عندما تتعلم المنهج العلمي، فإن كنت قد فكرت برنامج بسيط يمكن استخدامه لفهم بعض الظواهر الطبيعية في الكون. نبدأ من فكرة، لإجراء اختبار، ومن ثم التحقق من صحة أو إثبات هذه الفكرة على أساس النتائج. ولكن العالم الحقيقي هو معقد أكثر من ذلك بكثير. أحيانا تقوم بإجراء التجربة، والنتائج التي يتوقع مختلف تماما. أحيانا يحتاج التفسير الصحيح لتجاوز أي استنتاج منطقي عقلاني. اليوم، العالم المادي من السهل أن نفهم، ولكن قصة كيف وصلنا هنا مليئة بالمفاجآت. إذا كنت ترغب في تطوير، قد يكون هناك المزيد من الاحتياطيات. دعونا ننظر أعظم اكتشاف خمسة.

عمق الميدان هابل، ونحن حتى الآن أعمق الملاحظات الكون، فإنه يكشف عن أن 3 فقط الكون - 4 في تلك الحقبة. كثيرا حقيقة أن فقط في اكتشاف السماء فارغة لفترة طويلة، وهذا هو مفاجأة لا تصدق، ولكن ليس على قائمة (قائمة الورق). صورة حقوق التأليف والنشر: NASA، ESA، G. [إيلينغوورث، D. ماجي، وP. Oesch، جامعة كاليفورنيا، سانتا كروز، R. Bouwens، جامعة لايدن، وفريق HUDF09

NO1، عندما تزداد مصدر الضوء، وسرعة الضوء لا تغيير

عندما الضوء المنبعث من مدفع الكرة، rearwardly من شاحنة تتحرك بنفس السرعة في الاتجاه المعاكس، والنتيجة هي قذائف سرعة الصفر. إذا ينبعث ضوء، هو دائما من سرعة الضوء.

تخيل الكرة لرمي كلما كان ذلك أفضل. وفقا لكيفية ممارسة الحركة، يمكنك استخدام اليدين والذراعين الخاص للوصول بسرعة 100 ميلا في الساعة (حوالي 45 م / ثانية) من. الآن تخيل أنك تتحرك بمعدل ينذر بالخطر في القطار (أو على متن طائرة): 300 ميل (حوالي 134 م / ث) في الساعة. إذا كنت رمي الكرة من قطار قادم، والتحرك في نفس الاتجاه، وسرعة مدى سرعة تحرك الكرة؟ أنت فقط تضيف ما يصل الى سرعة - 400 ميلا في الساعة. الآن تخيل أنك لا رمي الكرة، ولكن تنبعث منها شعاع من الضوء. يضاف سرعة الضوء إلى سرعة القطار ...... سوف تحصل على إجابة خاطئة تماما.

تغيير نيكلسون تداخل (I) على وضع ضوء (أسفل، الصلبة) يمكن إهمالها، إذا تحول غاليليو النسبية هو الصحيح (الخط المنقط السفلي). سرعة الضوء هي نفسها، بغض النظر عن اتجاه ما تدخل، بما في ذلك عمودي على حركة رأسية من الأرض أو في الفضاء. حقوق التأليف والنشر صورة: ألبرت ميكلسون (1881)؛ A. A. نيكلسون وE. مورلي (1887)

هذه هي الفكرة المركزية في النظرية الخاصة لآينشتاين النسبية، اقترح أينشتاين ولكن ليس هذا ما وجدت من قبل ألبرت ميكلسون، عمله الرائد في 1880s أثبتت هذه النقطة. سواء كنت إطلاق شعاع من الضوء في اتجاه حركة الأرض، عمودي على اتجاه، أو الاتجاه المعاكس لهذا، ليس هناك فرق. يقطعها الضوء في الوقت نفسه حركة --C سرعة، سرعة الضوء في الفراغ. وضعت نيكلسون تداخل له لقياس حركة الأرض خلال الأثير، ومهدت الطريق لنظرية النسبية. وجائزة نوبل في عام 1907 لا يزال أهم معظم الإنجازات في العالم الشهيرة، ولكن أيضا في تاريخ الإنجاز العلمي.

