La contribución de la Física para desentrañar los misterios del universo y sus componentes ha sido tremenda y extraordinariamente notable. Los descubrimientos realizados por los físicos a lo largo de los años nos han ayudado mucho en la comprensión tanto del micro como del macro cosmos. Los descubrimientos, como la unidad de luz constante y natural de Planck, han abierto la Caja de Pandora que nos rodea para revelar otros hechos también. Aquí hay una lista de los 10 principales hechos de la física que te sorprenderán.
10. Las ondas de luz no siempre se mueven en línea recta:
En general, se cree que las ondas de luz solo se mueven en línea recta. Sin embargo, según la investigación reciente realizada en 2010 con hologramas controlados por computadora, se ha demostrado que la luz también puede retorcerse en nudos. Según el estudio, cuando la luz pasa a través del holograma, se tuerce en diferentes formas, produciendo nudos múltiples.
9. Energía de hidrógeno increíble:
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Se estima que el Sol quema alrededor de 620 millones de toneladas métricas de hidrógeno por segundo en 616 millones de toneladas métricas de helio. De este volumen total, alrededor de 4 millones de toneladas de masa ingresan al sistema solar. Además, solo unas 3.6 libras de masa alcanzan nuestra tierra. ¿Nos habría llegado incluso el 1 por ciento de la energía producida a partir de la fusión, cuál hubiera sido el escenario?
8. Las radiaciones humanas:
Según los estudios y descubrimientos recientes en el campo de la física, un cuerpo humano desnudo irradia constantemente alrededor de 1000 vatios de calor y absorbe unos 900 vatios. Sin embargo, una vez que la persona cubre su cuerpo con ropa, la salida del flujo de calor se reduce considerablemente debido a la barrera exterior. La cantidad de salida de calor del cuerpo humano es más que suficiente para encender un foco de 100 vatios durante algún tiempo.
7. Movimiento antigravedad:
El agua puede correr fácilmente contra la fuerza gravitacional cuando se asciende por tuberías estrechas. El proceso se describe como ‘Acción capilar’. El agua se mueve hacia arriba en los espacios estrechos sin ninguna ayuda y contra la fuerza gravitacional. Esta habilidad del líquido prueba que la fuerza gravitatoria no puede controlar el movimiento de cada materia presente en la tierra. A veces, otras fuerzas (tensión superficial, en este caso) pueden vencerla.
6. Los fluidos viscosos pueden fluir a altas velocidades:
En general, se cree que los fluidos viscosos no pueden fluir lo suficientemente rápido como el agua, un líquido con un nivel viscoso reducido. Sin embargo, algunos científicos demostraron que los fluidos como el “Ketchup” también pueden alcanzar altas velocidades si se evitan constantemente durante un período de tiempo hasta que alcanzan el impulso. Una vez que se logra el empuje, las fuerzas viscosas disminuyen considerablemente y se observa un movimiento libre.
5. Constante gravitacional:
El valor estándar de la constante gravitacional es 9.8 m / s ^ 2. Todos los estudiantes de ciencias deben saber que el valor se calcula a partir de la caída libre de un objeto al nivel del mar. El punto que vale la pena señalar es que la caída libre debe estar a una latitud de 45 grados desde el nivel base para obtener este valor de 90 grados, como se cree.
4. Corriente de aire:
La velocidad del viento cerca de la superficie del océano es mucho menor que la observada en las altitudes más altas. La razón puede atribuirse a la fricción que recibe de la superficie del agua. Es por esta razón que la mayoría de las aves vuelan a mayor altitud. Manipulan la energía del viento para utilizar la menor cantidad de energía en el vuelo.
3. El universo es una computadora:
Sobre la base de un artículo publicado por un profesor en MIT, el Universo es equivalente a una computadora. La cifra es aproximadamente igual a 10 ^ 120 bits. Él calculó el número basándose en la cantidad de información que se puede almacenar en un volumen justo antes de que adopte las propiedades de un agujero negro. La información puede equipararse a la entropía absoluta del universo.
2. Misterio de microondas y líquidos:
Según las últimas investigaciones en todo el mundo, el agua en estado líquido tiene la característica de permitir que se desarrollen muchas nuevas interacciones moleculares. Esto ayuda a mejorar la absorción de calor por los alimentos. Debido a esta propiedad, los alimentos como las hamburguesas se vuelven lo suficientemente suaves para ser consumidos después de salir de los hornos de microondas.
