"La imaginación es más importante que el conocimiento. Porque el conocimiento es limitado, mientras que la imaginación abarca todo el mundo, estimula el progreso, da a luz a la evolución. "- Albert Einstein.
El universo es un lugar loco. Hemos aprendido una o dos cosas sobre su naturaleza misteriosa, pero ¡todavía tenemos un largo camino por recorrer! Aquí hay 32 de nuestros datos de física favoritos.
32. La velocidad del tiempo.
Si viajas a la velocidad de la luz, el tiempo se detendrá.
Según la Teoría de la Relatividad Especial de Einstein, cuanto más rápido vayas, más lento pasará para ti en relación con tu entorno. En serio: si recorres una Ferrari durante una hora, habrás envejecido un poco menos que si te hubieras enfriado en tu casa con la computadora. Los nanosegundos adicionales que obtienes pueden no valer la pena el precio del gas, pero bueno, es una opción.
Ahora, antes de armar un esquema de obtener inmortal-rápido, ten en cuenta que moverse a la velocidad de la luz no es En realidad es posible, a menos que esté hecho de luz. Técnicamente hablando, moverse tan rápido requeriría una cantidad infinita de energía (y francamente, ni siquiera un Chihuahua tiene tanta energía).
El Día
31. Encuentra esa estrella.
Nuestro sol dobla la luz. Afectado por la gravedad, el camino de un rayo de luz no es del todo recto. Entonces, si un haz de luz de una estrella distante pasa cerca de nuestro sol, en realidad se doblará ligeramente alrededor de él. El efecto en un observador, como nosotros, es que vemos estrellas en diferentes lugares de los que realmente se encuentran.
30. ¿Dónde se esconde la masa?
La cantidad de masa total en el universo es mucho mayor que la masa que realmente podemos explicar. Los físicos desarrollaron una explicación para esto, y la teoría principal en este momento es que la materia oscura -una sustancia misteriosa que no emite luz- explica la masa que falta. La materia oscura y la energía oscura representan aproximadamente el 95% de la masa del universo.
29. Comprender la expansión cósmica.
Aquí es donde las cosas se vuelven un poco truculentas. Antes de que fuera un programa de televisión, Big Bang Theory era una explicación importante para el origen de nuestro universo. Básicamente, el universo comenzó como una explosión. Los escombros (planetas, estrellas, etc.) se arrojaron en todas las direcciones, impulsados por la enorme energía de la explosión. Debido a que todos estos desechos son tan pesados, podríamos esperar que esta explosión disminuya después de un tiempo.
Aquí está el truco: no ha disminuido en absoluto. De hecho, el universo se está expandiendo más rápido con el tiempo. Esto es tan loco como si lanzaras una pelota de béisbol que se volviera cada vez más rápida, sin caer nunca más al suelo. La explicación predominante para esto es que la fuerza ejercida por la materia oscura y la energía está impulsando la expansión cósmica.
28. Tantos átomos de hidrógeno.
El átomo más abundante en el universo es el átomo de hidrógeno. Casi el 74% de los átomos en la galaxia de la Vía Láctea son átomos de hidrógeno.
27. Di lo que ahora?
Los electrones se comportan de manera diferente cuando se observa. Así es, ¡el simple acto de observación puede cambiar por completo el resultado de un evento! En el famoso experimento de doble rendija, las investigaciones demostraron que cuando una cámara observa electrones, estos actúan como partículas. Sin embargo, cuando el equipo no se usa para observar los electrones, actúan como ondas y partículas simultáneamente. Existe un enorme desacuerdo y falta de certeza acerca de por qué ocurre esto.
26. Pluma contra bola de boliche.
Todos los objetos caen a la misma velocidad. Sería perdonado por suponer que los objetos más pesados caen más rápido que los más ligeros: parece sentido común, y además, una bola de boliche cae más rápido que una pluma. Pero realmente la fuerza de la gravedad atrae los objetos hacia el centro de la tierra a precisamente la misma velocidad. Es la resistencia del aire lo que explica el vuelo más lento de la pluma. Esto significa que si repitieras el experimento de la pluma contra la bola de boliche en la luna (que no tiene atmósfera), tocarían el suelo al mismo tiempo.
25. Espacio vacío.
Toda la materia que compone la raza humana podría caber en un terrón de azúcar. Los átomos tienen un 99. por ciento de espacio vacío.
Los conceptos de hiperfísica
24. Agujeros multicolores
Los agujeros negros no son negros
Son muy oscuros, claro, pero no son negros. Brillan un poco, emitiendo luz a través de todo el espectro, incluida la luz visible.
Esta radiación se llama "radiación Hawking" después del ex profesor Lucasianiano de Matemáticas en la Universidad de Cambridge Stephen Hawking, quien primero propuso su existencia. Debido a que los agujeros negros emiten constantemente esta radiación y, por lo tanto, pierden masa, con el tiempo se evaporarán si no tienen otra fuente de masa que los sustente.
23. ¿Usain Bolt, el hombre más pesado del mundo?
