Естественные науки
Какие есть ещё не разгаданные тайны физики, кроме единой теории, ускорения галактик, и скорость звёзд у края галактик ?
спасибо, очень интересно
Самая старая и самая глобальная проблема физики это проблема хаоса и термодинамики.
Над этой проблемой бились лучшие физики и математики. Гамильтон, Больцман, Пуанкаре, Ферми, Колмогоров, Арнольд, Сагдеев и др.
В первой половине 19 века французский инженер Карно предположил, что все законы термодинамики можно вывести из законов Ньютона, если написать миллиарды уравнений движения для каждой молекулы. Но уже в середине 19 выявилось чудовищное противоречие между механикой и термодинамикой.
Немецкий физик Клаузиус показал, что в замкнутых системах (где выполняется закон сохранения энергии) энтропия должна или расти или оставаться постоянной в максимуме. А одновременно Гамильтон показал, что в таких системах по законам классической механики энтропия никогда не растет.
Эту проблему пытался решить Больцман, создав статистическую физику, в который он ввел параметр температуру. При стремлении температуры к нулю статистическая физика переходит в классическую ньютоновскую механику. А при отличии температуры от нуля в статфизике становятся ненулевыми флуктуации. И из статфизики красиво выводились все законы термодинамики. Но большинство физиков очень сильно критиковало Больцмана за то, что флуктуации в его теории были фактически внешним фактором, то есть системы были не замкнутыми. Накал страстей был на столько высок, что Больцмана довели до самоубийства.
После появления квантовой механики с ее принципом неопределенности, многим в 20-х годах 20 века стало казаться, что вот-вот проблема состыковки механики и термодинамики будет разрешена. Теорию статистической физики Больцмана стали даже преподавать студентам, не смотря на ее противоречивость.
Но в 40-х годах 20 века нашлись дотошные люди, которые показали, что дело совсем не в вероятностном характере квантовой механике, что энтропия растет на много порядков больше, чем за счет квантового принципа неопределенности. Все вернулось опять на прежний уровень классической механики.
В 50-х годах 20 века в физику вошли компьютеры. Была очень большая эйфория по поводу того, что сложная проблема хаоса будет наконец-то решена, что можно будет на компьютере или решать любые дифференциальные уравнения или даже рассчитывать движения отдельных молекул газа. Какой-то американец даже предсказывал, что уже в 80-х годах мы будем на компьютере предсказывать погоду на полгода вперед и поведение акций на бирже на месяцы вперед.
Уже было смутное понимание того, что проблема термодинамики должна решаться в области нелинейных уравнений ньютоновской механики. В 50-х годах Ферми, Паст и Улам провели свой сенсационный численный эксперимент с модельной нелинейной системой, состоящей из 64 частиц. Этот численный эксперимент шокировал всю научную общественность, как физиков, так и математиков. Детерминированная нелинейная механическая система под действием классических законов механики сначала хаотизировалась и очень долго пребывала в состоянии с максимальной энтропией, а потом начала демонстрировать кратковременные возвраты в начальное состояние. Это говорило о том, что хаоса в системе на самом деле нет, система совершает какое-то сложное периодическое движение. Но внешний наблюдатель формально почти всё время будет видеть чистый хаос, так как формально все функции автокорреляций и взаимных корреляций по результатам измерений будут такими же как у чисто случайного движения.
Этот численный эксперимент сделал такой же переворот в науке, какой в свое время сделали переворот создатели теории относительности и квантовой механики. Хотя этот переворот в науке не сделал большого шума среди людей далеких от физики.
Стало ясно, в какой области искать объяснение термодинамики (которое до сих пор окончательно так и не найдено) . Это область неинтегрируемых дифференциальных уравнений (типа задачи трех тел, турбулентного движения и т. п.) . Стали понятны многие компьютерные ограничения, например, почему нельзя предсказать погоду с вероятностью 100% более чем на два часа вперед.
Над этой проблемой бились лучшие физики и математики. Гамильтон, Больцман, Пуанкаре, Ферми, Колмогоров, Арнольд, Сагдеев и др.
В первой половине 19 века французский инженер Карно предположил, что все законы термодинамики можно вывести из законов Ньютона, если написать миллиарды уравнений движения для каждой молекулы. Но уже в середине 19 выявилось чудовищное противоречие между механикой и термодинамикой.
