fs

Самая мощная сила Природы

Нашу Вселенную формируют всего пять фундаментальных сил. Масштаб действия каждой силы, зависит от радиуса её действия.

1. Сильное ядерное взаимодействие

Сильное ядерное взаимодействие

fs

Сильное ядерное взаимодействие действует в масштабах порядка размера атомного ядра (10 в -10 м.), отвечая за связь между частицами которые формируют ядра атомов (кварки, протоны, нейтроны).

Сильное ядерное взаимодействие на самых близких расстояниях всегда превосходит все прочие силы.

В указанных масштабах его можно считать самым сильным.

2. Электромагнитное взаимодействие

Электромагнитное взаимодействие

fs

Электромагнитная сила действует между частицами, обладающими электрическим зарядом. Эта сила, в том числе связывает атомы в молекулы и порождает электрический ток.

Электромагнитное взаимодействие действуют в макромире, то есть в мире от размеров Земли до расстояний порядка атомных. В конечном счете электромагнитная сила определяют все свойства окружающих нас тел и явлений в Природе.

Электромагнетизм занимает промежуточное положение по силе между сильным и слабым взаимодействиями.

3. Слабое ядерное взаимодействие

Слабое ядерное взаимодействие

fs

Слабое ядерное взаимодействие отвечает за радиоактивный распад и за превращение тяжелых элементарных частиц в легкие. Оно действует на расстояниях, значительно меньших размера атомного ядра (2 на 10 -18 м).

Эта сила называется слабой, ибо два других взаимодействия, значимых для ядерной физики и физики высоких энергий (сильное и электромагнитное), характеризуются намного большей интенсивностью. Однако оно значительно сильнее четвёртого из фундаментальных взаимодействий, гравитационного.

4. Гравитация

Гравитация

fs

Гравитация или тяготение проявляется в основном в астрономических и космологических масштабах. Эта сила удерживает вместе Землю, Солнечную систему, звезды, галактики и галактические сверхскопления.

И как парадокс – тяготение действует и на расстояниях настолько ничтожных, что атомное ядро по сравнению с ними — все равно, что Галактика по сравнению с пылинкой. На таких ничтожных расстояниях (порядка 10-35 м.) сама геометрия нашего мира вибрирует и непрерывно меняется.

Но геометрия мира, его пространственно-временная кривизна — это и есть гравитация.

5. Темная энергия

Темная энергия

fs

В масштабах галактических кластеров в дело вступает пятая сила – загадочная темная энергия.

В космических масштабах даже малого количества энергии (меньше джоуля на кубический км.), уже достаточно, чтобы преодолеть силу тяготения между огромными галактиками.

В результате мы имеем – ускоренное расширение Вселенной, когда галактики и их сверхскопления со временем все дальше и все быстрее удаляются друг от друга.

Существует две гипотезы объясняющие сущность тёмной энергии:

А). тёмная энергия есть космологическая константа (неизменная энергетическая плотность), равномерно заполняющая пространство Вселенной (другими словами, постулируется ненулевая энергия и давление вакуума);

Б). тёмная энергия есть некая квинтэссенция (динамическое поле), энергетическая плотность которого может меняться в пространстве и времени.

К настоящему времени (2017 год) все известные наблюдательные данные не противоречат первой гипотезе, так что она принимается в космологии как стандартная.

Окончательный выбор между двумя гипотезами требует высокоточных измерений скорости расширения Вселенной, чтобы понять, как эта скорость изменяется со временем.

Темпы расширения Вселенной описываются космологическим уравнением состояния. Разрешение уравнения состояния для тёмной энергии является одной из самых насущных задач современной наблюдательной космологии.

Согласно опубликованным в марте 2013 года данным наблюдений космической обсерватории «Планк», общая масса-энергия наблюдаемой Вселенной на 95,1% состоит из тёмной энергии (68,3%) и тёмной материи (26,8%).

Так что же сильнее?

В самых маленьких масштабах побеждает сильное ядерное взаимодействие.
В макромире господствуют электромагнитные силы.
В масштабах галактических структур сильнее — гравитация.
В масштабе Вселенной первенствует загадочная темная энергия.

В абсолютных значениях темная энергия – это самая слабая сила. Более 5 миллиардов лет из жизни Вселенной ушло только на то, чтобы проявились первые признаки ее воздействия. Человечество открыло темную энергию лишь в 1998 году. Однако в конечном итоге (через миллиарды лет) окажется, что только темная энергия останется той единственной силой, которая будет иметь значение во Вселенной.

Гипотезы о судьбе Вселенной

Гипотезы о судьбе Вселенной

fs

Если расширение Вселенной будет продолжаться вечно, то галактики вне нашего Сверхскопления рано или поздно выйдут за горизонт событий и станут для нас невидимыми, ибо их относительная скорость превысит скорость света.

Это не нарушение теории относительности, так как невозможно определить относительную скорость в искривлённом пространстве-времени. Относительная скорость имеет смысл только в плоском пространстве-времени.

Любая форма коммуникации за горизонтом событий невозможна и всякий контакт между объектами теряется. Земля, Солнечная система, Млечный Путь и наше Сверхскопление будут видны друг другу и достижимы, в то время как вся остальная Вселенная исчезнет вдали. Со временем наше Сверхскопление придёт в состояние тепловой смерти.

Существуют еще более экзотические гипотезы о будущем мира. Одна из гипотез предполагает, что расширяющая сила тёмной энергии будет неограниченно увеличиваться, пока не превзойдёт все остальные силы природы.

В итоге, тёмная энергия разорвёт все гравитационные связи во Вселенной, затем превысит силы электростатических и внутриядерных взаимодействий, разрушит атомные ядра и убьет мир в Большом Взрыве.

С другой стороны, тёмная энергия может со временем ослабнуть или даже сменить отталкивающее действие на притягивающее. В итоге гравитация возобладает и что приведёт мир Большому Коллапсу.

Другие гипотезы предполагают циклическую модель мира. Хотя эти гипотезы не подтверждаются наблюдениями, но они и не отвергаются полностью. Решающую роль в судьбе Вселенной (живущей по теории Большого Взрыва) должны сыграть точные измерения темпа ускорения.

© Копировать пост можно лишь при наличии прямой индексируемой ссылки на youinf.ru

  

 

Ноль Комментариев

Оставьте первый Комментарий.

Оставьте Комментарий

 




 

Comment Spam Protection by WP-SpamFree

Trackbacks

 
 

Яндекс цитирования