Cuanto más rápido te mueves, más pesado eres. Sin embargo, esto es insignificante a velocidades humanas: Usain Bolt no es notablemente más pesado cuando se ejecuta que cuando está parado, pero una vez que alcanzas una fracción apreciable de la velocidad de la luz, tu masa aumenta rápidamente.
22. Ya estoy en mi peso ideal … en la luna.
El peso (fuerza de la gravedad) disminuye a medida que te alejas de la tierra.
21. ¡Toma eso, astronautas!
Se sabe que algunas montañas rusas incluyen fuerzas g de alrededor de 4 a 6 g. Los astronautas normalmente experimentan una fuerza g máxima de alrededor de 3gs durante el lanzamiento de un cohete.
20. La misa es el rey.
La gravedad mantiene a la Tierra y los otros planetas de nuestro sistema solar en órbita alrededor del Sol. También mantiene a la Luna en órbita alrededor de la Tierra.
19. Orbitando en línea recta.
Los planetas en realidad no viajan en un movimiento circular. Orbitan soles porque el espacio-tiempo en sí está doblado. Esto se debe a que, en cierto sentido, la gravedad realmente dobla la estructura del universo.
18. Dulce equilibrio.
El Sol y los planetas permanecen aproximadamente a la misma distancia y han estado en los mismos lugares durante varios miles de millones de años. Los planetas actualmente se encuentran en un equilibrio perfecto que hace que cada planeta se mueva lo suficientemente rápido como para que no se acerque más al Sol, pero no demasiado rápido como para alejarse del Sol y se lanza del Sistema Solar.
17. Si Saturno fue a nadar …
Saturno flotaría si lo pones en agua. Técnicamente, esto es cierto ya que Saturno, que está compuesto principalmente de gas, es mucho menos denso que el agua. Sin embargo, encontrar un charco de agua lo suficientemente grande puede ser un desafío … Y, por supuesto, el planeta mismo puede no ser el mejor nadador. La mayoría de los físicos están de acuerdo en que Saturno se derrumbaría bastante rápido si alguna vez lo desplomara en este grupo colosal aún por descubrir.
16. Pequeños quarks lindos.
Aunque los átomos son la unidad más pequeña de un elemento, consisten en partículas aún más pequeñas llamadas quarks y leptones. Un electrón es un leptón. Los protones y neutrones constan de tres quarks cada uno.
15. En Dios confiamos …
La física a menudo ha chocado con puntos de vista religiosos, y muchos físicos de renombre han adoptado posturas firmes.
"El papel jugado por el tiempo en el comienzo del universo es, creo, la clave final para eliminar la necesidad de un Gran Diseñador, y revelar cómo el universo se creó a sí mismo … El tiempo mismo debe detenerse. No se puede llegar a un tiempo antes del Big Bang, porque no había tiempo antes del Big Bang. Finalmente hemos encontrado algo que no tiene una causa porque no había tiempo para que exista una causa. Para mí, esto significa que no hay posibilidad de un creador porque no hay tiempo para que haya existido un creador. Como el tiempo mismo comenzó en el momento del Big Bang, fue un evento que no pudo haber sido causado o creado por nadie ni nada … Así que cuando la gente me pregunta si un dios creó el universo, les digo que la pregunta en sí no sentido. El tiempo no existía antes del Big Bang, por lo que no hay tiempo para que Dios haga que el universo entre. Es como pedir indicaciones para llegar al borde de la Tierra. La Tierra es una esfera. No tiene una ventaja, por lo que buscarlo es un ejercicio inútil. "- Stephen Hawking
14. Rocket power!
En un cohete, el combustible se quema en una cámara de combustión para producir una masa de gases calientes. El gas se expande y fluye hacia atrás desde el cohete. La fuerza, mientras fluyen hacia atrás, establece una fuerza de reacción en la dirección opuesta, llamada empuje, que propulsa el cohete hacia delante.
13. Los espíritus grandes siempre se han enfrentado a la oposición violenta …
Robert Goddard disparó el primer cohete propulsor líquido en 1926. Fue ridiculizado cuando dijo que la tecnología de los cohetes podía usarse para volar a la Luna. Esto le valió el sobrenombre de "Moony Goddard" y evitó la publicidad por el resto de su vida.
12. Creo que lo entiendo, pero no estoy seguro.
El Principio de Incertidumbre, o el Principio de Incertidumbre de Heisenberg, es una de las ideas más famosas e incomprendidas en física. Establece que la posición y el momento de una partícula no se pueden medir simultáneamente con alta precisión. En términos simples, esto significa que hay una falta de claridad en la naturaleza, un límite fundamental de lo que podemos saber sobre el comportamiento de las partículas y, por lo tanto, de la naturaleza. Este principio radical causó que muchos físicos cambiaran su objetivo. Muchos físicos reconocen que el objetivo de la física moderna ya no es comprender la naturaleza del universo por completo, sino comprenderlo dentro de los límites del Principio de Incertidumbre.