Немецкий физик Клаузиус показал, что в замкнутых системах (где выполняется закон сохранения энергии) энтропия должна или расти или оставаться постоянной в максимуме. А одновременно Гамильтон показал, что в таких системах по законам классической механики энтропия никогда не растет.
Эту проблему пытался решить Больцман, создав статистическую физику, в который он ввел параметр температуру. При стремлении температуры к нулю статистическая физика переходит в классическую ньютоновскую механику. А при отличии температуры от нуля в статфизике становятся ненулевыми флуктуации. И из статфизики красиво выводились все законы термодинамики. Но большинство физиков очень сильно критиковало Больцмана за то, что флуктуации в его теории были фактически внешним фактором, то есть системы были не замкнутыми. Накал страстей был на столько высок, что Больцмана довели до самоубийства.
После появления квантовой механики с ее принципом неопределенности, многим в 20-х годах 20 века стало казаться, что вот-вот проблема состыковки механики и термодинамики будет разрешена. Теорию статистической физики Больцмана стали даже преподавать студентам, не смотря на ее противоречивость.
Но в 40-х годах 20 века нашлись дотошные люди, которые показали, что дело совсем не в вероятностном характере квантовой механике, что энтропия растет на много порядков больше, чем за счет квантового принципа неопределенности. Все вернулось опять на прежний уровень классической механики.
В 50-х годах 20 века в физику вошли компьютеры. Была очень большая эйфория по поводу того, что сложная проблема хаоса будет наконец-то решена, что можно будет на компьютере или решать любые дифференциальные уравнения или даже рассчитывать движения отдельных молекул газа. Какой-то американец даже предсказывал, что уже в 80-х годах мы будем на компьютере предсказывать погоду на полгода вперед и поведение акций на бирже на месяцы вперед.
Уже было смутное понимание того, что проблема термодинамики должна решаться в области нелинейных уравнений ньютоновской механики. В 50-х годах Ферми, Паст и Улам провели свой сенсационный численный эксперимент с модельной нелинейной системой, состоящей из 64 частиц. Этот численный эксперимент шокировал всю научную общественность, как физиков, так и математиков. Детерминированная нелинейная механическая система под действием классических законов механики сначала хаотизировалась и очень долго пребывала в состоянии с максимальной энтропией, а потом начала демонстрировать кратковременные возвраты в начальное состояние. Это говорило о том, что хаоса в системе на самом деле нет, система совершает какое-то сложное периодическое движение. Но внешний наблюдатель формально почти всё время будет видеть чистый хаос, так как формально все функции автокорреляций и взаимных корреляций по результатам измерений будут такими же как у чисто случайного движения.
Этот численный эксперимент сделал такой же переворот в науке, какой в свое время сделали переворот создатели теории относительности и квантовой механики. Хотя этот переворот в науке не сделал большого шума среди людей далеких от физики.
Стало ясно, в какой области искать объяснение термодинамики (которое до сих пор окончательно так и не найдено) . Это область неинтегрируемых дифференциальных уравнений (типа задачи трех тел, турбулентного движения и т. п.) . Стали понятны многие компьютерные ограничения, например, почему нельзя предсказать погоду с вероятностью 100% более чем на два часа вперед.
Да их все больше и больше. Теория ускорения галактик уже давно как почила и заменена теорией временной относительности.
Да полно.
Кроме уже упомянутых: как происходит переход от ламинарного потока к турбулентному (превед Навье - Стоксу) , как формуруются планетарные туманности и диски аккреции, как, чёрт подери, формируется капля, падающая из пипетки.
Почему работают законы термодинамики и, вообще, почему вокруг так мало хаоса (в физическом смысле) .
Это так, навскидку.
Кроме уже упомянутых: как происходит переход от ламинарного потока к турбулентному (превед Навье - Стоксу) , как формуруются планетарные туманности и диски аккреции, как, чёрт подери, формируется капля, падающая из пипетки.
Почему работают законы термодинамики и, вообще, почему вокруг так мало хаоса (в физическом смысле) .
Это так, навскидку.