NO2، تتركز كتلة ذرية 99.9 في نواة كثيفة جدا

والهيليوم ذرة نواة نسبة قريبة. صورة: ويكيميديا كومنز المستخدم Yzmo

هل سمعت من طراز "بودنغ بلوم" للذرة في ذلك؟ هذا يبدو غريبا، ولكن يعتقد على نطاق واسع في القرن 20 في وقت مبكر، الذرة هي خليط من الإلكترونات سالبة الشحنة (مثل الخوخ) جعلت من كامل الطاقة جزءا لا يتجزأ من وسيلة (مثل الحلوى)، مليئة جميع الفضاء. الإلكترونات يمكن تجريد أو سرقت، وشرح ظاهرة الكهرباء الساكنة. على مر السنين، J.J. طومسون النموذج الذري للمجمع، وافق على نطاق واسع في ركيزة موجبة الشحنة في اختبار إلكتروني صغير حتى إرنست رذرفورد.

أظهر الذهب رذرفورد احباط التجربة أن معظم الذرات فارغة، ولكن هناك الكثير أكبر من تركيز الجسيمات ألفا من الكتلة - نوى. حقوق التأليف والنشر صورة: كريس إمبي

انبعاثات عالية الطاقة في الذهب رقيقة احباط جسيمات مشحونة ورقة (من التحلل الإشعاعي)، يتوقع روثرفورد تماما فإن جميع الجسيمات تمر، ولكن كانت بعض انتعاش! من رذرفورد حول: هذا حدث أكثر شيء لا يصدق في حياتي. هذا هو ببساطة لا يصدق، تماما مثل قطعة من الورق الذي إطلاق قذائف 15 بوصة، وتصل بك. وجدت رذرفورد أن النواة تحتوي على الكتلة الذرية تقريبا كل شيء، حجمه فقط 1000000000000000 (10 ^ -15). ولادة الفيزياء الحديثة، ومهدت الطريق للثورة نوعية في القرن 20.

NO3، تم العثور على عدم وجود يؤدي الطاقة إلى جزيئات صغيرة غير مرئية تقريبا

وهناك نوعان من تسوس النيوترون (الإشعاع وغير الإشعاع)، أو مع ألفا اضمحلال جاما تسوس العكس من ذلك، إذا لم يكن قادرا على كشف النيوترونات، وليس لتوفير الطاقة. صورة حقوق التأليف والنشر: زينة Deretsky، المؤسسة الوطنية للعلوم

كل ما نراه في التفاعل بين الجسيمات، وحفظها الطاقة دائما. ويمكن أن تتغير من نوع واحد لآخر - الطاقة الكامنة والطاقة الحركية، كتلة الراحة، والكيميائية، والنووية، والإلكترونية، وما إلى ذلك - ولكن لن يتم إنشاؤه أو دمرت. وهذا هو السبب منذ ما يقرب من قرن، عندما وجدت الطاقة مجموعه بعض من مادة مشعة في منتجاتها أقل قليلا من الكواشف الأصلية عند بعض هذا أمر محير. وهو يوجه بور يفترض دائما حفظها تلك الطاقة ... إلا عند فقدان عندما. ولكن بوهر كان مخطئا، بولي، وقال انه كان لأفكار أخرى.

يتم تحويل النيوترونات والبروتونات والإلكترونات وتسوس الإلكترونات المضادة للنيوترينو في عدم الحفظ للطاقة من أجل حل المشكلة. حقوق التأليف والنشر صورة: جويل هولدسوورث

قال باولي أن: الطاقة يجب أن يحفظ وذلك في عام 1930 اقترح جسيم جديد - نيوترينو. هذا هو "صغيرة محايدة" على التفاعل الكهرومغناطيسي هو لا، ولكن هناك كتلة صغيرة جدا، والطاقة الحركية للجزيئات والمحمولة. على الرغم من أن العديد من الناس يشككون، ولكن في 1950s و 1960s، ومنتجات التفاعل النووي التجريبية وجدت في نهاية المطاف النيوترونات وantineutrinos، الأمر الذي ساعد علماء الفيزياء أنشأت النموذج القياسي والتفاعل النووي الضعيف نموذج. هذا هو مثال صارخ: التنبؤات النظرية يمكن أن يؤدي في بعض الأحيان إلى التقدم المدهش، مرة واحدة وقد تم تطوير تقنيات تجريبية المناسبة.

