Почему частицы постоянно двигаются? (3 фото + 1 гиф)

Если копать чуть глубже, то помимо теплового движения существует ещё и спин. Когда у частицы есть такая характеристика, как спин, то частицы ведут себя так, как будто бы они вращаются вокруг своей оси. Правда квантовые физики ругаются, если сравнивать спин с механическим движением, поскольку это гораздо более фундаментальное понятие. Но мы сейчас не об этом. Так или иначе, наличие спина тоже характеризует частицы, как объекты лишенные покоя.

Принцип неопределенности

Всё понимание, достигнутое современной наукой, базируется сегодня на представлении о движении частиц самого разного порядка. Если это движение пропадёт, то знаменитый принцип неопределенности квантовой механики будет нарушен, поскольку в этом случае и положение, и импульс частицы будут известны с высокой точностью. Вся физика, известная нам сейчас, рухнет.

Понятно, что придумав какой-то закон ученые не могут обязать природу вести себя тем или иным образом. Я не хотел бы, чтобы у вас сложилось впечатление, что частицы двигаются благодаря существованию принципа Гейзенберга. Тут скорее всё наоборот. Но что же тогда заставляет частицы перемещаться?

Опять парадоксы

Если попытаться ответить на этот вопрос, то обнаружится отсутствие однозначного понимания проблемы. Частицы движутся потому, что они движутся. Наверное лучшего ответа сейчас и не найти.

В движении виновата относительность

Начнем, пожалуй, с того, что даже мнимый покой частицы может являться её движением. Состояние же покоя может описываться относительностью системы отсчёта. Даже если не доводить рассуждения до глубины анализа проблемы Эйнштейном, то понятно, что стоя в вагоне поезда, ты не меняешь положение относительно поезда и меняешь его относительно поверхности. Относительность у Эйнштейна, как вы помните, особенная.

Да и сама наша планета перемещается, а значит все покоящиеся объекты относительно планеты перемещаются относительно некоторого тела в космосе вместе с планетой. Это значит, что покоя как такового в многомерном пространстве быть не может и факт неподвижности того или иного объекта означает природную узость восприятия. Само время может существовать благодаря движению частичек.

Но в случае с тем же тепловым движением всё хуже. Нет даже мнимого покоя :) Что же может заставлять частицы перемещаться?

Частица=энергия?

Попробуем проанализировать влияние энергии на этот процесс. Многие явления сейчас описываются именно через энергию. Пока энергия является фундаментальным для нашей вселенной понятием, движение не может прекращаться. Частицы движутся потому, что обладают энергией. Это тоже такое себе объяснение, не совсем способное раскрыть суть процесса. Однако, если принять, что энергия есть всё вокруг, тогда это упрощает понимание. Движение становится свойством энергетического поля. Кроме того, согласно современным теоретическим основаниям, частицы сами ещё и являются полями, а точнее - вихрями в полях.

Возможно покой может быть теоретически достижим при абсолютном нуле. Но является ли этот неподвижный мир, не имеющий определенного времени и лишенный энергии, безвозвратно стабильным?

Малейшее отклонение одной частицы от положения равновесия или передача её энергии из-за любой квантовой флуктуации со временем приведет к тому, что вновь начнется хаотическое беспорядочное движение на всех уровнях.

Суть постоянного движения может скрываться и в самом процессе образования материальных частиц любого уровня. Проведем аналогию с вращением планет. Это ещё один очень интересный вопрос, на который есть довольно основательный ответ.

Вращение планет и появление частиц

Почему планеты вращаются? Нет, понятно, что они вращаются так как ничто не мешает им вращаться. Ну а Земля не падает на Солнце поскольку обладает собственным моментом и происходит уравновешивание на уровне классической механики. Вопрос в том, с чего это вдруг планеты завращались!?

Если пробежаться кратко по процессу появления планет, то началось всё с газовых облаков. Газовые облака, которые "концентрируются" в планету существуют не в изоляции и испытывают все виды влияния всех видов сил.

Когда две массы во Вселенной перемещаются друг относительно друга, но не двигаются точно по одной прямой, гравитационная сила, испускаемая ими, создаёт крутящий момент.

Облако, из которого получается планета, уже крутится в процессе своего создания. На выходе имеем вращающуюся планету. Любая масса во вселенной уже образовалась с угловым моментом.

Проведем параллели с частицами. Поскольку по некоторым данным частица является энергетическим вихрем, она могла закрутиться ещё на стадии своего формирования в той или иной форме. Ну а дальше всё пошло по понятной схеме масштабирования. Кручение приводило к тому, что частицы толкались, пинались и взаимодействовали. Это могло породить начальное тепловое движение.

Возможный вывод из всей статьи: Частицы обречены на движение, пока они существуют. Пока нам неизвестна природа появления самой частицы сложно найти причину и её постоянного движения.

Ну а если вы дочитали материал до конца, то я не постыжусь предложить вам ознакомиться и с другими моими работами тут и поддержать подпиской телегу.