Квантовый восход теория почти всего и призрачные частицы

Документальный фильм Квантовый восход теория почти всего и призрачные частицы.

00:00 Эйнштейн и его теория относительности
• Эйнштейн задался вопросом о возможности обогнать луч света и в итоге создал теорию относительности.
• Он также столкнулся с трудностями в поиске работы и был уволен из-за спора с нанимателем.

01:55 Специальная теория относительности
• В патентном бюро Эйнштейн смог вернуться к вопросу о скорости света и разработал специальную теорию относительности.
• Он обнаружил, что световой луч при движении со скоростью света не только не кажется неподвижным, но и продолжает улетать прочь с той же скоростью.

10:43 Общая теория относительности
• Эйнштейн хотел обобщить свою теорию относительности, чтобы включить в нее гравитацию и ускоренное движение.
• Он создал общую теорию относительности, которая стала более всеобъемлющей и включала гравитацию.

13:39 Теория относительности и гравитация
• Эйнштейн размышлял над проблемами света на протяжении 10 лет, начиная с 16-летнего возраста.
• Он понял, что в момент падения на карусели, человек будет испытывать иллюзию отсутствия гравитации.
• Эйнштейн применил этот принцип к детской карусели и пришел к выводу, что гравитация - это иллюзия, вызванная искривлением пространства.

22:31 Экспериментальная проверка теории
• Эйнштейн рассчитал смещение орбиты Меркурия и обнаружил небольшое отклонение от законов Ньютона.
• Он вычислил, что необъяснимые смещения орбиты Меркурия должны составлять 42,9 угловой секунды за столетие.
• Эйнштейн предложил направить экспедицию для наблюдения затмения 1919 года, чтобы проверить его теорию.
• Результаты эксперимента замечательно совпали с предсказанием Эйнштейна.

25:26 Влияние теории относительности на науку и жизнь
• Теория относительности Эйнштейна произвела революцию в физике, изменив наши представления о Вселенной и ее происхождении.
• Система глобального позиционирования (GPS) в вашем сотовом телефоне использует теорию относительности для определения вашего местоположения.

27:23 Теория относительности и ее влияние на науку
• Система GPS использует данные от трех спутников для определения точных координат.
• Специальная и общая теории относительности работают в противоположных направлениях, но вместе они позволяют определить точное местоположение.

31:19 Объединение теорий и создание квантовой механики
• Эйнштейн пытался создать теорию, объединяющую все взаимодействия Вселенной, но не смог.
• Квантовая механика стала ответом на вопрос о том, из чего состоит вещество.
• Открытие радиоактивного распада и ядерного взаимодействия помогло решить давний спор о возрасте Земли.

41:05 Квантовая теория света
• Экспериментальные данные показывают, что энергия света должна стремиться к бесконечности, что нелепо для физика.
• Макс Планк предложил гипотезу о том, что энергия света излучается дискретными пакетами, которые он назвал квантами.
• Это позволило точно вычислять энергию, излучаемую нагретыми объектами.
• Постоянная планка, которая равна 6,6×10^-34 джоуль в секунду, определяет размер пакетов световой энергии или квантов.

45:56 Квантовая механика и уравнение Шрёдингера
• Электрон ведет себя как волна, что является основой квантовой механики.
• Уравнение Шрёдингера описывает движение электронов и объясняет поведение атомов и молекул.
• Уравнение Дирака, объединяющее пространство и время, обладает четырехмерной симметрией и объясняет происхождение магнетизма и антивещества.

54:48 Спор о квантовой механике
• Макс Борн в 1926 году написал, что электрон может находиться в двух местах одновременно, что вызвало разделение физического сообщества на две половины.
• Эйнштейн назвал квантовую механику "глупой", но признал ее экспериментальную точность.

01:00:40 Проблема кота Шрёдингера
• Шрёдингер предложил мысленный эксперимент с котом, который находится в ящике с ураном.
• Если распад атома урана - квантовое событие, то кот одновременно жив и мертв, пока ящик не открыт.

