ბრტყელია სივრცე, სადაც ჩვენ ვცხოვრობთ?

გეომეტრიის სახელმძღვანელოდან ვიცით: სივრცე შეიძლება იყოს ერთგანზომილებიანი (წირი), ორგანზომილებიანი (ზედაპირი), სამგანზომილებიანი (ჩვენთვის ჩვეული სივრცე) და, რატომაც არა, მრავალგანზომილებიანი. მათემატიკა ხომ აბსტრაქტული მეცნიერებაა და მასში შესაძლებელია არარეალურის წარმოსახვაც. ამ პრინციპით მათემატიკურ წერტილსაც შეგვიძლია ვუწოდოთ სივრცე, თუკი დავურთავთ, რომ იგი ნულოვანგანზომილებიანია.

სივრცის განზომილება ემთხვევა იმ სიდიდეთა რაოდენობას, რომლებიც საჭიროა სივრცეში წერტილის ადგილმდებარეობის განსაზღვრისთვის. მაგალითად, წირზე მდებარეობა განისაზღვრება ერთი სიდიდთ – მანძილით ათვლის წერტილიდან (x), ზედაპირზე – ორი სიდიდით (x, y) და ა.შ. თითოეული ჩამოთვლილი სივრცე შეიძლება იყოს როგორც მარტივი – “ბრტეყლი”, ასევე რთული.

უმარტივესი ერთგანზომილებიანი სიბრტყე წრფეა, მაგრამ არსებობს მრავალი სხვადასხვა სახის მრუდი, რომელებიც ასევე ერთგანზომილებიანია, რადგან მათზე მდებარე ნებისმიერი წერტილის მოსაძებნად საკმარისია ვიცოდეთ მისი დაშორება გარკვეული ათვლის წერტილიდან. უმარტივესი ორგანზომილებიანი სივრცე ეს ბრტყელი ზედაპირია, მაგრამ ხომ არსებობს სხვადასხვა სიმრუდის ამობურცული ზედაპირი (მათ სფერულს უწოდებენ) ან უნაგირის მსგავსი ჩაღრმავებული ზედაპირები (მათ ჰიპერბოლურს უწოდებენ). წარმოვიდგინოთ ჭანჭველა, რომელიც რაღაც ზედაპირზე დაცოცავს. როგორ უნდა გაიგოს მან, ეს ზედაპირი ბრტყელია, სფერული თუ ჰიპერბოლური? თუმცა თავად მას ეს ნაკლებად აინტერესებს. მაგრამ, ჩვენ სამგანზომილებიანი არსებები, ჩვენი ხედვის არედან კარგად ვხედავთ, რომ ბაღში მიტოვებული ბურთი, რომელზეც ჭიანჭველა მოძრაობს, სფერულია. მისი მოძრაობის ტრაექტორია წრფე კი არ არის, არამედ რკალია. თუ ჭიანჭველა გაუყვება ამორჩეულ რკალს, ის დაუბრუნდება იმ ადგილს, საიდანაც დაიწყო ცოცვა. ეს იმიტომ, რომ ბურთის ზედაპირი “ჩაკეტილი” ორგანზომილებიანი სიბტყეა. მაგრამ, თუ ჭიანჭველა აღმოჩნდება ჰამაკზე (“ღია” სივრცეში), მისთვის ამ ზედაპირზე ცოცვა შეიძლება კატასტროფითაც კი დამთავრდეს: იგი შეიძლება მიწას დაენარცხოს.

კითხვა, რომელიც ჩვენ გვაინტერესებს, ასეთია: როგორია ჩვენი სამგანზომილებიანი სივრცე? ბრტყელი, სფერული თუ ჰიპერბოლური? 

წაიკითხე სრულად

თერმოდინამიკის პირველი კანონის განსაკუთრებული შემთხვევები

განვიხილოთ ოთხი განსხვავებული თერმოდინამიკური პროცესი, როდესაც სისტემა გარკვეულწილად შეზღუდულია და შემდეგ ვნახავთ რა შედეგი მოჰყვება ამგვარი პროცესებისათვის თერმოდინამიკის პირველი კანონის გამოყენებას. შედეგები 1. ცხრილშია შეჯამებული.

