Имеется 5 основных фундаментальных составляющих мира - материя, пространство, время, энергия, информация. Для них нет точных определений. Ибо это самые общие понятия и сущности

Основные, фундаментальные составляющие мира

Структурные составляющие мира - МИКРОМИР, МАКРОМИР, МЕГАМИР.

Основные составляющие мира.

Приложение к лекциям Шабанова М.Ф. Лекция № 8.

МИКРОМИР – Мир элементарных частиц, фотонов (квантов), атомов, атомных ядер и других микрообъектов, где властвуют законы квантовой механики, атомной и ядерной физики, теории электромагнитных излучений. Он недоступен для непосредственного наблюдения человеком. Здесь не выполняются классические законы механики, взаимодействия между микрообъектами идут с субсветовыми скоростями, объекты обладают одновременно волновой и корпускулярной природой, подчиняются правилам неопределенности Гейзенберга. Законы этого мира часто противоречат привычному “здравому” смыслу.

МАКРОМИР -привычный для человека окружающий мир, доступный непосредственному восприятию зрением, слухом, обонянием, осязанием и вкусом. Познание этого мира осуществляется непосредственно вышеперечисленными органами восприятия информации человека и с помощью разнообразных физических приборов и экспериментов, основанных на законах классической физики, химии, биологии и других наук.

МЕГАМИР -Грандиозный по пространственным, временным, материальным, энергетическим масштабам мир. Мир спутников, планет, газово-пылевых облаков, звезд, звездных скоплений, галактик, галактических скоплений, составляющий наблюдаемую астрономами Вселенную. Здесь на огромных пространствах властвуют законы тяготения огромных масс разбросанных в необозримых пространствах нашей Вселенной радиусом около 15 млрд. световых лет. Внутри звезд бушуют грандиозные ядерные топки, выпекающие все тяжелые элементы таблицы Менделеева из водорода и освещающие окружающее пространство на миллионы световых лет. Объекты этого мира имеют размеры тысячи и миллиарды км, массы в миллиард миллиардов тонн, живут миллионы и миллиарды лет. Масштабы этого мира и происходящих в нем грандиозных процессов не укладывается в воображение человека, привыкшего к Земным масштабам.

МАТЕРИЯ это все тела и объекты твердые, жидкие, газообразные и плазменные, элементарные частицы, фотоны или кванты, физические поля (гравитационное, электрическое, магнитное). Все вышеперечисленные объекты микро, макро и мегамира состоят из материи. Ньтоновская масса - мера количества материи, постоянная величина для всякого тела. Вес всегда пропорционален массе, но различен на разных планетах. Измерить инертную массу проще всего по центростремительной силе, заставив тело двигаться по окружности на канате и измерив силу натяжения каната. При этом будут одинаковые показания на всех планетах. Диапазон измерения масс в физике: 9,1 10грамм – масса электрона, 1.67* 10грамм – масса протона, 10грамм –пикограмм, 10грамм – нанограмм, 10микрограмм, миллиграмм, грамм, килограмм, центнер, тонна, 6*10тонн –масса Земли, 2*10тонн или 2*10грамм –массса Солнца. 10тонн масса метагалактики в созвездии Девы. Масса Вселенной 10Солнечных масс. Итого от массы Солнца до массы электрона 33 +28 = 61 порядок перекрытие известных и измеряемых современной наукой масс, что отражает достижения нашей Цивилизации!

