Планковское давление


Планковское давление

Планковские единицы – это универсальная система единиц измерений, которая строится на постоянных, константах, которые повсеместно проявляются в физике и природе.


История создания

В 1897-1899 годах немецкий физик-теоретик Макс Планк выступал с докладами о необратимых процессах излучения, используя при этом, «универсальные», как он сам говорил, постоянные: a, b, c и f (c − скорость света, f — гравитационная постоянная G).


1047;ная последние две константы, он определил a и b, которые ввел самостоятельно. Несколько позже Планк использовал еще две константы: h (постоянная Планка) и k − постоянная Больцмана. Макс Планк определил ряд этих констант как естественную систему единиц измерений и отметил следующее:


«Эти единицы сохраняют свое естественное значение до того времени, пока выполняются законы тяготения, основы термодинамики и пока остается константой скорость распространения света в вакууме. По этой прич.


в, эти величины будут равны всегда одним и тем же значениям».

Физический смысл планковских единиц

Для метрологии планковские единицы не играют значимой роли, одl.


89;я как границы применимости современных физических теорий, таких известных как квантовая теория поля (КТП), релятивистская теория гравитации (РТГ) и общая теория относительности Эйнштейна (ОТО).

1055;роще говоря, нам неизвестна физика за пределами, установленными планковскими единицами.

Основными постоянными этой системы единиц измерения являются следующие величины:

  • h/ 2π – постоянная Планка, которая делится на 2π (иначе – постоянная Дирака).

    1069;та универсальная константа связывает величины классической и квантовой механики, и позволяет переводить единицы одной системы измерения в единицы другой. Например, перевести энергию, используемую в классической механике, в ее аналог в квантовой механике – частоту. Примерно равна 1 * 10-34 Дж·c.

  • c – скорость света – независимая постоянная, выражающая скорость распространения электромагнитных волн (света) в вакууме, с = 300 000 км/с.
  • G – гравитационная постоянная, являющаяся коэфф .

    ;яющем силу гравитационного взаимодействия двух массивных объектов на определенном расстоянии . G = 6,67408(31)·10−11 Н·м²/кг2.

Зная все перечисленные выше основные единицы и.


кие как:

  • Масса, равная 2,176·10−8 кг. Данное значение является максимальным для всех элементарных частиц и минимальным для черных дыр.
  • Длина, равная 1,616 229(38)·10−35 м. Черная дыра с планковской массой и определенным гравитационным радиусом имеет радиус равный планковской длине. Также известная нам эвклидова геометрия полностью искажается в масштабах планковской длины, в связи с колебанием гравитационного поля.
  • Время, равно 5,391 16(13)·10−44 с. По определению планковское время, такое время, которое потребуется частице, чтобы пролететь планковскую длину со скоростью света. Ученые утверждают, что спустя это время после начала Большого взрыва гравитационное взаимодействие стало самостоятельным, то есть отделилось от трех других.
  • Температура — 1,416 808(33)·1032 Согласно вычислениям физиков-теоретиков, в самом начале Большого взрыва была именно такая температура. Также ученые не могут описать физику в системе горячее этой температуры, то есть она является верхним пределом физических теорий, а именно теории гравитации.

Также существуют планковский заряд, угловая частота, энергия, плотность, радиус и прочие. Данные единицы выражаются через фундаментальные константы, а потому сами остаются неизменными в пределах известной нам физики.

Интересно, что первейшая эпоха из истории Вселенной была названа планковской, в честь выдающегося физика – Макса Планка, и длилась планковское время — от нуля до 10−43 секунд. Помимо этого при зарождении Вселенной ее вещество имело планковские значения, а именно энергию, плотность, радиус и температуру – известные нам константы.

Измерение планковских единиц проблематично даже в теории, однако в своих математических конструкциях физики-теоретики постоянно опираются на эти фундаментальные постоянные, что помогает им лучше понять устройство нашего мира.