1. Última expansión:
Las teorías científicas demuestran que el universo se está expandiendo constantemente. Se está expandiendo a un ritmo decente y se cree que las galaxias se evaporarán en los próximos 10 ^ 19 a 10 ^ 20 años. Diversos físicos de todo el mundo han aprendido que solo las Enanas Blancas (un tipo de estrella) podrían sobrevivir ya que su vida útil es de más de 10 ^ 32 años.
El tiempo se detiene a la velocidad de la luz
De acuerdo con la Teoría de la Relatividad Especial de Einstein, la velocidad de la luz nunca puede cambiar, siempre está atascada a aproximadamente 300,000,000 metros / segundo, sin importar quién la esté observando. Esto en sí mismo es lo suficientemente increíble, dado que nada puede moverse más rápido que la luz, pero sigue siendo muy teórico. La parte realmente interesante de la Relatividad Especial es una idea llamada dilatación del tiempo, que establece que cuanto más rápido vaya, más lento pasará el tiempo en relación con su entorno. En serio, si vas a dar una vuelta en tu auto por una hora, habrás envejecido un poco menos que si te hubieras sentado en casa con la computadora. Es posible que los nanosegundos adicionales que obtiene no valgan el precio del gas, pero bueno, es una opción.
Por supuesto, el tiempo solo puede ralentizarse, y la fórmula funciona de manera que si te mueves a la velocidad de la luz, el tiempo no se mueve en absoluto. Ahora, antes de salir y probar un esquema para obtener un movimiento inmortal rápido, solo tenga en cuenta que moverse a la velocidad de la luz no es realmente posible, a menos que esté hecho de luz. Técnicamente hablando, moverse a ese ritmo rápido requeriría una cantidad infinita de energía (y por mi parte, no tengo ese tipo de jugo solo por ahí).
Entrelazamiento cuántico
Bien, entonces acabamos de aceptar que nada puede moverse más rápido que la velocidad de la luz, ¿verdad? Bueno … sí y no. Si bien eso es técnicamente aún cierto, al menos en teoría, resulta que hay una laguna que se encuentra en la rama de la física alucinante conocida como la mecánica cuántica.
La mecánica cuántica, en esencia, es el estudio de la física a escala microscópica, como el comportamiento de las partículas subatómicas. Estos tipos de partículas son increíblemente pequeñas, pero muy importantes, ya que forman los bloques de construcción para todo en el universo. Dejaré a un lado los detalles técnicos por ahora (se vuelve bastante complicado), pero puedes imaginarlos como pequeñas canicas, girando, cargadas eléctricamente. Está bien, quizás eso también sea algo complicado. Sólo tira con él (juego de palabras intencionado).
Así que digamos que tenemos dos electrones (una partícula subatómica con una carga negativa). El entrelazamiento cuántico es un proceso especial que consiste en emparejar estas partículas de tal manera que se vuelvan idénticas (canicas con el mismo giro y carga). Cuando esto sucede, las cosas se ponen extrañas, porque a partir de ahora, estos electrones se mantienen idénticos. Esto significa que si cambia uno de ellos, digamos, gírelo en la otra dirección, su gemelo reacciona exactamente de la misma manera. Instantáneamente. No importa dónde esté. Sin siquiera tocarlo. Las implicaciones de este proceso son enormes: significa que la información (en este caso, la dirección del giro) puede esencialmente teletransportarse a cualquier parte del universo.
La luz es afectada por la gravedad
Pero volvamos a la luz por un minuto y hablemos sobre la Teoría de la Relatividad General esta vez (también por Einstein). Esta incluye una idea llamada desviación de la luz, que es exactamente como suena: la trayectoria de un rayo de luz no es completamente recta.
Por extraño que parezca, ha sido probado repetidamente (Einstein incluso consiguió un desfile en su honor por haberlo pronosticado correctamente). Lo que significa es que, aunque la luz no tiene masa, su camino se ve afectado por cosas que sí lo tienen, como el sol. Entonces, si un rayo de luz de, por ejemplo, una estrella lejana pasa lo suficientemente cerca del sol, en realidad se doblará ligeramente alrededor de él. El efecto en un observador, como nosotros, es que vemos la estrella en un lugar diferente del cielo de lo que realmente está ubicado (como los peces en un lago nunca están en el lugar que parecen). Recuerda que la próxima vez que mires las estrellas, todo podría ser un truco de la luz.