NO4، جميع الجزيئات تتفاعل معنا لديها طاقة عالية

معيار كوارك نموذج، ومكافحة كوارك وغلوونس يكون تهمة اللون والكتلة وغيرها من الممتلكات، وما شابه ذلك بالإضافة إلى تهمة. صورة حقوق التأليف والنشر :. E سيجل / ما وراء غالاكسي

كثيرا ما يقول الناس أن التقدم العلمي ليس "وجدتها"! انه مضحك، لكنه يأخذ مكان في الواقع على أساس الفيزياء! إذا كنت على شحن المجهر الالكتروني، ويتم توصيل اثنين من أوراق معدنية موصلة للموصل الآخرين - اثنين من ريش يكون كل نفس التهمة، والنتائج يستبعد بعضها بعضا. إذا لم يكن يجب تفريغها المجهر الالكتروني في أوراق الخلاء، ولكن مع زيادة الوقت، أنها يمكن أن تخرج. لدينا أفضل تفسير لذلك هو أن الجسيمات التفريغ، وارتفاع الطاقة من الفضاء الخارجي سقطت على الأرض، والأشعة الكونية، والمنتجات من هذه التصادمات تؤدي إلى المجهر التفريغ الإلكترون.

ولد علم الفلك للأشعة الكونية في عام 1912، عندما فيكتور هيس (فيكتور هيس) أن يطير البالون في الغلاف الجوي العلوي، وقياس الأشعة الكونية حادث جسيم من الفضاء. صورة: الجمعية الفيزيائية الأمريكية

كانت 1912 فيكتور هيس (فيكتور هيس) تجربة البالون، ونظرة لهذه الجسيمات الكونية ذات الطاقة العالية، وأصبح والد الأشعة الكونية. عن طريق بناء غرفة الكشف مع المجال المغناطيسي، يمكن قياس وفقا لسرعة ونسبة كتلة الجسيمات منحنى مسار. البروتونات والإلكترونات، ويتم الكشف حتى الجسيم الأول من المادة المضادة بهذه الطريقة، ولكن أكبر ظهور مفاجئ في عام 1933، عندما بول كونز مع الأشعة الكونية من الجسيمات الموجودة على المسار، مثل الإلكترونية بالإضافة إلى مئات المرات بنفس ...... الجودة!

الأول هو الميون الكشف عن الأشعة الكونية والجسيمات الأخرى، عازمة على أن تكون نفس الشحنة الإلكترونية، ولكن بسبب سرعتها ونصف قطر انحناء، فمن مئات المرات أثقل من الإلكترونات. صورة حقوق التأليف والنشر :. بول كونز، في Z. فيز 83 (1933)

وفي وقت لاحق، كارل أندرسون (كارل أندرسون) وتلميذه سيث نيدرماير (سيث نيدرماير) على الأرض باستخدام تجربة غرفة سحابة أكد هذه العملية، وأكد هذه النتيجة في التجربة. عندما الفيزيائيين ط. I. (الفائز بجائزة نوبل للربيع) وجدت من NMR، وجود تفاهم الميون، كل من الجسيمات المركبة (مثل البروتونات والنيوترونات) والجسيمات الأولية (كوارك، والإلكترون والنيوترينو) أجيال لها أثقل "الأقارب"، في حين أن الميون تم اكتشاف الجسيمات الأولى "الجيل الثاني".

الانفجار NO5، بدأ الكون

اذا نظرتم بعيدا بما فيه الكفاية، يمكنك ان ترى بقدر ما هو وقت 13800000000 سنة - تقديرا لعمر الكون. هذا يعود إلى الفترة المبكرة، ولكن أيضا مفهوم الانفجار الكبير. صورة: NASA / مؤسسة العلوم التلسكوبية / A. Felid

في 1940s، اقترح جورج جامو ومعاونيه نظرية متطرفة: توسيع والتبريد الكون اليوم، ليس فقط في الماضي أكثر سخونة، أكثر كثافة، ولكن تعسفية. إذا كنت أعود بعيدا بما فيه الكفاية للاستدلال، سيكون هناك ما يكفي الساخنة لتأيين الكون عن المسألة، وأبعد من ذلك سيؤدي إلى انقسام نواة الذرة. وتعرف هذه النظرية باسم نظرية "الانفجار الكبير"، هناك نوعان من توقعات الرئيسي:

1، وليس فقط الكون المادي والبروتونات والإلكترونات، ولكن من قبل عناصر الاختلاط، وإدماج الطاقة العالية في معا الكون المبكر.

