Mokslo Sriuba: Fizika, Kvantiniai Kompiuteriai ir Visatos Paslaptys
"Mokslo sriuba" - tai jaunų žmonių iniciatyva, populiarinanti mokslą visuomenėje, bendradarbiaujant su Baltijos pažangių technologijų institutu. Šiame straipsnyje panagrinėsime įvairias fizikos sritis, nuo kvantinių kompiuterių iki Visatos paslapčių, remdamiesi "Mokslo sriubos" laidų įžvalgomis.
Kvantiniai Kompiuteriai: Nauja Skaičiavimo Era?
Kvantiniai kompiuteriai žada revoliuciją skaičiavimo srityje. Skirtingai nei klasikiniai kompiuteriai, kurie informaciją saugo bitais (0 arba 1), kvantiniai kompiuteriai naudoja kubitus. Kubitas gali būti superpozicijoje, t. y. tuo pačiu metu būti ir 0, ir 1.
Vos devyni kubitai, susieti ir laikomi superpozicijoje, gali tuo pačiu metu būti bet kuriuo skaičiumi nuo 0 iki 512. Jie gali atlikti daugybę skaičiavimo operacijų vienu metu. Jei sujungsime kelis šimtus kubitų, gausime daugiau skaičių, negu yra atomų mūsų matomoje Visatoje. Jei sukursime tokius kompiuterius, jų galimybės kardinaliai pakeis mūsų pasaulį.
Kompanija „D-Wave Systems“ pirmoji ėmė gaminti kvantinius kompiuterius. 2010 m. ji pristatė pirmąjį kvantinį kompiuterį „D-Wave One“, turėjusį 128 kubitus. Naujausias „D-Wave 2X“ procesorius turi 1000 kubitų. Tačiau daugelis mokslininkų abejoja, ar kompanijai išties pavyko tai pasiekti, nes kitų laboratorijų kuriami kubitų procesoriai yra gerokai kuklesni. Kompiuterio kūrėjai teigia, kad norint išmatuoti ir patikrinti visus kubitus, kompiuteris virstų kvantinės fizikos eksperimentiniu įrenginiu. O įmonė susitelkusi į jo naudojimą kaip kompiuterį naudingiems skaičiavimams atlikti.
Visata: Praeitis, Dabartis ir Ateitis
Pastaruoju metu fizikai išsiaiškina vis daugiau Visatoje vykstančių reiškinių, bet neatsakytų klausimų dar labai daug. Kuo tolesni objektai, tuo mes juos matome senesnius - artimiausią žvaigždę mes matome, kokia ji buvo prieš 4,4 metų, artimiausią Andromedos galaktiką matome jai buvus prieš 2,5 mln. metų. Tolimiausias ir seniausias objektas ar reiškinys, kokį galime stebėti - tai reliktinė spinduliuotė, Didžiojo sprogimo aidas, pasiekęs mus iš 13,8 mlrd. metų senumo laikotarpio.
Taip pat skaitykite: Pinigų spausdinimo technologijos ateitis
Mums pasisekė dar ir todėl, kad Visatoje yra vietų, kur labai daug tarpžvaigždinės medžiagos (plazmos ir dulkių forma). Tokiose vietose, jei planetoje užgimtų gyvybė ir atsirastų civilizacija, jie nematytų jokių žvaigždžių, nes tarpžvaigždinė medžiaga sugeria regimą šviesą. Kiek darė įtaką mūsų civilizacijai tai, kad mes matome akimis naktį žvaigždėtą dangų?
Viskas vyksta laike, viskas visada turi pradžią ir pabaigą. Net Visatos pabaiga yra modeliuojama, tiesa dar neaišku kaip ji pasielgs, bet net skirtingi scenarijai yra žinomi. Žvaigždės egzistuoja ribotą laiką, ir tas laikas priklauso tik nuo pradinės žvaigždės masės. Jau prieš 110 metų (t. y. 1913 m.) mokslininkai E. Hertzsprung ir H. N. Šiuo metu mes galime stebėti milijardus žvaigždžių, ir visų jų likimai paklūsta fizikos dėsniams. Tipiškai žvaigždžių „gyvybės laikas“ ar egzistavimas stabilioje būsenoje yra nuo 10000 iki 10 milijardų Žemės metų. Tai priklauso tik nuo pradinės žvaigždės masės. Kuo didesnė, tuo greičiau „išdega“.
