Что во Вселенной имеет самые маленькие размеры?

Рассказать всей Вселенной!

Есть один интересный вопрос, который человек задавал себе, наверное, с тех пор как научился добывать огонь. Звучит он так: что в окружающей Вселенной имеет самый маленький размер?

Когда-то, очень давно, люди считали, что нет на свете ничего меньшего, чем песчинка. И именно она является строительным блоком для всего, из чего состоит окружающий нас мир. Но через какое-то время люди открыли атом. И решили, что меньше точно ничего не бывает. Но и это оказалось не так. Выяснилось, что атом тоже имеет составные части. Электроны, нейтроны и протоны. Тогда люди посчитали, что это и есть самые простые частицы. Однако впоследствии оказалось, что опять произошла ошибка. И все гораздо сложнее. Потому что нейтроны и протоны делятся на кварки.

Современная физика пока не в курсе, имеют ли кварки какие-то составляющие. Фактов о том, что кварки содержат в себе еще что-то, пока нет. Есть, конечно, на этот счет некоторые теории. Одна из них предполагает, что кварки состоят из частиц, которые получили название преоны. Однако их существование никем не доказано.

Струны или точки?

В экспериментах, которые проводят физики, элементарные частицы, ведут себя как отдельные точки. Но при этом они не показывают никаких признаков того, что обладают какими-то пространственными характеристиками.

Однако для физиков подобное положение дел весьма неудобно. Ведь к такой точке, не имеющей определенных размеров, можно приближаться до конца жизни Вселенной. И посчитать силу, которая может быть применена к элементарной частице в непосредственной близости от нее, не представляется возможным. Ведь ее значение становится бесконечно большим. А ученые терпеть не могут бесконечность. Поэтому, чтобы выкрутится из столь щекотливой ситуации, они придумали хитрый ход.

Немного поразмыслив физики выдвинули весьма смелую гипотезу. Они назвали ее теорией струн. Ее авторы настаивают на том, что элементарные частицы — вовсе не точечные объекты. А простые колебания некоей гипотетической «струны». И поэтому ничто и никогда не может приблизиться вплотную к элементарной частице. Потому что она находится в постоянном колебательном движении. И гипотетический наблюдатель всегда будет немного ближе к одной части элементарной частицы, чем к другой. Весьма причудливое объяснение, не находите?

Подобный «ход конем», в общем-то, решает проблему бесконечности. Поэтому теория струн была воспринята в научном мире довольно тепло. Но, к великому сожалению, у науки пока нет никаких данных, подтверждающих или опровергающих ее.

Есть еще один, не менее экзотический способ решения это проблемы. В этом случае физики предложили считать, что пространство, на самом деле, дискретно. И фактически состоит из неких зерен. Или, по другому, пространственно-временной пены. И поэтому любые элементарные частицы никогда не смогут столкнуться друг с другом. Потому что между ними всегда есть какое-то расстояние, соответствующее минимальному размеру «пространственного зерна».

Сингулярность

На звание самой маленькой вещи во Вселенной претендует и еще очень интересная особенность. Она находится в центре любой черной дыры. И называется сингулярность.

Черные дыры — это настоящие жемчужины космоса. Они образуются в тот момент, когда колоссальные объемы материи концентрируются в относительно небольшой области пространства. Гравитационное поле подобного объекта становится просто чудовищным по своей мощности. И это приводит к тому, что в конце концов материя сжимается в точку, имеющую бесконечную плотность. Так, по крайней мере, считает официальная наука.

Однако все больше и больше ученых начинает отходить от этого представления. Они говорят о том, что на самом деле черные дыры не имеют никакой сингулярности внутри себя. По их мнению, предполагаемая бесконечно плотная точка — это лишь следствие несогласованности между двумя фундаментальными теориями — общей теорией относительности и квантовой механики. И для решения этой проблемы необходимо разработать теорию квантовой гравитации. Только тогда настоящая суть черных дыр раскроется нашему взору.

Планковская длина

У физиков в запасе есть и другие чудные вещи. Такие, например, как планковская длина. Ее значение — 1,6 x 10 ^ -35 метров. Это непостижимо малое расстояние. И его параметры взяты не просто из головы. Они связаны с различными физическими аспектами.

Планковкая длина слишком мала для того, чтобы ее можно было измерить каким-либо прибором. Однако, как полагают физики, именно она являет собой истинный предел наименее возможной короткой длины. И если применить в данном случае принцип неопределенности, то становится очевидно, что ни один инструмент никогда не сможет измерить что-то меньшее по размеру. Поскольку в таких масштабах свойства Вселенной становятся характеристикой вероятностной.

Планковская длина считается границей, после которой законы физики перестают подчиняться общей теории относительности и действуют в соответствии с законами квантовой механики.

Поэтому не исключено, что самые крохотные вещи во Вселенной вряд ли короче значения планковской длины.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.


Рассказать всей Вселенной!

Комментировать

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: