Capítulo 12: Conclusión
pequeña broma
A partir de Galileo se ha distinguido el trabajo de los filósofos y los científicos, siendo los filósofos pensando y los científicos trabajando y observando. Los logros científicos actuales tienen cada vez menos espacio para los filósofos. El campo de la filosofía se ve limitado por la ciencia. Una vez que llega la ciencia, los filósofos no pueden entenderla.
Este libro menciona algunos de los modelos teóricos que intentan explicar el universo.
Science Trial guía a todos para que se conviertan en científicos y filósofos, permitiéndoles participar en la discusión sobre por qué existe nuestro universo.
Capítulo 11: Unificación de la Física
La teoría de cuerdas combina la relatividad y la mecánica cuántica.
Los humanos viven en tres dimensiones e intentan percibir cuatro dimensiones. Las latitudes más altas requieren una mayor curvatura del espacio y del tiempo, que los humanos no pueden sobrevivir ni alcanzar.
Dos Dimensiones Los seres vivos complejos (los seres humanos) no pueden sobrevivir en dos dimensiones, porque si una criatura tuviera tanto un tracto alimentario como un tracto excretor, se desintegraría.
teoría unificada
Gödel dijo una vez que "es imposible expresar los cálculos en términos de una única familia de sistemas kilométricos". Así como la tierra en la que vivimos no puede describir la forma de su superficie en detalle a través de un plano bidimensional, se necesitan al menos dos mapas para cubrirla, y cada mapa sólo es efectivo para un área limitada.
Los científicos creen que hay tres posibilidades para una teoría unificada
2. No existe una secuencia teórica (combinación), pero puede acercarse infinitamente al universo entero y describirlo con precisión.
Hawking cree que todos deberían comprender las excelentes teorías de la física.
La física no termina con una teoría unificada. La teoría unificada basada en los fundamentos de la física actual es demasiado complicada y hay margen para la simplificación, lo que brinda a los humanos más capacidad para crear cosas nuevas. El progreso científico, el desarrollo social y la continuación de la civilización requieren que cada ser humano posea un nivel superior de sabiduría.
Capítulo 10: Agujeros de gusano y viajes en el tiempo
viaje en el tiempo
Velocidad superligera Si los humanos pueden encontrar un objeto de referencia y transmitirlo para observar eventos más rápido que la luz (compresión de tiempo), podremos saber qué sucederá en el futuro.
La teoría cuántica del agujero de gusano permite que el espacio-tiempo se curve y luego crea un agujero negro para unir el espacio-tiempo curvo. Mientras lleguemos a Próxima Centauri antes que el tiempo de la luz, podremos viajar en el tiempo y el espacio.
La paradoja del viaje en el tiempo, la mecánica cuántica cree que existen múltiples historias posibles en el universo.
Capítulo 9: La flecha del tiempo
El tiempo tiene tres flechas →
La flecha termodinámica del tiempo es el aumento del desorden o entropía en la dirección del tiempo.
La flecha psicológica del tiempo, la dirección en la que sentimos que pasa el tiempo, en la que recordamos el pasado en lugar del futuro.
Flecha cosmológica del tiempo, la dirección en la que el universo se expande, en lugar de contraerse.
Entropía El grado de desorden en el universo nunca disminuye automáticamente; la entropía siempre aumenta. Incluso cuando el universo se expande y se contrae, el grado de desorden continúa aumentando.
Capítulo 8: El origen y el destino del universo
El principio de supervivencia de los fuertes y supervivencia de los débiles. Los científicos intentan explicar por qué existen los humanos y exploran y unifican la teoría del comienzo del Big Bang para crear una nueva teoría: la teoría de la gravedad cuántica (aún no completa).
Capítulo 7: Los agujeros negros no son tan negros
La fuerza gravitacional entre las dos estrellas hace que se orbiten entre sí. Los científicos han descubierto que un planeta está orbitando a otro objeto invisible. Hay dos posibilidades para este objeto invisible: 1. Es un planeta que no emite luz, 2. . es un agujero negro.
Detecta si "emite" radiación al universo. Hay partículas y antipartículas que rodean un agujero negro. Las partículas son atraídas por el agujero negro y el escape de las antipartículas se parece al agujero negro emitiendo materia.
La presencia de radiación de un agujero negro parece significar que el colapso gravitacional no es tan definitivo e irreversible como alguna vez pensábamos.
La relatividad general determina que el universo comenzó con el Big Bang en un punto con densidad infinita y compresión infinita del espacio y tiempo; también predice que también hay un punto con densidad infinita y compresión infinita del espacio y tiempo dentro de un agujero negro; La diferencia entre ellos es que uno es el punto inicial de la expansión y el otro es el punto final de la contracción. En estas dos singularidades falla la relatividad general.
Capítulo 1: Una imagen de nuestro universo.
Las leyes del movimiento de Newton.
Primera ley de Newton, deducida de los experimentos de Galileo: El efecto real de la fuerza es cambiar la velocidad de un objeto, no sólo hacer que se mueva.
La segunda ley de Newton describe lo que sucede cuando una fuerza actúa sobre un objeto. F (fuerza sobre el objeto) = m (masa del objeto) × a (aceleración)
La tercera ley de Newton establece que las fuerzas de acción y reacción entre dos objetos que interactúan son iguales en magnitud.
Ley de gravedad de Newton.
Hubble: descubrió que el universo se está expandiendo.
La teoría de la relatividad de Einstein.
Teoría cuántica (la teoría cuántica cree que el universo está lleno de aleatoriedad e incertidumbre).
Capítulo 2: Espacio y Tiempo
Kepler descubrió que los planetas se mueven en elipses.
