I frammenti di energia – non onde o particelle – possono essere i mattoni dell’universo

di

La nuova matematica ha mostrato che le linee di energia possono essere utilizzate per descrivere l’universo.

La materia è ciò di cui è fatto l’universo, ma di cosa è fatto? Questa domanda è sempre stata difficile per coloro che la contemplano, specialmente per i fisici. Riflette le tendenze recenti nella mia fisica Collega Geoffrey Aichen E io Descrivi un modo aggiornato di pensarci. Suggeriamo che la materia non sia fatta di particelle o onde, come si è creduto a lungo, ma – fondamentalmente di più – questa materia è fatta di Frammenti di energia.

Cinque componenti

Nei tempi antichi, si credeva che cinque elementi fossero i mattoni della realtà.

Cinque a uno

Gli antichi greci immaginavano cinque elementi costitutivi della materia, dal basso verso l’alto: Terra, Acqua, Aria, Fuoco ed Etere. L’etere era la sostanza che riempiva il cielo e spiegava la rotazione delle stelle, osservata dal punto di vista della Terra. Questi sono stati i primi elementi di base con cui costruire un mondo. La loro percezione degli elementi fisici non è cambiata in modo significativo per quasi 2.000 anni.

Sir Isaac Newton

Sir Isaac Newton è accreditato dello sviluppo della teoria delle particelle. Credito: Christopher Terrell, CC BY-ND

Poi, circa 300 anni fa, Sir Isaac Newton introdusse l’idea che tutta la materia si trovi in ​​punti chiamati particelle. Centocinquanta anni dopo, James Clerk Maxwell introdusse l’onda elettromagnetica, la forma più elementare e spesso invisibile di magnetismo, elettricità e luce. La particella era l’elemento costitutivo di base della meccanica e dell’onda dell’elettromagnetismo – e il pubblico si stabilì sulla particella e sull’onda come elementi costitutivi della materia. Le particelle e le onde insieme sono diventate i mattoni di tutta la materia.

READ  Per correggere un errore, i fisici nucleari stanno migliorando l'accuratezza degli studi sui neutrini

Questo è stato un notevole miglioramento rispetto ai cinque elementi degli antichi greci, ma era ancora imperfetto. In una popolare serie di esperimenti, noti come esperimenti a doppia fenditura, la luce a volte agisce come una particella e altre volte come un’onda. E mentre le teorie e la matematica delle onde e delle particelle consentono agli scienziati di fare previsioni incredibilmente accurate sull’universo, le regole si rompono su scale sempre più piccole.

Einstein ha suggerito un rimedio con la sua teoria della relatività generale. Usando gli strumenti matematici a sua disposizione all’epoca, Einstein fu in grado di spiegare meglio alcuni fenomeni fisici e di risolvere un antico paradosso di inerzia e gravità. Ma invece di raffinare particelle o onde, le ha rimosse mentre proponeva di distorcere lo spazio e il tempo.

Usando strumenti matematici più recenti, io e il mio collega abbiamo dimostrato una nuova teoria che può descrivere accuratamente l’universo. Invece di basare la teoria sulla curvatura del tempo e dello spazio, abbiamo considerato che potrebbe esserci un elemento costitutivo più fondamentale della particella e dell’onda. Gli scienziati sanno che le particelle e le onde sono opposti esistenziali: una particella è una fonte di materia che esiste in un unico punto e le onde sono ovunque tranne che per i punti che le creano. Io e il mio collega abbiamo pensato che avesse senso solo che ci fosse una relazione fondamentale tra loro.

Materiale da costruzione in mattoni

Un nuovo elemento costitutivo della materia può rappresentare sia le cose più grandi che quelle più piccole, dalle stelle alla luce. Credito: Christopher Terrell, CC BY-ND

Il flusso e i frammenti di energia

La nostra teoria inizia con una nuova idea di base: l’energia “fluisce” sempre attraverso le regioni del tempo e dello spazio.

READ  La scienza della dipendenza: perché non sempre ci piacciono le cose che vogliamo

Pensa all’energia come composta da linee che riempiono una regione di spazio e tempo, fluiscono dentro e fuori da quella regione, non iniziano mai, non finiscono mai e non si intersecano mai l’una con l’altra.