01:03:35 Солнце и его состав
• В 1835 году французский философ Огюст Конт заявил, что наука не сможет ответить на вопрос, из чего сделаны планеты и солнце.
• В 1930-х годах физики выяснили, что солнце состоит в основном из водорода, а также обнаружили новое вещество - гелий.

01:09:25 Эйнштейн и квантовая теория
• Эйнштейн и другие ученые пытались остановить массовый исход немецких ученых, но Гитлер не слушал их.
• Эйнштейн написал письмо президенту США Рузвельту о создании атомной бомбы.
• Гейзенберг был назначен главой атомного проекта в Германии, но его проект отставал от союзнического.

01:15:22 Поиск единой теории поля
• Эйнштейн искал единый принцип для своей теории, но не нашел его.
• Шрёдингер предложил свою версию единой теории поля, но она была ошибочной.
• Гейзенберг и Пауль предложили свои варианты единой теории поля, но они также были ошибочными.

01:19:19 Квантовая электродинамика
• Квантовая электродинамика была создана для объединения теории Дирака и теории Максвелла.
• Фейнман, Швингер и Синтируют решили давнюю проблему с квантовыми поправками, но их метод был противоречив.
• Квантовые поправки могут быть рассчитаны с астрономической точностью, но это трудоемкий и сложный процесс.

01:23:15 Квантовая механика и ее влияние на науку
• Квантовая механика, созданная Дираком, объединила специальную теорию относительности и электромагнетизм Максвелла.
• Теория перенормировки позволила объединить квантовую механику и теорию относительности.
• Транзистор, лазер и другие изобретения, основанные на квантовой механике, изменили облик современного мира.

01:27:13 Жизнь и квантовая механика
• Шрёдингер считал, что код жизни заключен в молекуле, подчиняющейся законам квантовой механики.
• Квантовая механика помогла расшифровать структуру молекулы ДНК, что привело к проекту "Геном человека".

01:32:06 Ядерные взаимодействия и ускорители частиц
• Квантовая теория помогла понять ядерные взаимодействия и слабые ядерные взаимодействия.
• Ускорители частиц, такие как циклотрон, позволили исследовать внутреннюю структуру протона.
• Открытие новых частиц, таких как кварки, помогло классифицировать частицы по группам.

01:37:57 Кварковая модель и слабое ядерное взаимодействие
• Кварковая модель смогла объединить так много частиц, потому что была основана на симметрии Эйнштейна.
• Ричард Фейнман и Герхард Гелман предложили идеи, которые помогли проникнуть в тайны квантовой теории и слабого ядерного взаимодействия.

01:42:51 Теория электрослабого взаимодействия
• Стивен Вайнберг, Шелдон Глэшоу и Абдус Салам предложили электрослабую теорию, которая принесла им Нобелевскую премию в 1979 году.
• Теория Янга-Миллса, предложенная Дженнингсом и Робертом Милсом, ввела новое семейство полей, которые могут объяснить слабое ядерное взаимодействие.

01:47:47 Стандартная модель элементарных частиц
• Стандартная модель элементарных частиц, включающая поле Янга-Миллса, стала результатом объединения квантовой механики и общей теории относительности.
• Бозон Хиггса, или частица Бога, является последней деталью, которая завершает стандартную модель.

01:51:43 Стандартная модель
• Вселенная первоначально находилась в состоянии ложного вакуума, где все элементарные частицы имели нулевую массу.
• В процессе развития большого взрыва, пузырьки с частицами начали расширяться, нарушая первоначальную симметрию.
• Стандартная модель описывает все взаимодействия частиц, но имеет множество неопределенных параметров и не объясняет гравитацию.

01:57:36 Большой адронный коллайдер
• Большой адронный коллайдер стоимостью 12 млрд долларов создан для изучения элементарных частиц и воссоздания условий, существовавших в первые моменты после большого взрыва.
• В 2012 году был обнаружен бозон Хиггса, последний недостающий элемент стандартной модели.

01:59:34 Квантовая теория гравитации
• Квантовая теория гравитации - цель, которую физики стремятся достичь, чтобы создать теорию всего.
• Квантование материи без учета гравитации привело к открытию новых явлений, таких как черные дыры, кротовые норы, темная материя и темная энергия.