Las leyes del movimiento de Newton revelan el hecho de que todos los estados de movimiento de los objetos son relativos. No hay objetos absolutamente estacionarios ni espacio absolutamente estacionario.
Sin embargo, no sólo no era posible asignar una posición espacial absoluta a este objeto, sino que 200 años después los científicos incluso creían que no existía un tiempo absoluto. En 1887, dos científicos (experimento de Michelson-Morley) midieron la velocidad de la luz teniendo como única variable la estación y sorprendentemente llegaron a la conclusión de que la velocidad de la luz es constante.
Tiempo Los científicos suponen que la luz viaja en el éter. El medio del éter no sirve para demostrar la trayectoria de propagación de la luz, sino para explicar el movimiento de la luz con respecto al objeto de referencia, calculando así la velocidad de la luz y estipulando el tiempo.
La teoría de la relatividad de Einstein
relatividad especial
La masa de un objeto es directamente proporcional a su velocidad y la velocidad de cualquier objeto no puede exceder la velocidad de la luz. (Cuando nuestra velocidad = la velocidad de la luz, habremos llegado al fin de los tiempos).
relatividad general
La relatividad general describe la gravedad y la estructura a gran escala del universo.
La masa o energía de un objeto hace que el espacio-tiempo circundante se doble. Esta curvatura se manifiesta como gravedad, no como una "fuerza". (La gravedad es solo una manifestación de la curvatura del espacio y el tiempo). Por ejemplo, si miramos a través del Sol y observamos el planeta detrás de él, la posición real del planeta se desvía de la posición que observamos. Esto se debe a la luz gravitacional. también ha sido doblado. Las trayectorias de movimiento de los mismos planetas son en realidad el resultado de la curvatura del espacio.
La relatividad general requiere que el universo tenga un comienzo. Dado que el universo se está expandiendo, el comienzo del universo es una singularidad. Sin embargo, la relatividad general no se aplica en singularidades.
espacio de cuatro dimensiones
Cuando describimos la posición de un objeto, podemos usar un conjunto de tres coordenadas para especificar su posición, y cuando localizamos un evento, algo sucede en un momento específico y en un punto específico del espacio. En este punto entramos en el concepto de espacio de cuatro dimensiones. ("Una breve historia del tiempo" P35)
Suponiendo que ocurra el evento de la muerte del sol, utilizando la influencia de la luz como base para la observación, la luz dispersada en este mundo forma un cono (tridimensional) en el espacio-tiempo (cuatridimensional). llamado el futuro cono de luz del evento↓ .
Capítulo 3: El universo en expansión
Un prisma separa la luz solar para obtener el espectro visible ↓. Cuando Hubble observó las galaxias en el universo, descubrió que todas las estrellas mostraban un desplazamiento hacia el rojo. Las ondas de luz roja eran más largas que las ondas de luz azul, lo que se utilizó para inferir que el universo se estaba expandiendo.
Si el universo está en constante expansión, el universo debería ser muy pequeño y caliente al principio, emitiendo una luz enorme, que se ha transformado en una especie de microondas (lo cual se ha detectado si enciendes el televisor📺 y lo ajustas). Si no hay señal de vídeo, aparecerán copos de nieve blancos. Probablemente sean 1/20 las microondas que dejó el universo primitivo.
Capítulo 4: Principio de incertidumbre
El principio de incertidumbre es un principio afirmado por Heisenberg: "Nunca podremos saber la posición y la velocidad de una partícula exactamente al mismo tiempo".
Los átomos están compuestos de núcleos y electrones. Cuando se utilizan fotones para medir la velocidad y la posición de los electrones, se producirán interferencias en los electrones y aumentará el error de medición. Debido a que no se puede medir, el "principio de incertidumbre" también se denomina "principio de incertidumbre".
mecánica cuántica
La mecánica cuántica no predice un único resultado definido, sino que describe un conjunto de resultados y la probabilidad de cada resultado.
Capítulo 5: Partículas elementales y las fuerzas de la naturaleza.
La fuerza electromagnética es mucho más fuerte que la gravedad. Los electrones giran alrededor del núcleo y están unidos por la fuerza electromagnética.
Fuerza nuclear fuerte, el núcleo de un átomo está compuesto de protones y neutrones, y la fuerza nuclear fuerte une a los protones y neutrones (y las partículas más pequeñas dentro de ellos).
La fuerza nuclear débil hace que los núcleos atómicos grandes se desintegren en núcleos atómicos pequeños.
Los científicos están tratando de encontrar una teoría única que unifique estas cuatro fuerzas. Sin embargo, las teorías que describen la fuerza electromagnética, la fuerza nuclear fuerte y la fuerza nuclear débil se basan todas en la mecánica cuántica y pertenecen a la dirección de investigación del mundo microscópico. y la relatividad todavía no puede conciliarse.
Capítulo Seis: Agujero Negro
Límite de Chandrasekhar: la masa máxima posible para una estrella fría estable. Una estrella con una masa superior a esta debe colapsar en un agujero negro debido a la atracción gravitacional y la fuerza repulsiva generada por la quema de gas (combustible) (principio de exclusión de Pauli).
La fusión nuclear ocurre en el sol (los átomos de hidrógeno se convierten en átomos de helio). Cuando la fusión nuclear se detiene y la temperatura disminuye, la estrella pierde la capacidad de expandirse y la fuerza gravitacional entre los gases hace que la estrella colapse.
La atracción gravitacional de un agujero negro es tan fuerte que ni siquiera la luz puede escapar, lo que hace que el agujero negro sea inobservable.
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