1. ადიაბატური პროცესები. ადიაბატური პროცესი მაშინ ხდება, როდესაც პროცესი ძალიან სწრაფია ან სისტემა იმდენად კარგად არის იზოლირებული, რომ სისტემასა და გარემოს შორის სითბოს სახით
ენერგიის გადაცემა არ ხდება. პირველ კანონში (შინაგანი ენერგია იზრდება, თუ ენერგია Q სითბოს სახით ემატება და მცირდება, თუ ენერგია სისტემის მიერ შესრულებული W მუშაობის სახით იკარგება, ფორმულა 1. dEშ = dQ – dW) Q = 0 ჩავსვამთ და მივიღებთ:

dEშ = -W (ადიაბატური პროცესი)

ფორმულის თანახმად თუ მუშაობას სისტემა ასრულებს (ანუ W დადებითია), სისტემის შინაგანი ენერგია მუშაობის ოდენობით მცირდება. ასევე, თუ მუშაობა სისტემაზე სრულდება (ანუ W უარყოფითია), სისტემის შინაგანი ენერგია მუშაობის ოდენობით იზრდება.

სურათზე 1. ნაჩვენებია იდეალიზებული ადიაბატური პროცესი. იზოლირებულ სისტემაში სითბო არც შედის და არც გამოდის. მაშასადამე, სისტემასა და გარემოს შორის ენერგიის გადაცემის ერთადერთი საშუალება მუშაობაა. თუ ტყვიას დგუშიდან ავიღებთ და აირს გაფართოების საშუალებას მივცემთ, სისტემის მიერ შესრულებული მუშაობა დადებითია და აირის შინაგანი ენერგია მცირდება.


სურათი 1.

https://i0.wp.com/i.imgur.com/irJZ2wQ.png

ადიაბატური გაფართოება მოხდება, თუ დგუშზე დალაგებულ ტყვიებს ნელ-ნელა შევამცირებთ. ნებისმიერ სტადიაზე ტყვიების დამატება პროცესის შებრუნებას იწვევს.


წაიკითხე სრულად

არღვევს სიცოცხლე თერმოდინამიკის მეორე კანონს?

Vitality-graphic-300px

თერმოდინამიკის მეორე კანონი (ენტროპიის ზრდის კანონი) ხანდახან გამოიყენება ევოლუციის საწინააღმდეგო არგუმენტად. ევოლუცია, როგორც კამათისას აღნიშნავენ არის ენტროპიის შემცირება, რადგანაც იგი დროის განმავლობაში მეტ ორგანიზებულობას ქმნის. ამ დროს კი თერმოდინამიკის მეორე კანონი ამბობს, რომ დროის განმავლობაში ორგანიზებულობა კლებულობს და შესაბამისად არეულობა მატულობს. ასე რომ, ევოლუცია არღვევს მეორე კანონს.

ამ არგუმენტებში ბევრი რამ არასწორია, და შეგვიძლია ad infinitum გავაგრძელოთ კამათი. ორივე მხარის სასარგებლო არგუმენტების კრებული შეგიძლიათ იპოვოთ შემდეგ ლინკზე: www.talkorigins.org/faqs/thermo.html. ასეთი განხილვები არასდროს მოიცავდა რაიმე რიცხვით გამოთვლებს. ეს სამწუხაროა, რადგან მარტივ გამოთვლებსაც შეუძლია გვაჩვენოს, რომ ევოლუციისათვის ფიზიკურად შეუძლებელია თერმოდინამიკის მეორე კანონის დარღვევა.