Materia oscura
Gracias a algunas de las teorías que ya hemos discutido (además de muchas que no tenemos), los físicos tienen algunas formas bastante precisas de medir la masa total presente en el universo. También tienen algunas formas bastante precisas de medir la masa total que podemos observar, y aquí está el giro: los dos números no coinciden.
De hecho, la cantidad de masa total en el universo es mucho mayor que la masa total que realmente podemos explicar. Los físicos se vieron obligados a encontrar una explicación para esto, y la principal teoría en este momento involucra a la materia oscura, una sustancia misteriosa que no emite luz y representa aproximadamente el 95% de la masa en el universo. Si bien no se ha demostrado formalmente que exista (porque no podemos verlo), la materia oscura está respaldada por una tonelada de evidencia, y tiene que existir de una forma u otra para explicar el universo.
Nuestro Universo se está expandiendo rápidamente
Aquí es donde las cosas se complican un poco, y para entender por qué, tenemos que volver a la teoría del Big Bang. Antes de que fuera un programa de televisión, la teoría del Big Bang era una explicación importante del origen de nuestro universo. En la analogía más simple posible, funcionó así: el universo comenzó como una explosión. Los escombros (planetas, estrellas, etc.) fueron arrojados en todas direcciones, impulsados por la enorme energía de la explosión. Debido a que todos estos escombros son muy pesados y, por lo tanto, están afectados por la gravedad de todo lo que hay detrás de ellos, esperaríamos que esta explosión se ralentice después de un tiempo.
No lo hace De hecho, la expansión de nuestro universo en realidad se está acelerando con el tiempo, lo cual es tan loco como si lanzara una pelota de béisbol que se volvía cada vez más rápida en lugar de caer al suelo (aunque no intente hacerlo en casa). Esto significa, en efecto, que el espacio siempre está creciendo. La única forma de explicar esto es con la materia oscura, o, más precisamente, con la energía oscura, que es la fuerza impulsora detrás de esta aceleración cósmica. Entonces, ¿qué en el mundo es la energía oscura, preguntas? Bueno, eso es otra cosa interesante …
Toda materia es solo energía
Es cierto: la materia y la energía son solo dos caras de la misma moneda. De hecho, has sabido esto toda tu vida, si alguna vez has oído hablar de la fórmula E = mc ^ 2. La E es para la energía, y la m representa la masa. La cantidad de energía contenida en una cantidad particular de masa está determinada por el factor de conversión c al cuadrado, donde c representa, espera, la velocidad de la luz.
La explicación de este fenómeno es realmente fascinante, y tiene que ver con el hecho de que la masa de un objeto aumenta a medida que se acerca a la velocidad de la luz (incluso cuando el tiempo se está desacelerando). Sin embargo, es bastante complicado, por lo que a los efectos de este artículo, simplemente le aseguro que es cierto. Para la prueba (desafortunadamente), no busque más que las bombas atómicas, que convierten cantidades muy pequeñas de materia en cantidades muy grandes de energía.
Dualidad onda-partícula
Hablando de cosas que son otras cosas …
A primera vista, las partículas (como un electrón) y las ondas (como la luz) no podrían ser más diferentes. Uno es un trozo sólido de materia, y el otro es un haz de energía que irradia, algo así. Son manzanas y naranjas. Pero resulta que las cosas como la luz y los electrones no se pueden limitar realmente a un estado de existencia: actúan como partículas y ondas, dependiendo de quién esté mirando.
No en serio. Sé que suena ridículo (y sonará aún más loco cuando lleguemos al número 1), pero hay pruebas concretas de que la luz es una onda y otras pruebas concretas de que la luz es una partícula (ídem para los electrones). Es solo que … ambos. Al mismo tiempo. No es una especie de estado intermediario entre los dos, fíjate, físicamente ambos, en el sentido de que puede ser cualquiera de los dos. No se preocupe si eso no tiene mucho sentido, porque estamos de vuelta en el ámbito de la mecánica cuántica, y en ese nivel, al universo no le gusta tener sentido de ninguna manera.