Partendo dall’idea dell’universo delle linee di energia fluente, abbiamo cercato un singolo elemento costitutivo per l’energia fluente. Se potessimo trovare e definire qualcosa di simile, speriamo di poterlo utilizzare per fare previsioni accurate sull’universo su scala più grande e più piccola.

C’erano diversi elementi da cui scegliere matematicamente, ma ne abbiamo cercato uno che avesse le caratteristiche sia di particella che di onda – focalizzato come una particella ma anche diffuso nello spazio e nel tempo come un’onda. La risposta era un elemento costitutivo che assomiglia a una concentrazione di energia – un po ‘come una stella – che ha un’energia più alta al centro e diventa più piccola più lontano dal centro.

Con nostro grande stupore, abbiamo scoperto che c’erano solo un numero limitato di modi per descrivere la concentrazione dell’energia fluente. Tra questi, ne abbiamo trovato solo uno che funziona secondo la nostra definizione matematica di flusso. Lo abbiamo chiamato Parte dell’energia. Per gli appassionati di matematica e fisica, è definito come A = – /S Dov’è la densità e S È la funzione distanza.

Utilizzando la frazione di energia come elemento costitutivo della materia, abbiamo quindi costruito la matematica necessaria per risolvere i problemi fisici. L’ultimo passaggio è stato testarlo.

Torniamo a Einstein, aggiungendo globale

Oltre 100 anni fa, Einstein si è rivolto a Due problemi sono un mito In Physics for Checking General Relativity: Annualmente Trasformazione – o prelazione – nell’orbita di Mercurio, E il Leggera flessione della luce al passaggio del sole.

Perielio di Mercurio

La relatività generale è stata la prima teoria a prevedere con precisione la leggera rotazione dell’orbita di Mercurio. Credito: Rainer Zenz tramite Wikimedia Commons

Questi problemi erano a entrambe le estremità dello spettro delle dimensioni. Nessuna teoria della materia o delle onde potrebbe risolverlo, ma la relatività generale sì. La relatività generale ha distorto lo spazio e il tempo in un modo che fa sì che il percorso di Mercurio si sposti e la luce si pieghi precisamente nelle quantità viste nelle osservazioni astronomiche.

READ  "Sembrava davvero pesante:" descrive gli astronauti che tornavano sulla Terra a bordo della capsula SpaceX

Se la nostra nuova teoria avesse la possibilità di sostituire la particella e l’onda con l’assunto fondamentale, saremmo in grado di risolvere questi problemi anche con la nostra teoria.

Per il problema pre-Mercurio, abbiamo modellato il Sole come una frazione di energia massiccia e costante e Mercurio come una frazione di energia più piccola ma ancora lenta. Per il problema della flessione della luce, un modello del sole viene modellato allo stesso modo, ma un fotone è progettato come una piccola frazione di energia che si muove alla velocità della luce. In entrambi i problemi abbiamo calcolato le traiettorie delle parti in movimento e abbiamo ottenuto le stesse risposte previste dalla teoria della relatività generale. Siamo rimasti sbalorditi.

Il nostro lavoro iniziale ha dimostrato come un nuovo elemento costitutivo sia in grado di modellare accuratamente oggetti dal grande al minuscolo. Quando le particelle e le onde si rompono, parte del blocco energetico rimane forte. Questa parte potrebbe essere un singolo potenziale mattone universale in cui formulare matematicamente la realtà e aggiornare il modo in cui le persone pensano agli elementi costitutivi dell’universo.

Scritto da Larry M. Silverberg, professore di ingegneria meccanica e aerospaziale, North Carolina State University.

More from Anatolio Ossani

Adattarsi ai cambiamenti climatici vidnyan dd70 | Scienza: cambiamento climatico e adattamento

Dr. Kishore Kulkarni – response.lokprabha@expressindia.com Il cambiamento climatico colpisce le persone in...
Read More

Lascia un commento

Il tuo indirizzo email non sarà pubblicato. I campi obbligatori sono contrassegnati *