Вопрос 22

Фундамента́льные взаимоде́йствия — качественно различающиеся типы взаимодействия элементарных частиц и составленных из них тел.

На сегодня достоверно известно существование четырех фундаментальных взаимодействий:

гравитационного

электромагнитного

сильного

слабого

При этом электромагнитное и слабое взаимодействия являются проявлениями единого электрослабого взаимодействия. Ведутся поиски других типов фундаментальных взаимодействий, как в явлениях микромира, так и в космических масштабах, однако пока какого-либо другого типа фундаментального взаимодействия не обнаружено. В физике механическая энергия делится на два вида — потенциальную и кинетическую энергию. Причиной изменения движения тел (изменения кинетической энергии) является сила (потенциальная энергия) (см. второй закон Ньютона). Исследуя окружающий нас мир, мы можем заметить множество самых разнообразных сил: сила тяжести, сила натяжения нити, сила сжатия пружины, сила столкновения тел, сила трения, сила сопротивления воздуха, сила взрыва и т. д. Однако когда была выяснена атомарная структура вещества, стало понятно, что все разнообразие этих сил есть результат взаимодействия атомов друг с другом. Поскольку основной вид межатомного взаимодействия — электромагнитное, то, как оказалось, большинство этих сил — лишь различные проявления электромагнитного взаимодействия. Одно из исключений составляет, например, сила тяжести, причиной которой является гравитационное взаимодействие между телами, обладающими массой.

Теории Великого объединения, GUT — в физике элементарных частиц группа теоретических моделей, описывающих единым образом сильное, слабое и электромагнитное взаимодействия. Предполагается, что при чрезвычайно высоких энергиях (выше 1014 ГэВ) эти взаимодействия объединяются. Впрочем, многие физики-теоретики считают, что объединять эти взаимодействия без гравитации не имеет смысла, и путь к «Великому объединению» лежит через создание «теории всего», скорее всего, на основе одной из теорий квантовой гравитации.

Супергравитация — или часто: многомерная супергравитация — название физических теорий, включающих дополнительные измерения, суперсимметрию и гравитацию. Термин был введён физиками, желавшими получить преимущество от использования суперсимметрии при построении теории «Великого Объединения», заключавшееся в том, что при этом происходит частичное сокращение наиболее интенсивных квантовых флуктуаций, связанное с парами частиц-суперпартнёров, которое помогает смягчить противоречия, возникающие при попытке включения в квантовую механику гравитации

Вопрос 25

Звезды.Звезды можно без труда наблюдать в любую безоблачную ночь – они словно россыпь драгоценных камней украшают темный бархат небес. Однако если смотреть на звезды при помощи пусть даже самого слабого телескопа, то можно увидеть десятки тысяч звезд.Звезда – это небесное тело, в котором происходят термоядерные реакция превращения водорода в гелий с выделением колоссального количества тепла и света. Благодаря выделяемому свету звезды видны на многие миллионы километров. В зависимости от температуры поверхности, светимости, массы, химического состава, спектрального класса звезды разбиваются на классы и группы. Ближайшая к Земле звезда – это, конечно же, Солнце. Солнце относится к классу желтых карликов и является единственной звездой Солнечной системы. Среди других ближайших к Земле звезд Проксима Центавра, Альфа Центравра, Сириус и другие. Невооруженным глазом на чистом ясном ночном небе можно наблюдать до 6000 звезд: по 3 тысячи в каждом полушарии.

Планеты.Планета – небесное тело округлой формы, которое вращается на орбите вокруг звезды или ее остатков. В Солнечной системе, согласно новейшим классификациям существует 8 планет: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Плутон, считавшийся до 2006 года девятой планетой Солнечной системы, теперь классифицируется как карликовая планета.Планеты делятся на большие (газовые гиганты) и малые (землеподобные). Четыре первых от Солнца планеты являются малыми, остальные четыре – большими. Крупнейшая планета Солнечной системы – Юпитер. Наблюдать эти небесные тела можно как в телескоп, так и невооруженным глазом. Так, планеты Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн хорошо видны. В любительский телескоп можно наблюдать светлые и темные полосы на Юпитере и его Большое Красное Пятно. У Сатурна можно наблюдать кольца, спутники, а у Марса и Венеры – фазы, как у Луны.

Кометы.Кометы – это достаточно редкие небесные тела. Орбита вращения комет вокруг Солнца значительно более длинная, чем орбиты планет Солнечной системы. Кометы состоят из твердого ледяного ядра, окруженного оболочкой из газов – по мере приближения кометы к Солнцу температура газов повышается и оболочка становится похожей на красивый яркий хвост. Всего человечеству известно около тысячи комет. Комета Галлея – самая известная из всех комет, ее можно наблюдать достаточно близко от Земли лишь раз в 100 лет. Наблюдать эти небесные тела лучше всего в телескоп – невооруженным глазом видны лишь очень редкие экземпляры. Небесных тел на небосклоне – огромное множество, к тому же они находятся в постоянном движении. Поэтому для наблюдения различных небесных тел Вам понадобится не только телескоп и чистое безоблачное небо, но и карта звездного неба. Без этой карты искать нужное небесное тело будет сложнее.

Чёрная дыра — физический объект, результат теоретических изысканий. Ничто не может вырваться из чёрной дыры из-за ее гравитации, даже свет, даже небо, даже Аллах! Открыт английским священником Джоном Мичеллом «на кончике пера» еще в 1783 году, но тогда всем было реально не до этого. Позднее, уже в XX веке, к этой теме вернулся Шварцшильд, и теперь она уже пришлась по нраву, сначала физикам, а потом и прочим любителям научной экзотики. Впрочем, достоверных доказательств их существования, увы, до сих пор нет. Во избежание кучи правок со внесением Анонимусами пруфлинков сразу отметим: несмотря на множество ссылок в поисковиках на находки астрономов, всё это — лишь объекты со схожим поведением. Возможно, их и следует называть «чёрными дырами», но лишь когда физики придумают более адекватную теорию для их описания, потому что на данный момент сабж — это скорее предельный случай ОТО, нежели реально возможная модель.

Пульсар - это маленькая вращающаяся звезда. На поверхности звезды есть участок, который излучает в пространство узконаправленные пучок радиоволн. Наши радиотелескопы принимают его излучение тогда, когда источник повернут в сторону Земли. Звезда вращается, и поток излучения прекращается. Следующий оборот звезды - и мы снова принимаем ее поток излучения (очень похоже на вращающийся маяк). Мы воспринимаем излучение пульсара, как пульсирующий с определенной частотой источник радиоволнового излучения. Пульсары относятся к семейству нейтронных звезд. Все звезды, подобно планетам, вращаются вокруг своей оси. Как известно из физики, при уменьшении размера вращающегося тела оно начинает вращаться быстрее. Пульсар размером с Лос-Анджелес вращается со скоростью один оборот в секунду. Другие пульсары могут вращаться еще быстрее. В этом вращении и кроется причина пульсирующего излучения. Пульсары окружены сильным магнитным полем. Вдоль силовых линий этого силового поля перемещаются протоны и электроны. Как известно, сила магнитного поля возрастает у северного и южного магнитных полюсов. В этих точках скорость перемещения протонов и электронов становится очень большой. При таком разгоне частицы выделяют кванты энергии в диапазоне от рентгеновских лучей до радиоволн. Так как пульсар вращается, а источник излучения вращается вместе с ним, то мы воспринимаем излучение пульсара только в тот момент, когда источник повернут в сторону Земли.