Планковское давление

Источник: SpaceGid.com

Планковская эпоха

С именем Планка связаны многие величины и законы. В частности, физическая космология называет его именем эпоху самого раннего периода истории наблюдаемой нами Вселенной. Этот непродолжительный период, по теоретическим предположениям, продолжался в течение планковского времени, имеющего значение от 0 до 10-43секунд. В эту эпоху – около 13,8 млрд. лет назад – всё вещество Вселенной обладало энергией порядка 1019 ГэВ и было сосредоточено в одной точке. Радиус этой точки имел значение ~10−35 м, плотность ~1097 кг/м3, а температура ~1032 К. Поскольку размеры Вселенной были исключительно малы, случилось преобладание квантовых эффектов гравитации над физическими взаимодействиями. Невероятные значения температуры и плотности делали вещество неустойчивым. Произошло нарушение симметрии, что привело к проявлению фундаментальных сил – гравитационное воздействие отделилось от других фундаментальных взаимодействий.

Постоянная Планка

Постоянная (квант действия) считается основной константой квантовой теории. Она является коэффициентом, связывающим количество энергии кванта электромагнитного излучения и его частоту. Это же справедливо для любых линейных колебательных физических систем и их частот. Параметр этой постоянной переопределён в 2011 году, и теперь она имеет значение 6,62606Х . 10-34 Дж.с. Символ «Х» поставлен вместо одной или нескольких значимых цифр, которые определятся в дальнейшем с большей точностью. Предназначением постоянной Планка является связывание двух систем единиц – квантовой и традиционной.

Планковские чёрные дыры

Этот тип чёрной дыры пока гипотетичен, но если они существуют, минимальная масса их должна быть равна планковской массе. Этот объект соответствует предполагаемому максимону, частице с такой же массой. Вероятно, что эта гипотетическая чёрная дыра – конечный продукт жизни обычной чёрной дыры. Она должна быть стабильна и не иметь излучения Хокинга. Плотность такого объекта будет выражаться значением порядка 1094 кг/м3 . Такие масштабы физики станет описывать квантовая гравитация, если учёные смогут разработать надлежащие теории.

На границе XX и XXI веков началась революция перехода метрологии в квантовую стадию. Она не в полном объёме основана на планковской системе, но всё-таки стоит на её фундаменте. Именно планковские единицы являются определяющими для применения современных физических теорий. Вдумываясь в значения планковских величин, невольно пытаешься представить эти невероятные массы и расстояния, плотности и время. Это очень сложно, практически нереально, но желание проникнуть в тайны природы всегда озаряло человеческую мысль…

Источник: light-science.ru

Измерение длины

Планковская длина накладывает ограничение на возможность измерения длины. То есть если передвинуть любой объект на одну планковскую длину (или меньше) в сторону, то отследить изменение его положения не предоставляется возможным.

Дело в том, что для определения положения любого тела следует «пустить» в его сторону поток электромагнитного излучения, фотонов, после чего он возвратится на датчики измерительных приборов. Точность такого измерения будет зависеть от длины волны этого излучения. Тогда чтобы отследить изменение положения тела порядка планковской длины, потребуется электромагнитная волна длиной не больше планковской длины. С уменьшением длины волны излучения возрастает энергия фотонов. С упомянутой же длиной волны энергия фотонов была бы настолько велика, что они сколлапсировали бы в маленькие черные дыры, что не позволило бы провести измерение.

То есть, как и некоторые другие планковские величины, планковская длина является нижним пределом расстояния, на котором действуют известные нам физические законы, излагаемые общей теорией относительности и квантовой физикой.

Эвклидова геометрия и гравитация

Планковская длина ограничивает также область применения так называемой эвклидовой геометрии. Последняя представлена рядом аксиом, с которыми мы знакомились еще в средней школе, например одна из них гласит: «между двумя любыми точками пространства всегда можно провести прямую, и только одну».

В силу флуктуаций, или иначе – колебаний, любого гравитационного поля, на некоторых масштабах, пространство искажается, а вместе с ним и его геометрия. Математическим способом был выведен масштаб, в рамках которого геометрия пространства полностью отличается от эвклидовой геометрии. Как оказалось он равен планковской длине.

Это означает, что в масштабах планковской длины и меньше привычная для нас геометрия не работает, и нельзя утверждать об истинности вышеупомянутой аксиомы.

Планковский объем и квантование пространства

Планковский объем – в планковской системе, единица измерения объема. Равняется кубическому произведению планковской длины. Исходя из сказанного ранее, область менее планковского объема не возможна для исследования.

