Topp 10 rare, men kule fysikkideer

Spennende intellektuelle gåter

Det er mange interessante ideer fysikk , spesielt i moderne fysikk. Saken eksisterer som en energitilstand, mens bølger av sannsynlighet sprer seg over hele universet. Selve eksistensen kan eksistere som bare vibrasjonene på mikroskopiske, transdimensjonale strenger. Her er noen av de mest interessante av disse ideene, i moderne fysikk. Noen er fullstendige teorier, for eksempel relativitetsteori, men andre er prinsipper (antakelser som teorier er bygget på) og noen er konklusjoner laget av eksisterende teoretiske rammer.
Alle er imidlertid veldig rare.

Bølgepartikkeldualitet

PASIEKA/Science Photo Library/Getty Images

Materie og lys har egenskaper til både bølger og partikler samtidig. Resultatene av kvantemekanikk gjør det klart at bølger viser partikkellignende egenskaper og partikler viser bølgelignende egenskaper, avhengig av det spesifikke eksperimentet. Kvantefysikk er derfor i stand til å lage beskrivelser av materie og energi basert på bølgeligninger som er relatert til sannsynligheten for at en partikkel eksisterer på et bestemt sted på et bestemt tidspunkt.

Einsteins relativitetsteori

Einsteinsrelativitetsteorien er basert på prinsippet om at fysikkens lover er de samme for alle observatører, uavhengig av hvor de befinner seg eller hvor raskt de beveger seg eller akselererer. Dette tilsynelatende sunne fornuftsprinsippet forutsier lokaliserte effekter i form av spesiell relativitet og definerer gravitasjon som et geometrisk fenomen i form av generell relativitet.

Kvantesannsynlighet og måleproblemet

Kvantefysikk er definert matematisk av Schroedinger-ligningen, som skildrer sannsynlighet av en partikkel som blir funnet på et bestemt punkt. Denne sannsynligheten er grunnleggende for systemet, ikke bare et resultat av uvitenhet. Når en måling er foretatt, har du imidlertid et sikkert resultat.

Måleproblemet er at teorien ikke helt forklarer hvordan målingen faktisk forårsaker denne endringen. Forsøk på å løse problemet har ført til noen spennende teorier.

Heisenberg Usikkerhetsprinsipp

Fysikeren Werner Heisenberg utviklet Heisenberg Uncertainty Principle, som sier at når man måler den fysiske tilstanden til et kvantesystem, er det en grunnleggende grense for hvor mye presisjon som kan oppnås.

For eksempel, jo mer nøyaktig du måler farten til en partikkel, desto mindre nøyaktig måler du dens posisjon. Igjen, i Heisenbergs tolkning, var dette ikke bare en målefeil eller teknologisk begrensning, men en faktisk fysisk grense.

Kvanteforviklinger og ikke-lokalitet

I kvanteteorien kan visse fysiske systemer bli 'innviklet', noe som betyr at deres tilstander er direkte relatert til tilstanden til et annet objekt et annet sted. Når ett objekt måles, og Schroedinger-bølgefunksjonen kollapser til en enkelt tilstand, kollapser det andre objektet til sin tilsvarende tilstand ... uansett hvor langt unna objektene er (dvs. ikke-lokalitet).

Einstein, som kalte denne kvanteforviklingen 'skummel handling på avstand', belyste dette konseptet med sin EPJ-paradoks .

Unified Field Theory

Unified field theory er en type teori som går ut på å prøve å forene kvantefysikk med Einsteins generelle relativitetsteori.

Det er flere spesifikke teorier som faller inn under overskriften enhetlig feltteori, inkludert Kvantegravitasjon , Strengteori / Superstrengteori / M-teori , og Loop Quantum Gravity

Det store smellet

Når Albert Einstein utviklet teorien om generell relativitet, spådde den en mulig utvidelse av universet. Georges Lemaitre mente at dette indikerte at universet begynte på et enkelt punkt. Navnet 'Big Bang' ble gitt av Fred Hoyle mens han hånet teorien under en radiosending.

I 1929, Edwin Hubble oppdaget en rødforskyvning i fjerne galakser, noe som indikerer at de var på vei tilbake fra jorden. Kosmisk bakgrunnsmikrobølgestråling, oppdaget i 1965, støttet Lemaitres teori.

Mørk materie og mørk energi

På tvers av astronomiske avstander, den eneste betydningsfulle fysikkens grunnleggende kraft er tyngdekraften. Astronomer finner at deres beregninger og observasjoner ikke stemmer helt overens.

En uoppdaget form for materie, kalt mørk materie, ble teoretisert for å fikse dette. Nyere bevis støtter mørk materie .

Annet arbeid indikerer at det kan eksistere en mørk energi , også.

Gjeldende estimater er at universet består av 70 % mørk energi, 25 % mørk materie og bare 5 % av universet er synlig materie eller energi.

Kvantebevissthet

I forsøk på å løse måleproblemet i kvantefysikk (se ovenfor), støter fysikere ofte på bevissthetsproblemet. Selv om de fleste fysikere prøver å omgå problemet, ser det ut til at det er en sammenheng mellom det bevisste valget av eksperiment og utfallet av eksperimentet.

Noen fysikere, spesielt Roger Penrose, mener at dagens fysikk ikke kan forklare bevissthet og at bevisstheten i seg selv har en kobling til det merkelige kvanteriket.

Antropisk prinsipp

Nyere bevis viser at hvis universet bare var litt annerledes, ville det ikke eksistere lenge nok til at noe liv kunne utvikle seg. Sjansene for et univers vi kan eksistere i er svært små, basert på tilfeldigheter.

Det kontroversielle antropiske prinsippet sier at universet bare kan eksistere slik at karbonbasert liv kan oppstå.

Selv om det antropiske prinsippet er spennende, er det mer en filosofisk teori enn en fysisk. Likevel utgjør det antropiske prinsippet et spennende intellektuelt puslespill.