La lumière et l'univers quantique occupent le devant de la scène de "Cosmic Series Satellites: Possible World"
L'Univers: un nouveau monde potentiel de Neil deGrasse Tyson traite de la poursuite de la science elle-même, ainsi que des réalisations humaines en mathématiques, en physique et dans d'autres disciplines scientifiques. L'épisode 9 "Real Magic" explore le monde de la lumière-Tyson (Tyson) a souligné que la lumière a plusieurs concepts de sens dans la littérature scientifique et culturelle.
Tyson a qualifié la lumière de "l'un des plus grands mystères de l'histoire des sciences" et "a dévoilé la structure inconnue de l'univers". L'histoire commence avec le légendaire Sir Isaac Newton, qui a apporté une grande contribution à l'étude de la lumière et des couleurs. Les expériences faites par Newton (y compris l'insertion de longues aiguilles dans ses propres yeux) ont apporté des percées majeures qui sont sur le point d'affecter la compréhension moderne de la science optique. Newton a conclu que la couleur est un aspect de la lumière. Tyson a dit du distingué physicien: "La grandeur de Newton réside dans son" pourquoi "et" comment "des choses ordinaires. Avec ces doutes, ces choses ordinaires deviennent plus compliquées.
Newton est alors parvenu à la conclusion et a conclu que la lumière était constituée de ce qu'il appelait des "particules". Le flux de particules a frappé notre rétine comme une balle. Dans le huitième épisode de "Cassini's Sacrifice" la semaine dernière, nous avons discuté de la recherche d'un autre scientifique visionnaire et bien connu, Christiaan Huygens, qui s'est fermement opposé à la découverte de Newton . Huygens voyait la lumière comme des ondes, tout comme les sons.
L'orateur Neil DeGrasse Tyson a été impressionné par la flamme du navire imaginaire. Tout comme nos ancêtres ont utilisé le feu sans comprendre comment il est utilisé, nous vivons dans les mystères de la physique quantique depuis des décennies et avons trouvé des moyens de l'explorer. (Source: Cosmos Studios)
Afin de résoudre ce problème, le scientifique Thomas Young a conçu cette expérience, dont le but est de résoudre complètement le problème de ce qui constitue la lumière. Ses réalisations comprennent le déchiffrement des hiéroglyphes égyptiens et la traduction de langues anciennes, l'identification d'un défaut oculaire appelé astigmatisme, etc. Tyson a déclaré que sa découverte a fait de la physique la porte d'entrée de notre nouveau monde.
Tyson a déclaré: "Les arguments faisant autorité n'ont aucune utilité dans le domaine scientifique, et la seule chose qui puisse expliquer ces arguments est la nature elle-même."
Au cours de ses recherches, Yang a découvert quelque chose que Newton n'avait pas trouvé et a laissé une bombe à retardement qui a choqué les futurs chercheurs et scientifiques. Cette bombe à retardement a été lorsqu'il a découvert que la lumière avait un motif d'interférence et que la lumière se déplaçait comme une onde, mais cette découverte était très différente de l'hypothèse de Newton selon laquelle "la lumière est une particule".
Plus tard, le physicien J.J. Thompson a fait une expérience - il a découvert l'existence d'électrons en chauffant les électrodes jusqu'à ce que les particules subatomiques soient éjectées une par une. La découverte de Thompson a montré aux scientifiques un moyen de démontrer l'expérience à double fente de Yang en isolant la méthode de rétrécissement continu des unités lumineuses jusqu'à ce qu'elles deviennent un photon. Ils ont suivi le chemin des photons pour comprendre le modèle apparemment aléatoire de l'évolution des photons. Mais les scientifiques ont découvert que les ondes générées par les images d'interférence de Yang avaient disparu de façon inexplicable. La découverte accidentelle de l'univers quantique les accompagnait et, dans l'univers quantique, le comportement d'observation affecte le comportement des particules. Cette découverte par des scientifiques a finalement ouvert la porte à la physique quantique.
L'émergence de la physique quantique montre que Huygens et Newton n'ont pas raison ou tort, la lumière peut être des ondes, des particules ou ni l'un ni l'autre. La théorie des probabilités de Huygens nous a aidés à comprendre la réalité quantique. Tyson a dit que cela représente une "frontière non découverte", c'est-à-dire que les particules et la réalité sont séparées. Pour illustrer ce point, Tyson nous a emmenés dans le monde "plat" imaginé par Edwin Abbott et a étendu sa théorie à notre réalité tridimensionnelle.