Больше полувека назад среди ученых зародилась идея квантования пространства-времени, к которой их привела цель объединить общую теорию относительности и квантовую теорию. Квантование, простыми словами, — это разделение пространства-времени на множество ячеек минимального размера, в роли которого и ожидалось увидеть планковский объем/длину.

Примечательно, что результаты наблюдений современной международной космической обсерватории «Integral» за яркими источниками света позволили ученым математически подсчитать верхний предел размера таких ячеек, если они вообще существуют. Он оказался даже меньше планковского объема/длины — 10−48 метров. Впрочем, существует ряд аргументов против квантования пространства, в том числе опирающихся на уравнения Эйнштейна (тензор Эйнштейна).

Так или иначе, на сегодня невозможно как экспериментально, так и теоретически изучить физику в области менее планковского объема.

Полная версия: https://spacegid.com/plankovskaya-dlina-i-obem.htm

Источник: zen.yandex.ru

Материал взят из всеобще доступных источников — ВикипедиЯ и сайт MAGNITOLA.

SPLSound Pressure Level — уровень звукового давления.

Звуковое давление не следует путать с давлением звукового излучения.

Звуково́е давле́ние — переменное избыточное давление, возникающее в упругой среде при прохождении через неё звуковой волны. Единица измерения — паскаль (Па).

Мгновенное значение звукового давления в точке среды изменяется как со временем, так и при переходе к другим точкам среды, поэтому практический интерес представляет среднеквадратичное значение данной величины, связанное с интенсивностью звука:

Формула (см. фото)

где (см. фото)интенсивность звука, (см. фото) — звуковое давление, (см. фото)удельное акустическое сопротивление среды, (см. фото) — усреднение по времени.

При рассмотрении периодических колебаний иногда используют амплитуду звукового давления; так, для синусоидальной волны

Формула (см. фото)

где (см. фото) — амплитуда звукового давления.

Уровень звукового давления (англ. SPL, Sound Pressure Level) — измеренное по относительной шкале значение звукового давления, отнесённое к опорному давлению (см. фото) = 20 мкПа, соответствующему порогу слышимости синусоидальной звуковой волны частотой 1 кГц:

Формула (см. фото) дБ.

