Cinq inattendus de grandes découvertes de la physique

Lorsque vous enseignent une méthode scientifique, vous vous habituez à suivre soigné procédure, pour avoir une idée de quelque chose d'un phénomène naturel de notre Univers. Commencez avec une idée, une expérience, l'idée de vérifier ou de réfuter des données en fonction du résultat. Mais dans la vraie vie, c'est beaucoup plus difficile. Parfois, vous passez de l'expérience, et les résultats sont en désaccord avec ce que vous attendiez. Parfois, les attentes de l'explication exige une manifestation de l'imagination, qui va bien au-delà de la logique des jugements de n'importe quelle personne raisonnable. Aujourd'hui, l'Univers physique est assez bien comprise, mais comment on en est arrivé là, pleine de surprises. Avant de cinq grandes découvertes, commis tout à fait imprévisible.

Lorsque le moteur de l'avion à des canons à l'arrière d'un camion exactement à la même vitesse, quel est le mouvement, la vitesse du projectile, il s'avère nulle. Si, vole de la lumière, il est toujours en mouvement avec la vitesse de la lumière.

la Vitesse de la lumière ne change pas lors de l'accélération de la source de lumière

Imaginez que vous lancer la balle le plus loin possible. En fonction de la façon dont le sport que vous jouez, un ballon de disperser jusqu'à 150 km/h, en utilisant la force du bras. Maintenant, imaginez que vous êtes dans le train, qui se déplace très rapidement: 450 km/h. Si vous lancez une balle de train, se déplaçant dans la même direction que la va vite pour déplacer la balle? Il suffit de récapitulez vitesse: 600 km/h, c'est la réponse. Et maintenant, imaginez qu'au lieu de lancer la balle, vous émettez un rayon de lumière. Ajoutez la vitesse de la lumière à la vitesse du train et obtenez une réponse, qui sera… tout à fait incorrect.

C'était l'idée centrale de la théorie de la relativité d'Einstein, mais l'ouverture d'un fait n'est pas Einstein, Albert Michelson dans les années 1880. Et peu importe, publié vous le faisceau de lumière en direction du mouvement de la Terre ou perpendiculairement à cette direction. La lumière se déplaçait à la même vitesse: , la vitesse de la lumière dans le vide. Michelson élaborait sa interféromètre pour mesurer le mouvement de la Terre à travers l'éther, et au lieu de cela a ouvert la voie pour la relativité. Son prix Nobel en 1907, est devenu le plus célèbre dans l'histoire de la somme nulle et la plus importante dans l'histoire de la science.

99,9% de la masse de l'atome est concentrée dans incroyablement dense noyau

Dans le début du 20e siècle, les scientifiques pensaient que les atomes sont faits de changement des électrons chargés négativement (la farce de), détenus dans chargé positivement environnement (gâteau), qui remplit tout l'espace. Les électrons peuvent se déchirer ou de supprimer, comment expliquer le phénomène de l'électricité statique. Pendant de longues années, le modèle composite de l'atome chargé positivement le substrat Thompson a été acceptée. Jusqu'à ce que Ernest Rutherford n'a pas osé vérifier.

En Bombardant les высокоэнергетическими particules chargées (à partir de la désintégration radioactive) plus la plaque d'une feuille d'or, Rutherford m'attendais à ce que toutes les particules passeront à travers. Et certains ont passé, et certains ont rebondi. Pour Rutherford, c'était tout à fait incroyable: si vous avez tiré un coup de cœur dans une serviette, et il отскочило.

Rutherford a découvert le noyau atomique, qui contenait pratiquement toute la masse de l'atome, conclu dans le volume, qui a occupé une квадриллионную (10^-15) la taille de l'ensemble de l'atome. Cela a marqué la naissance de la physique moderne, et a ouvert la voie pour le quantum de la révolution du 20 siècle.

«Manquante de l'énergie» a conduit à la découverte d'une minute, presque invisible particules

Dans toutes les interactions que nous avons jamais vu entre les particules, l'énergie est restée toujours. Elle peut être convertie à partir d'un type à un autre potentielle, cinétique, la masse, de la paix, chimique, nucléaire, électrique, etc. — mais jamais ne s'effondre pas et ne disparaît pas. Près d'une centaine d'années les scientifiques perplexes un processus: lors de certains radioactifs распадах les produits de dégradation ont une énergie commune, que les initiales des réactifs. Niels Bohr même postulé que l'énergie est toujours conservée… sauf quand il n'est pas. Mais le Bore s'est trompé et l'affaire s'est mis Pauli.

la Transformation d'un neutron en un proton, un électron et un антиэлектронное le neutrino est une solution au problème de la conservation de l'énergie lors de la bêta-désintégration

Pauli a affirmé que l'énergie doit être maintenue, et encore dans les années 1930 a proposé une nouvelle particule: le neutrino. Cette «neutre grit» ne doit pas interagir électromagnétique, et transfère une petite masse et emporte l'énergie cinétique. Bien que beaucoup ont été configurés sceptiques, les expériences avec les produits de réactions nucléaires finalement identifié comme les neutrinos, et антинейтрино dans les années 1950 et 1960, ce qui a aidé à mener des physiciens comme le modèle Standard et le modèle de la faiblesse des interactions nucléaires. C'est un magnifique exemple de la théorie de la prédiction peut parfois conduire à un impressionnant percée lorsque les méthodes expérimentales.