Tyson a déclaré d'un air contemplatif: "La chose la plus rare est lorsqu'un chercheur trouve accidentellement un trou dans le rideau qui cache la matrice." Il a également réfléchi, sachant que Charles Darwin a découvert que le temps et l'environnement étaient les premiers. Avec le concept que les cellules vivantes façonnent tous les êtres vivants, comment existe-t-il l'indice de la réalité quantique? Des décennies plus tard, Einstein a finalement découvert un monde quantique qui semblait violer toutes les règles de la nature et ces règles de survie.
Neil DeGrasse Tyson marche dans l'escalier en spirale du temps, expliquant le concept des horloges quantiques en marchant: dans cette horloge qui n'a jamais besoin d'être remontée, le temps n'en perdra qu'une au cours des 15 milliards d'années à venir Secondes. (Source: Cosmos Studios)
En fait, la lumière est régie par certaines lois que nous ne maîtrisons pas complètement. Avant de nous expliquer que les humains ne doivent pas comprendre la physique quantique et ensuite utiliser son pouvoir, Tyson s'est demandé: "Y a-t-il un espoir qui puisse nous sauver de la théorie de la réalité classique de l'univers quantique?" Parfois, la science (nous pensons que c'est une sorte de Une excellente façon d'apprendre l'humilité) nous a obligés à accepter l'ambiguïté et le jugement réservé à un certain niveau dans nos recherches.
"L'histoire de deux atomes"
De nombreux exemples nous montrent à quel point il est important de "pratiquer la vraie connaissance" dans le domaine scientifique. "L'Univers: un nouveau monde potentiel", épisode 10 "L'histoire de deux atomes" raconte comment les humains ont appliqué la réaction nucléaire en chaîne aux militaires. L'histoire commence avec l'atome, le fondement de toute matière, et Tyson pense que c'est un point de départ très approprié.
"Lorsque nous traçons l'origine des atomes, nous recherchons également l'origine de l'humanité", a déclaré Tyson. Cette histoire parle de la vie, mais aussi de la mort complète. L'origine de l'humanité remonte en fait à deux atomes simples: les atomes de carbone et les atomes d'uranium.
Au XIXe siècle, les scientifiques ne savaient toujours rien des activités à l'intérieur de l'atome. Ce n'est que lorsque la physicienne et chimiste Mary Curie et son mari ont obtenu des mines d'uranium dans la République tchèque d'aujourd'hui que la communauté scientifique en savait un peu plus sur les secrets des atomes. Mme Curie et son mari Pierre Curie ont passé plusieurs années à distiller et à purifier le minerai et ont finalement obtenu une mine d'uranium bitumineux contenant 50 à 80% d'uranium. "Nous vivons dans un seul travail répétitif, comme vivre dans un rêve." Madame Curie a décrit son processus de purification long et difficile. Il lui a fallu près de trois ans pour transformer un dixième de gramme d'uranium bitumineux en radium.
Le couple Curie a été surpris de constater que cet élément ne réagit pas à des températures extrêmes et émet au hasard une énergie des millions de fois plus forte que l'énergie chimique, c'est ce que nous appelons le phénomène de rayonnement. La façon dont ces «étoiles de la Terre» émettent une faible lumière prouve non seulement qu'il y a une réaction constante à l'intérieur des noyaux des atomes radioactifs, mais aussi qu'il y a des particules plus petites que les atomes. Semblable à la destruction du monde dans "Time Machine" d'Herbert George Wells, le sens profond de ces découvertes est qu'il va créer une "bombe atomique" qui sera bientôt connue dans le monde entier.
Dans le laboratoire de nuit, assis le couple Curie, les deux profitent de leur "Earth Star" -radium, un élément qui peut émettre spontanément de l'énergie. Mary Curie a appelé ce phénomène "radioactivité". "(Image fournie par: Universe Studio)
Rio Sillard, un scientifique hongrois, alors qu'il attendait le feu vert sur le bord de la route, une conjecture audacieuse a sauté dans son cerveau: la réaction nucléaire en chaîne a provoqué une réaction nucléaire dévastatrice. "C'est cette idée qui a changé notre monde", a déclaré Tyson.