0 дБ SPL — специальная измерительная камера;
5 дБ SPL — почти ничего не слышно;
10 дБ SPL — почти не слышно — шёпот, тиканье часов, тихий шелест листьев;
15 дБ SPL — едва слышно — шелест листьев;
20 дБ SPL — едва слышно — уровень естественного фона на открытой местности при отсутствии ветра, норма шума в жилых помещениях;
25 дБ SPL — тихо — сельская местность вдали от дорог;
30 дБ SPL — тихо — настенные часы;
35 дБ SPL — хорошо слышно — приглушённый разговор;
40 дБ SPL — хорошо слышно — тихий разговор, учреждение (офис) без источников шума, уровень звукового фона днём в городском помещении с закрытыми окнами выходящими во двор;
50 дБ SPL — отчётливо слышно — разговор средней громкости, тихая улица, стиральная машина;
60 дБ SPL — шумно — обычный разговор, норма для контор;
65 дБ SPL — шумно — громкий разговор на расстоянии 1 м;
70 дБ SPL — шумно — громкие разговоры на расстоянии 1 м, шум пишущей машинки, шумная улица, пылесос на расстоянии 3 м;
75 дБ SPL — шумно — крик, смех с расстояния 1м; шум в железнодорожном вагоне;
80 дБ SPL — очень шумно — громкий будильник на расстоянии 1 м; крик; мотоцикл с глушителем; шум работающего двигателя грузового автомобиля;
85 дБ SPL — очень шумно — громкий крик, мотоцикл с глушителем;
90 дБ SPL — очень шумно — громкие крики, пневматический отбойный молоток, тяжёлый дизельный грузовик на расстоянии 7 м, грузовой вагон на расстоянии 7 м;
95 дБ SPL — очень шумно — вагон метро на расстоянии 7 м;
100 дБ SPL — крайне шумно — громкий автомобильный сигнал на расстоянии 5—7 м, кузнечный цех, очень шумный завод;
110 дБ SPL — крайне шумно — шум работающего трактора на расстоянии 1 м, громкая музыка, вертолёт;
115 дБ SPL — крайне шумно — пескоструйный аппарат на расстоянии 1 м, мощный автомобильный сабвуфер;
120 дБ SPL — почти невыносимо — болевой порог, гром (иногда до 120 дБ), отбойный молоток, вувузела на расстоянии 1 м;
130 дБ SPL — боль — сирена, шум клёпки котлов;
140 дБ SPL — травма внутреннего уха — взлёт реактивного самолёта на расстоянии 25 м, максимальная громкость на рок-концерте;
150 дБ SPL — контузия, травмы — взлёт ракеты на Луну с экипажем, на расстоянии 100 м, реактивный двигатель на расстоянии 30 м, соревнования по автомобильным звуковым системам;
160 дБ SPL — шок, травмы, возможен разрыв барабанной перепонки — выстрел из ружья близко от уха; ударная волна от сверхзвукового самолёта или взрыва давлением 0,002 МПа;
168 дБ SPL — шок, травмы, возможен разрыв барабанной перепонки — выстрел из винтовки M1 Garand на расстоянии 1 м;
170 дБ SPL — светошумовая граната, воздушная ударная волна давлением 0,0063 МПа;
180 дБ SPL — светошумовая граната, воздушная ударная волна давлением 0,02 МПа, длительный звук с таким давлением вызывает смерть;
190 дБ SPL — воздушная ударная волна давлением 0,063 МПа;
194 дБ SPL — воздушная ударная волна давлением 0,1 МПа, равным атмосферному давлению, возможен разрыв лёгких;
200 дБ SPL — воздушная ударная волна давлением 0,2 МПа, возможна смерть;
210 дБ SPL — воздушная ударная волна давлением 0,63 МПа;
220 дБ SPL — воздушная ударная волна давлением 2 МПа;
230 дБ SPL — воздушная ударная волна давлением 6,3 МПа;
240 дБ SPL — воздушная ударная волна давлением 20 МПа;
249,7 дБ SPL — максимальное давление 61 МПа воздушной ударной волны при взрыве тринитротолуола[1]. Давление ударных волн при обычном взрыве может быть больше (максимальное — давление детонации), но это будет ещё не воздушная, а начальная взрывная ударная волна, образованная разлётом продуктов детонации;
260 дБ SPL — ударная волна давлением 200 МПа;
270 дБ SPL — ударная волна давлением 632 МПа;
280 дБ SPL — ударная волна давлением 2000 МПа;
282 дБ SPL — 2500 МПа — максимальное давление воздушной ударной волны при ядерном взрыве[2]. Максимальное давление продуктов реакции в момент ядерного взрыва гораздо больше — до 100 млн. МПа.
300 дБ SPL — 20 000 МПа — среднее давление детонации обычных взрывчатых веществ;
374 дБ SPL — 100 млн МПа — давление в ядерном заряде в момент ядерного взрыва;
467 дБ SPL — 4,63309 × 10113 Па — планковское давление

Давление свыше 140 дБ SPL может вызвать разрыв барабанной перепонки, баротравмы и даже смерть.

Теперь простым языком )))

SPL — соревнования на максимальное звуковое давление. В ходе соревнований судьи замеряют пиковое звуковое давление внутри салона автомобиля, либо в непосредственной близости от автомобиля, зависит это от моральной устойчивости судей. ))
Замеры осуществляются с помощью цифрового анализатора используемого в конкретном формате. Соревнования проводятся в нескольких классах. Разделение на классы преимущественно происходит по числу установленных в автомобиле сабвуферов, по размеру короба и т.д. В своем классе побеждают показавшие наиболее высокие результаты автомобили. Замеры традиционно производятся в децибелах.

Все это зародилось в Америке около двадцати лет назад и бысторо завоевало популярность за счет эффектной формы проведения и легкой возможности превращать соревнования в яркое шоу, что привлекает множество болельщиков и зрителей.
При этом, соревнования по SPL – не просто захватывающее зрелище. В них так же определяют правильность выбора усилителей и динамиков, проверяют запас их прочности и качество работы в экстремальных условиях.
Нужно учесть, что создание мощного баса в машине – непростая задача, для ее решения используют специальные комбинации из усилителей огромной мощности и набора самых больших сабвуферов, так же в SPL задействованы точные науки, в основном физика и математика, хотя немало задач решается с помощью геометрии и сопромата.
На самом простом примере, для повышения звукового давления даже на 3 дБ мощность усилителя нужно увеличить в два раза. Каждый новый децибел за гранью 150дБ достигается большим трудом – простым увеличением мощности усилителей уже не обойтись. Процесс расчета и сборки спортивной системы напоминает создание гоночных автомобилей "Формулы-1", в которых все решают самые мелкие моменты сборки.