СПИСОК ПРОБЛЕМ ФИЗИКИ В. ГИНЗБУРГА
1. Управляемый термоядерный синтез.
2. Высокотемпературная и комнатотемпературная сверхпроводимость.
3. Металлический водород. Другие экзотические вещества.
4. Двумерная электронная жидкость.
5. Некоторые вопросы физики твердого тела.
6. Фазовые переходы второго рода…
7. Физика поверхности. Кластеры.
8. Жидкие кристаллы. Сегнетоэлектрики. Ферротороики.
9. Фуллерены. Нанотрубки.
10. Поведение вещества в сверхсильных магнитных полях.
11. Нелинейная физика. Турбулентность. Солитоны. Хаос. Странные аттракторы.
12. Разеры, гразеры, сверхмощные лазеры.
13. Сверхтяжелые элементы. Экзотические ядра.
14. Спектр масс. Кварки и глюоны. Квантовая хромодинамика. Кварк-глюонная плазма.
15. Единая теория слабого и электромагнитного взаимодействия. W±- Z0- бозоны. Лептоны.
16. Стандартная модель. Великое объединение. Суперобъединение. Распад протона. Масса нейтрино. Магнитные монополи.
17. Фундаментальная длина. Взаимодействие частиц при высоких и сверхвысоких энергиях. Коллайдеры.
18. Несохранение СР-инвариантности.
19. Нелинейные явления в вакууме и в сверхсильных электромагнитных полях. Фазовые переходы в вакууме.
20. Струны. М-теория.
21. Экспериментальная проверка общей теории относительности.
22. Гравитационные волны, их детектирование.
23. Космологическая проблема. Инфляция. Λ – член и “квинтэссенция”.
24. Нейтронные звезды и пульсары. Сверхновые звезды.
25. Черные дыры. Космические струны (?).
26. Квазары и ядра галактик. Образование галактик.
27. Проблема темной материи (скрытой массы) и ее детектирование.
28. Происхождение космических лучей со сверхвысокой энергией.
29. Гамма всплески. Гиперновые.
30. Нейтринная физика и астрономия. Нейтронные осцилляции.
1. Управляемый термоядерный синтез.
2. Высокотемпературная и комнатотемпературная сверхпроводимость.
3. Металлический водород. Другие экзотические вещества.
4. Двумерная электронная жидкость.
5. Некоторые вопросы физики твердого тела.
6. Фазовые переходы второго рода…
7. Физика поверхности. Кластеры.
8. Жидкие кристаллы. Сегнетоэлектрики. Ферротороики.
9. Фуллерены. Нанотрубки.
10. Поведение вещества в сверхсильных магнитных полях.
11. Нелинейная физика. Турбулентность. Солитоны. Хаос. Странные аттракторы.
12. Разеры, гразеры, сверхмощные лазеры.
13. Сверхтяжелые элементы. Экзотические ядра.
14. Спектр масс. Кварки и глюоны. Квантовая хромодинамика. Кварк-глюонная плазма.
15. Единая теория слабого и электромагнитного взаимодействия. W±- Z0- бозоны. Лептоны.
16. Стандартная модель. Великое объединение. Суперобъединение. Распад протона. Масса нейтрино. Магнитные монополи.
17. Фундаментальная длина. Взаимодействие частиц при высоких и сверхвысоких энергиях. Коллайдеры.
18. Несохранение СР-инвариантности.
19. Нелинейные явления в вакууме и в сверхсильных электромагнитных полях. Фазовые переходы в вакууме.
20. Струны. М-теория.
21. Экспериментальная проверка общей теории относительности.
22. Гравитационные волны, их детектирование.
23. Космологическая проблема. Инфляция. Λ – член и “квинтэссенция”.
24. Нейтронные звезды и пульсары. Сверхновые звезды.
25. Черные дыры. Космические струны (?).
26. Квазары и ядра галактик. Образование галактик.
27. Проблема темной материи (скрытой массы) и ее детектирование.
28. Происхождение космических лучей со сверхвысокой энергией.
29. Гамма всплески. Гиперновые.
30. Нейтринная физика и астрономия. Нейтронные осцилляции.
Есть одна задачка.
Она, скорее, математическая. Но можно считать и физической.
Называется "Раз, два и обчелся".