"Il ne s'agit que du dernier développement dans le continuum de la violence qui a commencé il y a longtemps." Cela a conduit à l'expansion continue de notre "rayon de destruction". Dans le même temps, l'augmentation de la "portée d'abattage" et du "taux d'abattage" a changé le schéma de la guerre. Aujourd'hui, la vitesse et la technologie ont rendu le rayon de destruction suffisamment grand pour détruire toute la civilisation.
"Il est difficile de déterminer le moment exact où la première guerre nucléaire a commencé; certaines personnes peuvent revenir à la flèche survolant la cime des arbres. D'autres peuvent dire qu'elle a commencé plus tard que cela, avec trois messages", Tyson a déclaré qu'il faisait référence à des lettres écrites par des scientifiques qui disaient à leurs dirigeants qu '"une augmentation substantielle du taux de mortalité est possible." Les scientifiques Paul Hartke, Edward Teller, Albert Ein Stan, Leo Sillard, J Robert Oppenheimer et Joseph Rotblatt sont à la pointe de la recherche sur la guerre moderne utilisant des noyaux atomiques.
Albert Einstein a été convaincu par Leo Cillard et a signé une lettre au président Franklin Roosevelt, qui lui a rappelé que notre compréhension scientifique de la physique pourrait être militarisée.
Parmi eux, l'histoire de Rotblatt a été soulignée par Tyson: "Si Edward Teller a un opposé extrême dans la communauté scientifique, c'est sans aucun doute Joseph Rotblatt." Les scientifiques pensent que la fabrication d'armes nucléaires est juste Un moyen de dissuasion pour les autres pays qui utilisent des armes nucléaires, ce qui est la principale raison du plan de Manhattan du gouvernement américain pour étudier, fabriquer et utiliser des bombes atomiques pendant la Seconde Guerre mondiale.
Après que les chances d'Hitler d'acquérir de telles armes aient été affaiblies et l'Allemagne capturée, le projet de Manhattan se serait poursuivi pendant longtemps. Un seul scientifique a démissionné du projet Manhattan à ce moment, il est: Joseph Rotblat. Niant le sens de la supériorité morale, il est monté à bord du navire pour retrouver sa femme qui avait depuis longtemps perdu le contact avec Varsovie, pour découvrir qu'elle avait été tuée dans l'Holocauste.
Aujourd'hui, les fantômes de la guerre nucléaire nous hantent encore. "Comment pouvons-nous dormir si doucement dans l'ombre de la fumée volcanique?", A demandé sérieusement Tyson devant le monument de la Trinité au Nouveau-Mexique, où s'est produit le premier essai d'explosion nucléaire. La brièveté du monument contraste fortement avec les paroles et les sites historiques de Tyson et ce qui sy est passé.
Tyson a terminé cet extrait avec un avertissement, nous racontant l'éruption en détresse de la montagne Pelée en 1902, un volcan de la Martinique dans les Caraïbes dont le flux de débris volcaniques a détruit une ville de l'île Saint-Pierre en quelques minutes, entraînant 30000 personnes ont été tuées. Tyson estime que cette éruption volcanique équivaut à la puissance d'une seule ogive nucléaire. "Nous avons inventé une méthode d'utilisation du feu de l'univers et l'avons caché au centre de la matière." Il a ajouté que la capacité de fabriquer des armes nucléaires est une connaissance que nous ne pouvons pas oublier.
Les atomes d'uranium et de carbone de l'origine de la vie sur la planète entrelacent la vie et détruisent le code génétique. Le rayonnement ionisant a un effet dévastateur sur les créatures vivantes et c'est là que les armes atomiques sont beaucoup plus dangereuses que les armes traditionnelles. À des niveaux élevés de rayonnement ionisant, l'exposition à des niveaux de rayonnement mortels conduit à des cellules cancéreuses, à des mutations génétiques et à des dommages. "C'est l'existence qui ruine notre avenir", a expliqué Tyson. Une révolution à laquelle nous pouvons penser pourrait être de suivre l'aube de l'ère atomique, a-t-il dit, "Souvenez-vous de l'humanité et oubliez les autres".
Auteur : Melissa Silva
FY : Équipe de bénévoles astronomiques
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