2، عندما تبرد الكون بما فيه الكفاية لتشكيل الذرات المحايدة، سيتم الافراج عن الأشعة ذات الطاقة العالية، وعلى طول خط مستقيم إلى الأبدية حتى الاصطدام يحدث وهذا شيء، والتحرك مع توسع الكون الطاقة تفقد. هذه "الميكروويف الخلفية الكونية" توقع فقط بضع درجات فوق الصفر المطلق.

وPenzias الأصلية المراقبة ويلسون، وبعض الانبعاثات طائرة الفيزياء الفلكية مصدر إشعاع المجرة (وسط)، ولكن فوق وتحت، كل ما تبقى هي الكمال القريب، إشعاع الخلفية موحد. صورة: NASA / فريق العلوم المسبار

في عام 1964 أرنو Penzias (أرنو Penzias) وبوب ويلسون (بوب ويلسون) اكتشفت بالصدفة شفق من الانفجار الكبير. أنها تستخدم هوائي الراديو في الرادار البحوث مختبرات بيل، وجدت أن الضوضاء موحد في كل مكان في السماء. وليست هذه هي الشمس ومجرة درب التبانة ليست، ولا هو الغلاف الجوي للأرض ...... لكنهم لا يعرفون ما كان عليه. حتى يتمكنوا تنظيف الهوائي الداخلي الجر، وإزالة فضلات الحمام في هذه العملية، ولكن الضجيج لا يزال هناك. فقط عندما تكون نتائج الدراسة إلى الفيزيائي الذي هو على دراية مجموعة برينستون (Dicke، بيبلز، ويلكنسون، وما إلى ذلك)، وأنها ستكون لهذا النوع من إشارة إلى التنبؤ بدقة والتعرف عليها باستخدام توصلنا الى الاشعاع أهمية الأشياء، وهذا هو أول من كشف عن مصدر الصوت عالمنا.

أثناء توسع الكون، والتقلبات الكمومية للمساحة، وتمتد في عملية توسع الفضاء، مما أدى إلى تقلبات الكثافة في الخلفية الكونية من الموجات الميكروية، والتقلبات الكمومية في الخلفية الكونية من الموجات الميكروية، مما أدى إلى الكون من النجوم والمجرات وغيرها هيكل على نطاق واسع. هذا هو أفضل فيلم في عام 2017، وبنية الكون وأصل المسألة. حقوق التأليف والنشر صورة :. E سيجل، مع الصور المستمدة من ESA / بلانك و/ NSF قوة العمل المشتركة بين الوكالات وزارة الطاقة / NASA على البحوث CMB

عندما استعرضنا المعرفة العلمية لدينا اليوم، عندما، بعد كيف قدرته على التنبؤ وقرون من الاكتشافات تغيرت حياتنا، فمن السهل أن طرح فكرة العلم بأنه تطور مطرد. ولكن في الواقع تاريخ العلم هو الفوضى، مليئة بالمفاجآت، والكامل للجدل. بالنسبة لأولئك الذين يعملون في الوقت المناسب، العلوم، بما في ذلك مغامرة واستكشاف مشاهد جديدة لفتت الانظار في اتجاه حاول أبدا. على الرغم من أننا كامل من القصص عن تاريخ من النجاح، ولكن التاريخ الحقيقي مليء الأزقة أعمى، وفشلت التجربة، والخطأ بصراحة. ومع ذلك، بعقل مفتوح، من الإرادة والقدرة على اختبار أفكارك، والتعلم من نتائجنا وقدرتنا على استنتاجات تنقيح، مع الأخذ لنا للخروج من الظلمات إلى النور، في نهاية المطاف، ونحن جميعا الفوز حتى!