammen med et uendeligt parallelt univers helt uafhængigt af men i vores eget univers.
Selv crazier er, hvad en mand ved navn Roy Kerr skrev. Hans ligninger gælder for et roterende sort hul. Det gør en verden eller verdener-af forskel. Hans ligninger gør singulariteten til en ring i stedet for en prik. Denne ring er næsten som en portal, der ville føre til uendelige universer. Hvis du gik gennem singulariteten (uden at røre ringen fordi du ville dø) ville du gå ind i et andet rum et andet sted og ikke kunne gå tilbage gennem den samme singularitet til det rum, hvorfra du oprindeligt kom. Det rum du ville indtaste ville være inde i et hvidt hul, som, som navnet antyder, er det samlede modsatte af et sort hul i, at intet kan komme ind i det, men det kan kun spydes ud. I teorien kan du gå ud af det hvide hul og være i et univers ligesom vores, men det er ikke vores. Hvis du ville have, kunne du finde et andet sort hul, gå ind og komme ud af et hvidt hul i et tredje univers. Du kan gentage denne proces for evigt, hvis du ville.
Selvfølgelig er alt dette kun i matematik, ikke virkelighed. Selv om det sandsynligvis ikke er sandt, på grund af faktorer som at tilføje masse, er det et koncept, som forskere skal tage seriøst og beskæftige sig med i dag.
5 Hvide huller
Et hvidt hul er det fuldstændige modsatte af et sort hul, fordi intet kan gå ind. Det er struktureret ligesom et Kerr sort hul, dog er dets singularitet ringformet og fungerer som en gateway til andre universer. Det har også en hændelseshorisont, som ikke tillader dem, der krydser det, at komme ind igen, fordi rummet og tiden er så stærke.
Der er ingen hvide huller i vores univers. Disse er rent hypotetiske og kommer med matematikken bag sorte huller. Selv hvis hypotetiske hvide huller eksisterede i hypotetiske universer i hyperspace, ville vi ikke kunne få adgang til dem på grund af de sorte hullers karakter.
4ormhuller
Disse er også resultater af ligningerne bag sorte huller og hvide huller, men behøver ikke nødvendigvis at gøre med alternative universer og hyperspace. I stedet beskæftiger disse sig med vores eget univers.
Ifølge ligningerne kunne disse ormhuller forbinde rumtiden som en genvej. For at visualisere denne genvejskoncept, forestil dig en kæmpe blok af beton foran dig. For at komme direkte til den anden side skal du gå rundt om det. Den retfærdigste rute, du muligvis kan tage, er at gå direkte til den og gnide din skulder langs kanten, mens du går rundt om den. For at gøre det kortere, kan du bare klippe et hul i betonen og gå igennem det. Samme sted, samme univers, men en anden og en meget vanskelig måde.
Selvfølgelig er der mange tekniske aspekter, der er forkerte med denne analogi, men det bliver punktet på tværs. Wormholes kunne skære igennem nogle underlige rumtider for at komme fra en del af universet til en anden uden at skulle rejse gennem universets rumtid.
Wormholes starter med et sort hul og spyder ud af et hvidt hul et andet sted i universet. Men som med meget af dette er det stadig rent hypotetisk. Den kendsgerning, at det er under seriøs undersøgelse, er nok til at tænke.
3Dark Matter
Mindre hjerne-smeltende, men stadig uhyggelig og skør er, at der er så mange ting i universet, men fangsten? Vi kan ikke se det, vi ved ikke, hvad det end er, og det er overalt.
Det handler om alt, hvad vi ved om mørkt stof, stoffet der udgør 27 procent af universet. Og mørk energi, noget helt uafhængigt, men lige så mystisk som mørkt materiale, udgør en anden 68 procent. Normal materie, som de protoner og neutroner du er lavet af, udgør kun omkring 5 procent.
Mørk stof blev opdaget af Vera Rubin da hun indså, at den samlede masse af galakser var mere end den masse, som de påviselige objekter i galaksen skulle have lagt til. Det betyder at der er noget i disse galakser, der ikke kan ses eller registreres, der har masse.
Hvordan kan det være? Hvad er det her? Det drejer sig om spørgsmål, der kaster med astronomens hjerner hver dag af samme grund som de puslespiller vores. Dette giver bare ikke mening.
2Hvad det er universet udvider sig ind
Langs kosmologiske linjer er et andet stort spørgsmål: Hvad er uden for universet?
Mange ved, at universet fortsætter for evigt. Det har ingen kant og intet center, men det vokser konstant. Det vil sige, at rummet mellem galakser vokser. Dette kan ses i redshiftet i nærliggende galakser. Rødskift sker, når et objekt bevæger sig væk fra os, derfor bliver dets bølgelængder af lys større, så lyset bliver rødder.
Så ekspanderer universet, men hvad ekspanderer det ind? Hvad er på den anden side af universet? Dette begreb er overvældende og helt sikkert svært at forstå, men det er det virkelige liv.
1Gravitational Lensing
Denne sidste er måske den mindste blæser, men det gør dig stadig ridset på hovedet. Også i modsætning til de andre på denne liste er det godt blevet bevist, men det gør det ikke noget mindre vanvittigt.
Gravitationslinsering er, når man observerer et objekt for at være i en eller anden position i rummet, men det er ikke der. Dette skyldes, at lyset, der udsendes fra dets faktiske placering, bliver refraheret på grund af tyngdekraften af et objekt, der er i vejen.
Tyngdekraften bøjer lys. Tyg på den ene.