Демонстрируется все это на соревнованиях различного формата.

Вид автозвуковых состязаний, на которых участник должен показать максимальное звуковое давление внутри транспортного средства.
Транспортное средство и установка участника должны соответствовать требованиям Правил данного формата.
В случаях, когда определенная система или установка будут выходить за рамки настоящих Правил, право принятия решения по данному участнику передается на рассмотрение Главному Судье для определения, соответствия установки духу и целям соревнований.
В качестве источника сигнала должно использоваться стандартное автомобильное устройство воспроизведения CD/DVD.
Звуковые генераторы, умножители частот и любые другие приборы и устройства, имитирующие реальный звуковой сигнал запрещены.
Весь звуковой материал должен воспроизводиться через громкоговорители.
Использование механических и/или иных устройств, для воспроизведения звука не допускается.
Все оборудование располагается внутри автомобиля
Питание аудиосистемы должно осуществляться от бортовой сети автомобиля участника.
Сквозные отверстия в полу (кузове) запрещены. Запрещено выводить наружу порты фазоинверторов.
Любое оборудование не должно выступать за проем передних дверей. Это правило относится как к корпусу сабвуфера, так и касается усилителей, конденсаторов, АКБ.
Запрещается выставлять одно и то же транспортное средство более, чем в одном классе (категории).
Участник имеет право соревноваться только в одном классе (категории).

Все правила трактуются в соответствии с их целями и духом.
В спорных случаях решения главного судьи являются окончательными.
Участник обязуется соблюдать настоящие правила и следовать решениям Главного Судьи.

Правила

Формат соревнований максимальной зрелищности!
На данных соревнованиях учавствуют машины с установками для низкого и очень низкого повседневного баса. Все это собирает многочисленные аудитории любителей флекса, хеиртрика и трескающихся лобовых стокол.

Правила

Соревнования dB Drag Racing появились в 1994 году. Название уже говорит само за себя. dB — обозначение величины звукового давления decibel (русское обозначение — децибел или дБ), Drag Racing — популярные гонки на четверть мили.
Основным отличием dB Drag Racing от других форматов как раз и является подобие гонкам на четверть мили, где проводятся квалификационные заезды для определения порядка парных раундов, где две машины в очной борьбе выясняют кто достоит продолжать борьбу за победу, и кто же покинет соревнование досрочно. Для этого аудиосистема должна быть не только громкой, но и выносливой, чтобы выдержать череду замеров.
Такая форма проведения значительно повышает азартность соревнований и требует от участиников собранности, определенной тактики, а от оборудования большой выносливости и отказоустойчивости.
Поскольку существует множество способов создать звуковое давление в салоне автомобиля, правилами dB Drag Racing четко регламентированы все разрешенные способы и описано разделение участников на дивизионы и классы согласно степени модификации автомобиля и типов использованного оборудования, чтобы максимально уравнять возможности всех участников.

Правила

Cоревнования, в которых основной задачей участника является добиться наибольшего звукового давления, развиваемого его аудиосистемой снаружи автомобиля.
Принципы соревнований:
— аудиосистема должна быть громкой и музыкальной;
— аудиосистема должна быть доступной для осмотра зрителям;
— аудиосистема должна быть безопасной при эксплуатации автомобиля.

Исходя из этих принципов, данный вид соревнований отличается от подобных мероприятий следующим:
— измерение звукового давления производится на обычной музыкальной фонограмме, во всем диапазоне частот, снаружи автомобиля на расстоянии 5 метров;
— участник обязан продемонстрировать зрителям свою аудиосистему;
— оценивается законченность аудиосистем, ее эстетика;
— оценивается безопасность аудиосистемы;
— деление на классы участников производится:
а) по количеству используемых головок громкоговорителей,
б) по заполнению аудиосистемной пространства автомобиля.

Правила

EMMA объединяет участников, которые (помимо прочего) стремятся добиться максимальной громкости звука в своих автомобилях, не забывая при этом о безопасности и аккуратном внешнем виде инсталяции.