11. Se trata de la aceleración.
Los cohetes espaciales prácticos, o vehículos de lanzamiento, están formados por varias unidades de cohetes unidas. Esta disposición se llama un cohete de paso. El principio detrás del cohete escalonado es que cada unidad de cohete, o etapa, dispara durante un tiempo y luego se cae cuando se ha utilizado el combustible. Esto hace que el cohete sea más ligero y le permite acelerar más rápido.
10. Bang!
Si colocaras una pieza del centro del Sol del tamaño de una cabeza de alfiler en la Tierra, morirías estando a 145 km (90 millas) de ella. ¿Por qué? Básicamente, contiene una tonelada de energía, y explotará como una maldita bomba nuclear.
9. ¿Puede la ciencia explicar el amor?
Mientras Einstein se mantenía firme en que el universo podía explicarse en su totalidad, también era un hombre de sentimientos que a veces favorecían las explicaciones humanistas sobre las científicas. Una vez dijo: "No, este truco no funcionará … ¿Cómo demonios vas a explicar en términos de química y física un fenómeno biológico tan importante como el primer amor?"
8. ¡Tanto espacio para actividades!
El espacio no es un vacío completo. Hay alrededor de 3 átomos por metro cúbico de espacio. Subestimación masiva del siglo: eso no es mucho.
Para ponerlo en perspectiva, a nivel del mar, hay aproximadamente 2.5 x 10 ^ 25 moléculas de aire en un metro cúbico de aire. Eso es 250,000,000,000,000,000,000,000,000 átomos.
7. Lo siento, Chuck.
Las estrellas de neutrones son tan densas que una cucharadita de ellas equivaldría al peso de toda la población de la Tierra. De hecho, los científicos están de acuerdo en que incluso Chuck Norris no podía presionar en banco una estrella de neutrones.
6. Estrellas mareantes.
Las estrellas de neutrones son los objetos que giran más rápido que se conocen en el universo. Los pulsares son un tipo particular de estrella de neutrones que emite un rayo de radiación que se puede observar como un pulso de luz. La velocidad de este pulso permite a los astrónomos medir la rotación. El púlsar conocido que gira más rápido es el PSR J1748-2446ad, que tiene un título llamativo, que gira a más de 70,000 kilómetros por segundo.
5. Creando singularidades.
Las estrellas moribundas crean agujeros negros.
Como un buen tipo, nuestro Sol terminará su vida silenciosamente. Cuando su combustible nuclear se quema, se desvanecerá lentamente en una enana blanca. Ese no es el caso de estrellas mucho más masivas. Digamos que tienes una estrella que es aproximadamente 20 veces más masiva que el Sol. Cuando este monstruo se queda sin combustible, la gravedad abruma violentamente y colapsa el núcleo y otras capas se arrojan al espacio. Esto se llama una supernova. El núcleo restante colapsa en una singularidad, una mancha de masa infinitamente densa y casi sin volumen. Ese es otro nombre para un agujero negro.
Astronomía
4. Gran elogio.
Usando el Principio de Equivalencia, Einstein es el hombre que descubrió la relatividad. Esto es lo que Stephen Hawking dijo sobre su trabajo:
"El uso de Einstein de la equivalencia de la masa inercial y gravitacional para derivar su principio de equivalencia, y eventualmente toda la relatividad general, equivale a una marcha implacable de razonamiento lógico sin igual en el historia del pensamiento humano. "
¡Eso es un gran elogio de un tipo inteligente a otro!
3. El viaje sin fin.
Nuestra búsqueda de conocimiento no terminará pronto. Explicar la naturaleza del universo no es una tarea fácil. Bill Bryon, autor de Una breve historia de casi todo, dijo esto sobre el tema: "La física no es más que una búsqueda de la máxima simplicidad, pero hasta ahora todo lo que tenemos es una especie de desorden elegante".
2. Movimiento perpetuo.
La Primera ley del movimiento de Newton explica cómo la inercia afecta a los objetos móviles y no móviles para que permanezcan en reposo o se muevan a una velocidad constante en línea recta, a menos que una fuerza desequilibrada actúe sobre ellos.
1. ¡Toma eso, Heisenberg!
Una de las citas más famosas de Albert Einstein es, "Dios no juega a los dados". Pocas citas han sido tan radicalmente mal interpretadas. Muchas personas han asumido que Einstein se está refiriendo a un dios personal o religioso. Él no.
La cita completa es en realidad "Dios no juega a los dados con el universo". Esta fue la refutación de Einstein del Principio de Incertidumbre de Heisenberg, que Einstein rechazó categóricamente. Él creía que debe haber algunas leyes subyacentes de la naturaleza que podrían definir partículas y hacer posible calcular tanto su velocidad como su posición.
No hay evidencia de la ley que Einstein esperaba, y toda la evidencia experimental sugiere que la mecánica cuántica es real. Sin embargo, la mecánica cuántica (el campo donde el Principio de Incertidumbre es el rey) no encaja con otras teorías ampliamente exceptuadas, como la Teoría de la Relatividad Especial y General de Einstein. La mecánica cuántica puede estar respaldada por evidencia, pero sigue siendo un misterio total cómo encaja con el resto de la física.
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