Как наша Вселенная нарушает фундаментальный закон физики: сохранение энергии

Воспользуйтесь СПЕЦИАЛЬНЫМ ПРЕДЛОЖЕНИЕМ на MagellanTV здесь: https://try.magellantv.com/arvinash.
Начните бесплатный пробный период СЕГОДНЯ, чтобы посмотреть фильм «Бесконечна ли Вселенная?» и узнать, как далеко простираются звёзды в космосе? И что находится за их пределами. https://www.magellantv.com/video/is-t...
ССЫЛКИ Общая теория относительности:    • General Relativity Explained simply & visu...   Тёмная энергия:    • What is Dark Energy made of? Quintessence?...   История Вселенной:    • A Brief History of the Universe! All Cosmo...   Вся физика с объяснениями:    • All physics explained in 15 minutes (worth...   PATREON: Для раннего доступа, отзывов о новых видео, личных ответов на вопросы, присоединяйтесь к моему Patreon:   / arvinash   ГЛАВЫ 0:00 Энергия только изменяет форму 1:19 Открытая, закрытая и изолированная системы 2:39 Является ли Вселенная изолированной системой? 3:50 Что говорит общая теория относительности о сохранении энергии 6:00 Доказательства нарушения закона сохранения энергии 7:40 Может ли потерянная энергия превращаться в тёмную энергию? 8:50 Если Вселенная бесконечна, то всё под вопросом 9:47 Даже если она не бесконечна, мы почти наверняка теряем энергию 10:28 Противоположная точка зрения на то, почему энергия всё ещё может сохраняться КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ Закон сохранения энергии, возможно, является самым фундаментальным законом в физике. Он гласит, что общая энергия всегда сохраняется. Она никогда не может быть создана или уничтожена — она может только менять форму. Но этот закон, вероятно, нарушается нашей Вселенной в целом. В частности, закон сохранения энергии гласит, что в изолированной системе, то есть системе, в которую никакая материя или энергия не поступает и не покидает её, общая энергия остаётся неизменной. Энергия только меняет форму. Но разве вся Вселенная не является чётко определённой изолированной системой? Поскольку Вселенная — это всё, разве она не должна быть в конечном счёте изолированной системой? Оказывается, ответ не так прост. Если мы хотим охватить всю Вселенную, нам нужно включить всё, от самых малых до самых больших. Начнём с самых малых. Поведение в микромасштабах описывается квантовой механикой. На квантовом уровне концепция сохранения энергии определена явно. Это показано в уравнении Шрёдингера, которое гласит, что полная энергия равна сумме кинетической и потенциальной энергий. Энергия сохраняется согласно этому уравнению. Поэтому в микромасштабах проблем не возникает. Но в самых больших масштабах, где применима общая теория относительности Эйнштейна, это не так. Его уравнения поля показывают, что производная тензора энергии-импульса равна нулю. Таким образом, упрощённо это можно представить так: изменение энергии и импульса остаётся нулевым. Это называется принципом сохранения энергии-импульса. Это уравнение утверждает не то, что энергия остаётся неизменной, а лишь то, что комбинация энергии и импульса остаётся неизменной. Это означает, что энергия может изменяться до тех пор, пока не меняется комбинация энергии и импульса. Итак, это говорит нам, что в больших масштабах энергия во Вселенной действительно не сохраняется. Несколько наблюдений подтверждают это. Во-первых, это расширение Вселенной. Пустое пространство обладает энергией. Если объём этого пространства увеличивается, то и энергия увеличивается. Мы знаем, что плотность энергии пространства-времени не меняется, но плотность энергии — это энергия, делённая на объём. Если объём увеличивается, то и энергия увеличивается. Другим следствием расширяющегося пространства-времени является наблюдаемое красное смещение. Свет от далёких галактик испытывает красное смещение. По мере расширения Вселенной длина волны света также увеличивается, что означает потерю энергии. Таким образом, с нашей точки зрения, свет теряет энергию в расширяющемся пространстве-времени. Может ли быть так, что энергия, которую теряют световые волны, превращается в тёмную энергию, тем самым сохраняя общую энергию? Ответ — нет. Я объясняю почему в видео. В расширяющейся Вселенной мы даже не знаем её истинных размеров, поэтому не можем определить, какой будет изолированная система. Нам известна только наблюдаемая Вселенная, диаметр которой составляет около 94 миллиардов световых лет. Но существует космический горизонт событий, который является концом этой наблюдаемой Вселенной. Мы не знаем, насколько велика Вселенная за этим горизонтом. Если Вселенная бесконечна, то нам пришлось бы заключить, что она, вероятно, не сохраняет энергию. Даже если Вселенная не бесконечна, её размер, вероятно, значительно больше наблюдаемого нами диаметра в 94 миллиарда лет. Мы теряем энергию галактик, которые удаляются от наблюдаемой Вселенной. #сохранениеэнергии Некоторые эксперты считают, что общая энергия сохраняется в расширяющейся Вселенной, поскольку, по их словам, необходимо учитывать энергию гравитационного поля наряду с энергией материи и излучения. Другими словами, по мере увеличения расстояния между объектами увеличивается гравитационный потенциал между ними, который является своег...