Todos los objetos caen a la misma velocidad
Calmemos las cosas por un segundo, porque la física moderna es mucho para asimilar a la vez. Eso está bien, la física clásica también demostró algunos conceptos muy interesantes.
Se le perdonaría por suponer que los objetos más pesados caen más rápido que los más livianos: suena como el sentido común y, además, sabe a ciencia cierta que una bola de boliche cae más rápido que una pluma. Y esto es cierto, pero no tiene nada que ver con la gravedad, la única razón por la que esto ocurre es porque la atmósfera de la tierra proporciona resistencia. En realidad, como Galileo se dio cuenta hace unos 400 años, la gravedad funciona de la misma forma en todos los objetos, independientemente de su masa. Lo que esto significa es que si repites el experimento de la pluma / bola de bolos en la luna (que no tiene atmósfera), tocarían el suelo exactamente al mismo tiempo.
Espuma cuántica
Está bien, rompe. Las cosas se pondrán raras de nuevo.
La cosa sobre el espacio vacío, uno pensaría, es que está vacío. Eso suena como una suposición bastante segura: está en el nombre, después de todo. Pero el universo, sucede, es demasiado inquieto para aguantarlo, razón por la cual las partículas están apareciendo y desapareciendo constantemente por todas partes. Se llaman partículas virtuales, pero no se equivoquen, son reales y están probadas. Existen solo por una fracción de segundo, lo que es lo suficientemente largo como para romper algunas leyes fundamentales de la física, pero lo suficientemente rápido como para que esto realmente no importe (como si robaras algo de una tienda, pero lo pusieras de nuevo en el estante medio segundo después). Los científicos han llamado a este fenómeno “espuma cuántica” porque aparentemente les recordó las burbujas cambiantes en la cabeza de un refresco.
El experimento de la doble rendija
Entonces, ¿recuerdas algunas entradas atrás, cuando dije que todo era tanto una onda como una partícula al mismo tiempo? Por supuesto que sí, has estado siguiendo meticulosamente. Pero aquí está la otra cosa: sabes por experiencia que las cosas tienen formas definidas: una manzana en tu mano es una manzana, no una cosa rara de onda de manzana. Entonces, ¿qué hace que algo se convierta definitivamente en una partícula o una onda? Como resultado, lo hacemos.
El experimento de la doble rendija es la cosa más demencial sobre la que leerás todo el día, y funciona así: los científicos configuran una pantalla con dos rendijas frente a una pared y lanzan un rayo de luz a través de las rendijas para que puedan ver donde golpeó en la pared. Tradicionalmente, con la luz siendo una onda, exhibiría algo que se llama un patrón de difracción, y verías una banda de luz extendida a través de la pared. Ese es el valor predeterminado: si configura el experimento en este momento, eso es lo que vería.
Pero no es así como las partículas reaccionarían ante una doble rendija: simplemente irían directamente para crear dos líneas en la pared que coincidan con las rendijas. Y si la luz es una partícula, ¿por qué no muestra esta propiedad en lugar de un patrón de difracción? La respuesta es que sí, pero solo si lo queremos. Vea, como una onda, la luz viaja a través de ambas rendijas al mismo tiempo, pero como una partícula, solo puede viajar a través de una. Entonces, si queremos que actúe como una partícula, todo lo que tenemos que hacer es configurar una herramienta para medir exactamente a través de qué hendidura atraviesa cada bit de luz (llamado fotón). Piense en ello como una cámara: si toma una fotografía de cada fotón cuando pasa a través de una sola rendija, entonces ese fotón no puede haber pasado a través de ambas rendijas y, por lo tanto, no puede ser una onda. Como resultado, el patrón de interferencia en la pared no aparecerá, las dos líneas aparecerán en su lugar. La luz actuará como una partícula simplemente porque ponemos una cámara delante de ella. Cambiamos físicamente el resultado solo midiéndolo.
En general, se llama el efecto observador, y aunque es una buena manera de terminar este artículo, ni siquiera raspa la superficie de las locuras que se encuentran en la física. Por ejemplo, hay un montón de variaciones del experimento de doble rendija que son incluso más demenciales que las que mencioné aquí. Los aliento a que los busquen, pero solo si están preparados para pasar todo el día atrapados en la mecánica cuántica.
Fuente: http://topyaps.com