Чтобы обеспечить равные условия всем участникам, количество сабвуферов регулируется правилами, а замер производится на едином для всех (кроме Экстрим) треке.

Правила

Соревнования с классическим замером звукового давления и с зрелищным форматом Bass Boxing.
Bass Boxing — при замере используется уровень звукового давления музыки полного спектра на протяжении 30 секунд. Тут решает правильный выбор трэка с постоянной планкой баса одной частоты.

Квалиффикация — 30-секундный раунд, количество открытых дверей не регулируется. Конкурентам разрешают использовать любой одобренный, коммерчески доступный музыкальный носитель. Судьи регистрируют средний счет SPL во время всего замера. Данный раунд проходят все, и лучшие два соперника с самым высоким средним счетом SPL в каждой категории проходят в финал.

Финальных раунда 3 по 30 секунд — закрытые двери, одна открытая дверь, две открытые двери. Чемпион — тот кто показал самый высокий средний счет звукового давления за все замеры.

Правила
Правила

Кто хочет заморочиться по поводу SPL и соревнований, полные правила можно найти в ссылках выше.

По SPL сабостроению делаю ссылку, тему создал Nastradamus, за что ему огромное спасибо! Она очень большая и копировать в БЖ смысла нет, просто прочитайте от и до и многие вопросы для Вас будут решены.

Всем кто в теме, чемпионских резов!

Источник: www.drive2.ru

Мы привыкли жить в мире крупных, макроскопических вещей. Все, с чем сталкивается обычный человек в течение дня — от чашки кофе с утра до огромного огненного шара в небе под названием Солнце, — вещи, которые мы можем либо видеть, либо осязать. Однако еще в Древней Греции философы, в частности Демокрит и его учитель Левкипп, предположили, что все состоит из мельчайших неделимых частиц — атомов (в переводе с греческого буквально означает «неделимый»).

 

Со временем был открыт атом, а затем и его свойство, что он вовсе не неделимый, а состоит из ядра и вращающегося вокруг него электрона. Затем выяснилось, что и ядро состоит из протонов и нейтронов. Еще позже были открыты кварки, из которых состоят протоны и нейтроны атомных ядер. Эти миниатюрные частицы называют элементарными. Помимо кварков, среди элементарных частиц есть уже упомянутые электроны, бозоны, нейтрино и фотоны. Все они считаются теми самыми древнегреческими «атомами» — неделимыми.

 

В 1899 году (в некоторых источниках — в 1900-м) немецкий физик и по совместительству основоположник квантовой теории Макс Планк предложил особую меру измерения — планковские единицы. Это единицы, предназначенные для упрощения определенных алгебраических выражений, присутствующих в теоретической физике, в частности в квантовой механике. В число их входят такие фундаментальные единицы, как планковская масса, планковская температура, планковская длина и планковское время. В этом материале мы рассмотрим планковскую длину и планковское время и попробуем сделать это наиболее понятным способом, без сложных математических выкладок (хотя некоторые формулы нам понадобятся).  

 

Как вы уже знаете, физика занимается изучением не только огромных космических структур вроде галактик и туманностей, но и невероятно маленькими явлениями на атомном и субатомном масштабах. Однако существует еще одна реальность в масштабах, которые намного меньше того, что науке удалось изучать. На этом уровне есть величина, настолько сильно выходящая за рамки традиционного понимания «маленького», что ее тяжело представить. Это планковская длина — она в 1020 раз меньше диаметра ядра атома водорода. Предполагается (или, точнее сказать, подозревается), что именно на этом уровне формируется «пена» пространства-времени. Чтобы осознать, о какой величине идет речь, можно заглянуть в анимацию «Масштаб Вселенной» по этой ссылке.

 

И все же о каких размерах идет речь? Планковская длина составляет всего 1,616 х 10-35 метра. Вычислить ее можно при помощи уравнения, включающего в себя целых три фундаментальные константы — постоянную Планка (6,6261 х 10-34), скорость света в вакууме (2,29979 х 108 м/с) и гравитационную постоянную (6,6738 х 10-11):

 

 

Впервые Макс Планк пришел к этой примечательной единице после работы над излучением черного тела и квантовой механики. Вероятно, вы слышали, что это самая малая возможная длина.