1. Как известно, тело, предоставленное само себе, лишенное воздействия всяких сил, движется равномерно и прямолинейно или покоится. Это закон инерции Ньютона.
2. Два тела, предоставленные сами себе, т. е. взаимодействуя только друг с другом силами притяжения движутся по законам
Кеплера. Три закона полностью описывают характер их движения.
3. Три тела, движущиеся в пространстве под воздействием только
сил притяжения друг друга... .
Вот тут как раз задачка становится настолько сложна, что ее до сих пор никто не решил аналитически. Т. е. не существует уравнения движения. С применением вычислительной техники ее можно решить только численными методами.
Она, скорее, математическая. Но можно считать и физической.
Называется "Раз, два и обчелся".
1. Как известно, тело, предоставленное само себе, лишенное воздействия всяких сил, движется равномерно и прямолинейно или покоится. Это закон инерции Ньютона.
2. Два тела, предоставленные сами себе, т. е. взаимодействуя только друг с другом силами притяжения движутся по законам
Кеплера. Три закона полностью описывают характер их движения.
3. Три тела, движущиеся в пространстве под воздействием только
сил притяжения друг друга... .
Вот тут как раз задачка становится настолько сложна, что ее до сих пор никто не решил аналитически. Т. е. не существует уравнения движения. С применением вычислительной техники ее можно решить только численными методами.
Существует ли Бозон Хиггса?
Существуют ли магнитные монополи
почему предсказанная масса квантового вакуума не влияет на расширение вселенной
Ядро какого элемента является самым тяжелым и в то же время могущим существовать, хотя бы миллиардную секунды.
Почему во вселенной больше материи чем антиматерии
Почему дальняя вселенная такая одинаковая, по идее везде должны быть сгустки материи
Как появляется масса у нейтрино
И что больше всего волнует меня как авиаконструктора - когда же решат уравнения Навье - Стокса.
Если не решат в ближайшие 20 лет - я сам их решу
Существуют ли магнитные монополи
почему предсказанная масса квантового вакуума не влияет на расширение вселенной
Ядро какого элемента является самым тяжелым и в то же время могущим существовать, хотя бы миллиардную секунды.
Почему во вселенной больше материи чем антиматерии
Почему дальняя вселенная такая одинаковая, по идее везде должны быть сгустки материи
Как появляется масса у нейтрино
И что больше всего волнует меня как авиаконструктора - когда же решат уравнения Навье - Стокса.
Если не решат в ближайшие 20 лет - я сам их решу
Что такое свет?
Что такое время?
Что такое гравитация?
Что такое материя?
А Вас куда понесло? :-))
Что такое время?
Что такое гравитация?
Что такое материя?
А Вас куда понесло? :-))
Сродство денег к волосатым лапам.
Да тысячи их. Как точно решать уравнение Шрёдингера, как его правильнее использовать, что рассчитывать свойства химических веществ. Как эффективно путешествовать в космосе. Можно ли каким-нибудь хитрым способом взаимодействовать на пространство. И потому не известно, не вызовет ли открытие и подтверждение адекватной теории квантовой гравитаци ещё больше вопросов.
Про красные и белые пятна на Юпитере.
интересен тот факт, что физика на квантовом уровне - сплошной парадокс и загадка, а на уровне галактик - восхищение и восторг
Похожие вопросы
- Знатокам теории относительности. Какую перегрузку будет испытывать космонавт в ракете при ускорении 1g и скорости 99% с?
- Прекратится ли когда-нибудь процесс образования новых звезд в нашей Галактике ?
- Современная физика. Всё объяснено, кроме тонкостей в создании единой теории поля.
- Вопрос физикам ---Это Бог расширяет Вселенную с ускорением и со скоростью намного выше скорости света ?
- Разбегание галактик и скорость света (вн)
- Галактика и млечный путь одно и то же? Неужели к нашей галактике относятся только звезды млеч. пути?
- Почему физики врут, что теория относительности А.Эйнштейна отменила Эфир, если он сам писал что Эфир существует?
- Большой вопрос по ускорению, перегрузке и скорости света.
- Единая Теория Поля в России под запретом?
- На кой ля в физике разрабатывают всякие теории и пугают ими маленьких детей?