Šiuo metu mūsų gimtoji Paukščio Tako galaktika ir artimiausia didelė galaktika Andromeda juda viena į kitą 110 km/s greičiu. Bet atstumas yra gana didelis - 2,5 šviesmečių. Susidūrimas įvyks po 4,5 milijardų Žemės metų. Susidūrusios dvi galaktikos sukurs naują darinį - elipsinę galaktiką (nors prieš tai abi buvo spiralinės). Tai truks kelis milijardus metų. Įdomu, kaip pasielgs supermasyvios abiejų galaktikų juodosios bedugnės (mūsų galaktikos centre yra 4.2 milijonų Saulės masių juodoji bedugnė, o Andromedos - 230 milijonų Saulės masių), kai jos susilies - greičiausiai tai bus labai įspūdingas reginys, jo metu pasklis labai stiprios gravitacinės bangos. Atomo branduolys tuo momentu gali „išsitempti iki metro dydžio“, bet gravitacinės bangos nuo epicentro sparčiai slopsta. Bet kokiu atveju, galaktikų susidūrimo rezultatas bus nauja elipsinė galaktika. Yra paskaičiuota, kad mūsų Saulės sistema gali būti nusviesta ganėtinai toli už naujos galaktikos ribų, bet tai ne tragedija, nes mes priklausomi tik nuo Saulės. Kitas dalykas yra tai, kad mūsų mylima ir gimtoji Saulė po 5 milijardų metų pradės mirti.
Michio Kaku ir Visko Teorija
"Mokslo sriuba" pristatė išskirtinį interviu su šiuolaikinės fizikos pasaulio ikona, futuristu ir mokslo populiarintoju, bestselerių autoriumi, stygų teorijos bendrakūrėju ir visko teorijos tyrinėtoju, Niujorko universiteto profesoriumi Michio Kaku.
Pasak profesoriaus Michio Kaku, dabar žinomus visatos dėsnius - beveik visko teoriją - galima užrašyti ant vieno popieriaus lapo. Vienoje eilutėje yra Einšteino bendrasis reliatyvumo principas, o po to dar kelios eilutės, skirtos standartiniam modeliui. Problema, kad šios dvi teorijos nepalaiko viena kitos bei yra grindžiamos skirtingais principais ir matematika.
Taip pat skaitykite: Mokslo populiarinimas pasaulyje
Todėl jam ir rūpi rasti metaforinę bambagyslę tarp mūsų kūdikiškos visatos, kai ji gimė iš galimai daugialypės visatos, bei parašyti subalansuotą pasakojimą apie fizikų bendruomenės siekį įrodyti Stygų teoriją. Ir taip išspręsti problemą: netvarkingą reliatyvumo teoriją susieti su netobulu subatominių dalelių standartiniu modeliu į vieną elegantišką Visko teoriją.
Fundamentaliosios Dalelės ir CERN
Visų pirma - turime susipažinti su mažiausiais ir nedalomais šio pasaulio komponentais - fundamentaliosiomis dalelėmis. Elementarioji dalelė arba fundamentalioji dalelė - tai dalelė, kuri yra laikoma neturinti vidinės struktūros; t. y., nėra žinoma, kad ji būtų sudaryta iš smulkesnių dalelių. Pagal šiuolaikinę dalelių fizikos teoriją, standartinį modelį, elementariosiomis dalelėmis yra laikomi kvarkai, leptonai ir bozonai.
CERN - didžiausia pasaulyje dalelių fizikos ir aukštųjų technologijų laboratorija. Laidos „Mokslo sriuba“ kūrėjai turėjo išskirtinę galimybę čia apsilankyti ir patekti į antimaterijos gamyklą, apžiūrėti valdymo centrus, greitintuvų magnetų dirbtuves ir kitas daugeliui nematomas vietas.
Plokščios Žemės Teorija ir Skepticizmas
„Plokščios Žemės teorijos šalininkai sako, kad jei Žemė išties būtų apvali ir suktųsi, mes nuo jos nulėktume. Tokie argumentai puikiai parodo išsilavinimo stoką. Vadovaujantis šia logika, važiuodami traukiniu turėtume saugotis į mus skriejančių daiktų. Jei traukinys juda, tai kodėl mūsų daiktai nenulekia į šalis?“ - aiškina Fizinių ir technologijos mokslų centro fizikas dr.
Taip pat skaitykite: Renginiai Molėtuose: „Mokslo sriuba“
tags: #mokslo #sriuba #fizika #kas #tai