 

Тут, как и в случае с древнегреческой концепцией атома, можно сказать: «Конечно, если у меня есть некая длина и я разделяю ее пополам, а затем повторяю это снова и снова, я буду получать все меньшие и меньшие значения». Однако мы говорим о масштабах, на которых физика уже не способна делать то же, что и математика. Один из самых ярких примеров таких невозможностей — движение со сверхсветовой скоростью. То есть на бумаге вы можете применить к массе силу и ускорить ее до скорости света и выше, но нам известно, что в природе это попросту физически невозможно, поскольку масса объекта (а значит, и энергия, необходимая для его ускорения) возрастает бесконечно. Получается, мы не способны осуществить в реальности все, что можем сделать на бумаге.

 

Планковское давление

 

Итак, каким образом такая малая величина вписывается в физику? Если две частицы разделены планковской длиной или еще меньшим расстоянием, то невозможно определить позиции каждой из них. Более того, любые эффекты квантовой гравитации на этом масштабе (если они вообще есть) неизвестны науке, так как там само пространство не определено должным образом. В некотором смысле можно сказать: даже если бы мы разработали методы измерений, способные «заглянуть» в эти масштабы, мы никогда не смогли бы измерить что-либо меньшее, вне зависимости от дальнейшего совершенствования наших методов и оборудования.

 

Согласно стандартной космологической модели Вселенная родилась в результате Большого взрыва, начавшегося в бесконечно плотной точке. Особенно интересно то, что физики и космологи не имеют ни малейшего понятия, какие законы физики господствовали во Вселенной, прежде чем она превысила по своим размерам планковскую длину, так как еще нет подтвержденной теории квантовой гравитации. Тем не менее эта единица оказалась полезной во множестве разных уравнений, которые помогли вычислить и исследовать некоторые из самых главных тайн Вселенной.

 

Например, планковская длина — ключевой компонент в уравнении Бекенштейна и Хокинга для расчета энтропии черной дыры. Струнные теоретики считают, что именно на этом масштабе существуют «вибрирующие» струны, из которых состоят элементарные частицы Стандартной модели. Вне зависимости от того, верна теория струн или нет, с уверенностью можно сказать одно: в поиске объединенной теории всего понимание планковской длины и связанной с ней физики сыграет ключевую роль.

 

Планковское давление

 

А что насчет планковского времени? Если в двух словах, то планковское время — это время, за которое свет в вакууме проходит планковскую длину. Следовательно, эти две величины связаны между собой. Любопытно, что для вычисления планковского времени необходимы постоянная Планка, гравитационная постоянная и скорость света в вакууме. Точное значение планковского времени — 5,391 х 10-44 секунд, а вычисляется оно по формуле: 

 

 

Планковское время также называют квантом времени — самым малым значением времени, имеющим какое-то фактическое значение. Меньшие значения времени не имеют никакого смысла. Возвращаясь к теоретическим гипотезам, струнные теоретики предполагают, что струны размером в планковскую длину вибрируют с периодичностью, соответствующей планковскому времени. В 2003 году при анализе снимков Deep Field с телескопа «Хаббл» некоторые ученые высказали предположения, что если бы на планковском масштабе присутствовали флуктуации пространства-времени, то изображения очень далеких объектов были бы размытыми. Снимки «Хаббла», как они утверждали, были слишком точными, что, по мнению специалистов, ставило под сомнение концепцию планковских масштабов. Другие представители научного сообщества не согласились с этим предположением, отметив, что такие флуктуации были бы слишком малы, чтобы их можно было наблюдать. Кроме того, было высказано предположение, что ожидаемая размытость была устранена большими размерами объектов на снимках.

 

Планковское давление

 

Итак, планковская длина и связанное с ней планковское время определяют масштабы, на которых современные физические теории перестают работать. Вся геометрия пространства-времени, предсказанная Общей теорией относительности, перестает иметь всякий смысл. Эти масштабы хранят еще неоткрытую теорию, объединяющую Общую теорию относительности и квантовую механику, которая сможет наиболее полно описать законы физики. В сущности говоря, именно по этой причине современные описания развития Вселенной начинаются только спустя 5,391 х 10-44 секунд после Большого взрыва, когда Вселенная была размером 1,616 х 10-35 метров.

 

Источник: naked-science.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.