Кроме наличия массы материя обладает свойством тяготения или создает вокруг себя гравитационное поле. Именно по притяжению, используя измеритель притяжения – гравиметр, можно обнаружить наличие невидимой массы. Закон сохранения материи - неизменность ее массы в любых физических, химических и биологических процессах, также важнейшее свойство материи. Однако при субсветовых скоростях, больших чем сто тысяч км./сек, масса зависит от скорости и может превращаться в энергию в соответствии с формулами Эйнштейна:

Формула (1) отражает рост массы – m от скорости v. Формула отражает зависимость энергии от массы тела. Обозначения в формулах:

m0 - масса тела в покое, m –масса движущегося тела

v –скорость движения, c- скорость света равная 299793 км/сек

Из формулы (1) следует, что при достижении скорости света v=c выражение под корнем становится равным нулю и масса m возрастает до бесконечности при любой ненулевой массе покоя –m0. На практике это означает, что ни одно материальное тело нельзя разогнать до скорости света. Эксперимент по ускорению электрона, на ускорителе элементарных частиц, подтвердил этот факт. Со скоростью света летают только фотоны или кванты, которые имеют нулевую массу покоя. Колоссальное количество энергии выделяется согласно формуле (2) только при реакции аннигиляции при столкновении вещества и анти вещества, когда все вещество превращается в излучение! Формулы (1) и (2) определяют границу применения законов классической Ньютоновой физики.

Пространство – бесконечное трехмерное пространство однородное и изотропное, с геометрией Евклида. Типовые размеры 10м -15 *10световых лет – радиус Вселенной, 10м до ближайшей Галактики Магелановы облака, 10м до центра нашей Галактики, 10м до ближайшей звезды, 10м радиус орбиты Плутона, 15* 10м радиус орбиты Земли (астрономическая единица), 64 *10радиус Земли. Мега метр, километр, метр, дециметр, сантиметр, миллиметр, микрон - 10– размер вируса. 10нанометр – размер атома, 10пикометр – размер ядра до 10. Перекрытие 42 порядка!

При субсветовых скоростях размеры пространства и любого тела уменьшаются с ростом скорости по формуле (3)

Где l – длина движущегося стержня, l0 – этого же стержня в покое, остальные обозначения те же, что в формуле (1). Видно, что при достижении скорости света, длина стержня становится нулевой, при любой исходной его длине! Это показывает на взаимосвязь пространства, времени и плотности материи в пространстве, в соответствии с теорией относительности. Как заметил Эйнштейн, в Ньютоновой физике, если удалить всю материю из Вселенной, время и пространство останутся неизменными, по современным представлениям, при удалении материи с ней исчезнут и пространство и время!

Время бесконечное равномерно текущее последовательность секунд, часов, минут, лет. Типовые времена. 15*10лет = 4,73*10сек Возраст Вселенной, 1.5*10-возраст Земли, 5 млн. лет появление человека, 100 лет =3,15 млрд. сек, 1год –31,5 млн сек, 1 день –86400 сек., 1 сек – удар пульса, миллисекунда, микросекунда, 10- наносекунда, 10-пикосекунда (свет походит 3 мм) период молекулярных колебаний, 10- период атомных колебаний, частота световой волны, 10сек свет проходит диаметр атома, 10период колебаний ядра, 10свет проходит диаметр ядра. Итого получается до 42 порядков для временных процессов.

В классической механике время абсолютно и обратимо. Так если нам известны координаты и скорости движения всех тел некоторой системы, то можно рассчитать состояние системы в прошлом и в будущем. Однако уже в классической термодинамике процессы идут необратимо, все горячие тела остывают и Вселенная стремится к тепловой смерти. В развитии всех объектов Вселенной и тем более живых существ четко прослеживается направленность (стрела) времени из прошлого через настоящее в будущее.

В теории относительности время является четвертой координатой в пространственно-временном континууме. Но и в классической механике два объекта не могут встретиться, если не установлено время встречи.Очевидно наш трех мерный пространственный мир скользит по оси времени. Время в системе отсчета движущейся с субсветовой скоростью замедляется в соответствии с формулой (4).

Где t – время в движущейся системе, t0 – этот же промежуток времени в покоящейся системе, остальные обозначения те же, что в формуле (1). Видно, что при достижении скорости света, время останавливается. Фотон летящий со скоростью света от границы Вселенной до Земли за 15 млрд лет не стареет ни на одну секунду. Для ракеты летящей со скоростью света не будет ни пространства ни времени!

Дата добавления: 2014-01-06