მნიშვნელოვნია ავღნიშნოთ, რომ დედამიწა არ არის იზოლირებული სისტემა: იგი იღებს ენერგიას მზისგან და გამოასხივებს ენერგიას უკან კოსმოსში. მეორე კანონი არ აცხადებს, რომ სისტემის ნებისმიერი ნაწილის ენტოპია უნდა გაიზარდოს. ეს რომ ასე არ ყოფილიყო, ყინული არასდროს იარსებებდა და ორთქლი კი არასდროს კონდენსირდებოდა. ორივე ეს პროცესი კი თავის თავში ენტროპიის შემცირებას მოიცავს. მეორე კანონი ამბობს, რომ მთლიანი სისტემის ტოტალური ენტროპია უნდა გაიზარდოს. და ენტროპიის კლება უნდა ანაზღაურდეს ენტროპიის მატებით სხვაგან. [ამ კუთხით ძალიან კარგი მაგალითია მაცივრისა და ოთახის განხილვა. მაცივარი მის შგნით აშკარად ამცირებს ენტროპიას, რადგან „წარმოქმნის“ სიცივეს და შესაბამისად მეტ წესრიგს. მაცივარის ძრავა მუშაობს ელექტრო ენერგიაზე და ეს ძრავა სითბოს გამოყოფს ოთახში. ხოლო სითბოს გამოყოფა კი ენტროპიის ზრდაა, რადგან ოთახი ნაკლებ მოწესრიგებული ხდება. ოთახის მაცივრიანად, როგორც მთლიანი სისტემის განხილვისას კი ენტროპია ჯამში მატულობს. ადმინი. ]

წაიკითხე სრულად

არსებობს ტემპერატურის ზედა ზღვარი – ანუ მაქსიმალური ტემპერატურა?

ყველაზე ცივ ტემპერატურაზე საუბარი შედარებით მარტივია. ყველაზე ცივი ტემპერატურა არის აბსოლიტური ნული. შეიძლება იცით, რომ მოძრაობა იწვევს ხახუნს, რომელიც ასევე იწვევს სითბოს არსებობას. აბსოლიტური ნულის არსი სწორედ ამაშია – ამ დროს მოძრაობა საერთოდ არ გვაქვს. უმოძრაობის დროს ტემპერატურა გვაქვს -273,12 °C (კელვინის შკალით 0, ხოლო ფარენტჰეტით -459,67 გრადუსი).

მაგრამ რამდენია ყველაზე ცხელი ტემპერატურა? არსებობს კი აბსოლიტური ცხელი?


 

ტემპერატურა აბსოლიტური ნულიდან აბსოლიტურ სიცხემდე


წაიკითხე სრულად

რა არის ბიოფიზიკა

ვეფხვია მანია

ბიოფიზიკა არის ხიდი ბიოლოგიასა და ფიზიკას შორის.

ბიოლოგია შეისწავლის სიცოცხლეს მთელი მისი მრავალფეროვნებითა და სირთულით. ის აღწერს ცოცხალ ორგანიზმებს, თუ როგორ მოიპოვებენ ისინი საკვებს, კომუნიკაციას მათ შორის, გარემოდან ინფორმაციის აღქმას და რეპროდუქციას. მეორეს მხრივ ფიზიკა ეძებს ბუნების მათემატიკურ კანონებს და ქმნის დეტალურ ვარაუდებს ძალებზე, რომლებიც ამოძრავებენ იდეალიზებულ სისტემებს. კომპლექსური სიცოცხლისა და ფიზიკური კანონების სიმარტივეს შორის არსებული დისტანციის წვდომა წარმოადგენს ბიოფიზიკის გამოწვევას. მოდელების ძიება და მათი ანალიზი მათემატიკითა და ფიზიკით არის მძლავრი საშუალება სიცოცხლის სრული გაგებისათვის. viralshellsბიოფიზიკოსები ეძებენ პრინციპებს, რომლებიც აღწერს მოდელებს. თუ პრინციპები სწორია, მაშინ ის იძლევა წინასწარმეტყველების საშუალებას, რომელიც შემდგომ შეიძლება შემოწმდეს.

რას იკვლევენ ბიოფიზიკოსები?