Toutes les particules avec lesquelles nous interagissons, ont высокоэнергетические, l'instabilité analogues

On dit Souvent que les progrès de la science rencontrent pas l'expression «eurêka!», et «très drôle», et c'est en partie vrai. Si vous chargez l'électroscope — dans lequel les deux conducteurs métalliques de la feuille connecté à un autre conducteur — les deux feuilles recevront la même charge électrique et à la suite de оттолкнут les uns des autres. Mais si vous mettez ce électroscope dans le vide, les feuilles ne doivent pas se décharger, mais avec le temps разрядятся. Comment expliquer cela? La meilleure chose que nous est venu à l'esprit, — de l'espace sur la Terre tombent высокоэнергетические des particules, les rayons cosmiques, et les produits de leur collision désamorce l'électroscope.

En 1912 par VictorHess a mené des tests de recherche à haute énergie de ces particules sur le ballon et les a découvert dans la grande abondance, devenant ainsi le père des rayons cosmiques. En construisant детекторную la caméra avec le champ magnétique, vous pouvez mesurer la vitesse et l'attitude de la charge à la masse, en se basant sur les courbes de mouvements de particules. Les protons, les électrons et même les premières particules d'antimatière ont été détectés à l'aide de cette méthode, mais la plus grande surprise est venu en 1933, quand le Sol est Kunze, en travaillant avec les rayons cosmiques, a découvert la trace de la particule semblable à celle de l'électron… seulement des milliers de fois plus lourd.

Le Muon avec la durée de vie de seulement 2,2 microsecondes a ensuite été confirmée expérimentalement et découvert par Carl Anderson et son étudiant Seth Неддермайером utilisant le cloud de la caméra sur la terre. Plus tard, il s'est avéré que les particules composées (comme le proton et le neutron) et fondamentale (les quarks, les électrons et les neutrinos) — ont tous plusieurs générations plus lourds de la famille, et le muon est la première particule de la «génération 2», jamais détectée.

l'Univers a commencé avec un bang, mais cette découverte a été tout à fait aléatoire

Dans les années 1940, Georges Sante et ses collègues ont proposé l'idée radicale: que l'Univers qui se dilate et se refroidit aujourd'hui, a été chaud et dense dans le passé. Et si partir assez loin dans le passé, l'Univers est assez chaud pour ioniser toute la matière en elle, et encore plus loin, divise le noyau atomique. Cette idée est devenue connue comme le Big bang, et avec elle est apparue deux grandes hypothèses:

• l'Univers, avec lequel nous avons commencé, n'était pas seulement de la matière avec de simples protons et des électrons, mais se composait d'un mélange d'éléments légers, qui ont été synthétisées dans высокоэнергетической jeune de l'Univers.
• Lorsque l'Univers avait refroidi suffisamment pour que se sont formées les atomes neutres, c'est высокоэнергетическое le rayonnement a été libéré et est devenu déplacer en ligne droite depuis une éternité, jusqu'à ce que n'entre pas en collision avec quelque chose, passera par le décalage vers le rouge et perd de l'énergie de l'expansion de l'Univers.

Est Apparue l'hypothèse que ce «spatial à micro-ondes fond» sera de seulement quelques degrés au dessus du zéro absolu.

En 1964, Arno Penzias et Bob Wilson a découvert par hasard la postluminescence Big Bang. En travaillant avec радиоантенной dans le laboratoire de Bell, ils ont trouvé un uniforme, le bruit est partout, peu importe où vous avez regardé le ciel. Ce n'était pas le Soleil, la galaxie ou de l'atmosphère de la Terre… ils ne savaient pas ce que c'est. Ils ont donc enlevé l'antenne, enlever les pigeons, mais du bruit et de ne pas s'en débarrasser. Et seulement alors, quand les résultats ont montré la physique, la connaissance détaillée des prévisions de l'ensemble Принстонской du groupe, avec l'aide d'un radiomètre défini le type de signal et de reconnaître l'importance de la trouvaille. Pour la première fois, les scientifiques ont appris sur les origines de l'Univers.

En regardant en arrière sur les connaissances scientifiques que nous avons aujourd'hui, avec les pronostique force, et sur ce, comme un siècle de découvertes ont changé notre vie, nous соблазняемся de voir dans la science, le développement durable idées. Mais en fait l'histoire de la science désordonné, plein de surprises et pleine de conflits.