ბიოფიზიკოსები სწავლობენ სიცოცხლეს ყველა დონეზე, დაწყებული ატომებიდან და მოლეკულებიდან, უჯრედებით, ორგანიზმებითა და გარემოცვით დამთავრებული. ინოვაციები მოდის ფიზიკისა და ბიოლოგიის ლაბორატორიებიდან. ბიოფიზიკოსები აფართოებენ კვლევების არეალს, იგონებენ ახალ ხელსაწყოებს. სამუშაოებს ყოველთვის აქვს მიზანი და ის გულისხმობს მოიძებნოს თუ როგორ მუშაობს ბიოლოგიური სისტემები. ბიოფიზიკოსები სვამენ კითხვებს, როგორებიცაა:

View original post 696 more words

იმის შესახებ, თუ რა მნიშვნელოვანია გაზომვებში ხელსაწყოს სიზუსტე

ცნობილ პაუნდ-რებკას ექსპერიმენტში მეცნიერები ჯეფერსონის დარბაზში სინათლის სხივს ‘ისვრიდნენ’ ჭერიდან იატაკისკენ. ასევე არსებობდა კონკურენტი ჯგუფი, რომელიც აკეთება იგივე ექსპერიმენტს და ითვლიდა სინათლის სიჩქარეს ექსპერიმეტის პროცესში. მათ დაადგინეს, რომ რეალურად სინათლის სიჩქარე იზრდებოდა დილისკენ, მაქსიმუმს აღწევდა შუადღისთვის, კლებულობდა ვახშმის დროისათვის და შუაღამისთვის კი მინიმუმს წარმოადგენდა. ნუ, ეს შოკისმომგვრელი იყო. სინათლის სიჩქარე, რომელიც მართავს სამყაროს ასე უცბად აღმოჩნდა დამოკიდებული ლანჩისა და ვახშმის დროებზე? და რას წარმოადგენდა რობლემა? პრობლემა ის გახლდათ, რომ ეს კონტრ-ექსპერიმენტი ტარდებოდა გარეთ, სუფთა ჰაერზე და სენსორები გახლდნენ ტემპეტარურადამოკიდებულნი და ცხადია ლანჩის დროს უფრო ცხელა და შუღამისას კი უფრო სიცივეა.


My advisor at Harvard was Proffesor Pound and he did Pound-Rebka Experiment where they shot a light beam from the top of Jefferson Hall to the bottom of Jefferson hall. Now, there was a rival group, a rival group that also did the same experiment and they had calculated the speed of light in the process. They found that the speed of light actually rose in the morning, peacked at noontime. Then the speed of light began to slow down at dinnertime and reached a minimum at midnight. Well, this was shocking. The speed of light, wich governs the universe all of the sudden is wedded to lunchtime and dinnertime. So what’s the problem? The problem was that this counter experiment, this rival experiment, was done outdoors, and the sensors were temperature-dependent, and of course it’s warmer at lunchtime and colder at midnight.


წყარო: Michio Kaku, წყაროს ვერ ვპოულობ, მონაკვეთი ადრე ავკრიფე, რომელიღაცა ვიდეოდან.

ნაწილაკთა ზოოპარკი


ნაწილაკთა ფიზიკაში ტერმინი ნაწილაკთა ზოოპარკი გამოიყენება შედარებით ბევრი “ელემენტარული ნაწილაკის” არსებობით, რომლებიც ზოოპარკის ასეულობით სახეობასთანაა შედარებული.

1960–იან წლების ბოლოს სიტუაცია ძალიან დამაბნეველი ჩანდა. კვარკების აღმოჩენამდე ასეულობით ჰადრონი იყო ცნობილი. მოგვიანებით დადგინდა, რომ ისინი ელემენტარული ნაწილაკები არ იყვნენ და შედგებიან კვარკებისაგან. დღესდღეობით სტანდარტულ მოდელში არსებული ნაწილაკები მოსაზრებიან ელემენტარულ ნაწილაკებად.



წყარო: wikipedia.org/Particle-zoo
particlezoo.net/
მეტი: A Tour of the Subatomic Zoo: A Guide to Particle Physics