Десет научни закони и теории, които всеки трябва да знае – втора част

Продължава от Десет научни закони и теории, които всеки трябва да знае – първа част

Учените – те са най-умните хора на Земята и имат много инструменти, достъпни само за тях, чрез които изследват и описват природата, Вселената и явленията. Учени е имало откакто съществуваме и всеки един от тях е значим, защото благодарение на техните наблюдения и теории днес знаем много за света около нас. Основните инструменти на учените за запознаване на нас, обикновените хора, с техните открития са научните закони и теории. Научните закони често могат да бъдат изразени дори с една математическа формула. Тази формула изразява конкретно явление и е изчислена въз основа на наблюдения и експерименти. Докато научната теория често се стреми да разкаже чрез доказателства за конкретни явления. Научната теория е по-интересната част от науката за нас, защото тя ни разказва как нещото работи или съществува. Макар и различни и двете неща зависят от основните елементи на научните методи, като хипотезите, експериментите и изводите.
След като изяснихме това е време да ви кажем, че в тази статия ще разгледаме вторите 5 научни закони и теории, които всеки човек, независимо от възрастта си трябва да познава и да знае за какво са. Може би си спомняте, че в първата част започнахме буквално с гръм и трясък към основните закони на Вселената, днес ще продължим с еволюцията. И бъдете сигурни, това не сме го измислили ние, най-известните учени в света са казали, че всеки човек трябва да знае тези неща. Да започваме...

1. Законите на термодинамиката
Британският физик и писател Чарлс Пърси Сноу веднъж е казал, че ако човек, който не е учен, не знае нищо за втория закон на термодинамиката, прилича на учен, който никога не е чел Шекспир. С това негово толкова известно изявление британският учен е искал да подчертае значението на термодинамиката и голямата необходимост тя да бъде представяна на децата и изучавана в училище.
Законите на термодинамиката общо взето показват това как енергията работи в една система, независимо дали става дума за двигател или ядрото на Земята. Тя може да бъде обяснена с няколко лесни и неизпълнени със сложни научни термини изречения, които Сноу умело е обобщил, както следва

• Не можете да спечелите срещу термодинамиката.
• Не можете дори да я прекъснете.
• Не можете да излезете от играта.

Но нека да изясним това малко, за да не си помислите, че Сноу е бил просто един луд учен. Казвайки, че „не можете да спечелите", Сноу има предвид, че тъй като материята и енергията са взаимносвързани, колкото и да се опитвате, не можете да получите едното без да дадете другото. Второто твърдение – не можете да я прекъснете – означава, че при увеличаващия се и все по-голям безпорядък, никога не бихте могли да върнете обекта към същото му енергийно състояние. Енергията, която е била концентрирана на едно място, веднъж освободена, ще отиде на местата с по-ниска енергия и никога няма да може да се върне.
И накрая, третият закон – не можете да излезете от играта – се отнася до абсолютната нула, най-ниската теоретично възможна температура, измерена при нула келвина или (минус 273,15 градуса по Целзий и минус 459,67 градуса по Фаренхайт). Когато дадена система достига абсолютната нула, молекулите спират всяко движение, което означава, че няма кинетична енергия и хаосът (ентропията) достига възможно най-ниската стойност. Но в реалния свят, дори и в дълбините на космоса, достигането на абсолютна нула е невъзможно.

В името на науката, сега сме длъжни да ви кажем как звучат тези закони, казани и по научен начин.
Първият закон на термодинамиката е единият от двата основни закони на термодинамиката и се отнася до съхраняване на енергията. Той твърди, че пълният входящ енергиен поток в една система трябва да е равен на пълния изходящ енергиен поток на системата плюс изменението на вътрешната енергия на системата.
Вторият закон на термодинамиката, наричан и „Закон за ентропията“ е един от основните принципи в термодинамиката, според който ентропията на затворена система, която не се намира в равновесие, нараства с времето, като достига максималната си стойност при достигане на равновесие.
Трети закон на термодинамиката (Теорема на Нернст) гласи, че ентропията на всяка система се стреми към нула, когато температурата клони към нула, при определени други условия, като постоянен обем или налягане.

2. Законът за плаваемост на Архимед
След като открил принципа на плаваемост, древногръцкият учен Архимед изскочил от ваната си, както си се къпал, започнал да тича чисто гол из града Сиракуза и да вика своята знаменита „Еврика!". Откритието което Архимед направил си заслужавало това, защото е много важно. Историята разказва, че ученият подтикнал напредъка в науката по един обикновен начин. Влизайки във ваната да се къпе, той забелязал, че нивото на водата се покачва и така открил закона за плаваемост.

Според този закон силата, действаща върху потопен или частично потопен обект е равна на теглото на течността, която обектът измества. Този закон има огромен спектър от приложения и е от съществено значение за изчисляването на плътността на предметите, както и за проектирането на подводници и кораби, които ще плуват в океана.

3. Теориите за еволюцията и естествения подбор
Сега, когато сте разбрали някои от основните концепции за това как нашата вселена е устроена и как физиката играе огромна роля в ежедневието ни, нека да обърнем внимание на човешкия вид и как сме станали това, което сме. Според повечето учени, целият живот на Земята има един общ прародител. Но за да имаме днес толкова различни живи организми на планетата, всеки вид се е развил с различна скорост и качества. Най-общо това развитие е наречено еволюция. Различните организми развили различни черти в себе си, чрез механизми като мутацията. Всяко живо същество развило в себе си тези черти, които биха му били по-полезни, за да оцелее. Например едни жаби са зелени, а други кафяви, защо е така след като и двете са жаби? Много просто в зависимост от това къде живеят жабите са мутирали в продължение на милиони години така, че по-лесно да се слеят със средата, в която живеят и така трудно да бъдат забелязвани от естествените си врагове. Оттук е изведен и друг научен термин – естествен подбор.

Разбира се за тези два термина има още хиляди теории и обяснения, но това е основното за тях. Самият им създател Чарлз Дарвин ги е обяснил така през 19-ти век, когато за първи път направил своето откритие и отговорил на въпроса защо има такова разнообразие от живот на планетата Земя.

4. Теория на относителността
Знаменитата теория на относителността на Алберт Айнщайн още се смята за най-великото откритие на човека, защото тя постоянно променя начина, по който гледаме на Вселената. Голямото откритие на Айнщайн се състои в това, че той е казал, че всяка координатна система, която не се ускорява (т. е. не променя големината и посоката на скоростта си) може да се приеме за неподвижна. При това всички физични закони важат по един и същи начин във всяка такава координатна система.

За да можем всички да разберем това по-лесно нека си представим, че пътуваме по Земята в права линия на изток, като сме започнали от Северното полукълбо. След известно време, ако накараме някой да отбележи точното ни местоположение на карта в момента, ще установим, че сме на еднакво разстояние и от изток и от север. Това е така, защото Земята е кръгла. За да пътува човек само на изток трябва винаги да взема под внимание формата на Земята. Помислете си например каква би била разликата ако начертаете линия на хартия и сферичен глобус.
В космоса е почти същото. За пример, на обитателите на совалката в орбита около Земята, може да изглежда, че пътуват по права линия през пространството. В действителност обаче пространството и времето около тях се изкривяват от гравитацията на Земята (както би било с всеки голям обект с огромна гравитация, като планета или черна дупка) и ги предизвикват както да се движат точно около орбита на кръглата Земя.

Теорията на Айнщайн е имала огромни последствия за бъдещето на астрофизиката и космологията. Чрез нея се е обяснила неочаквана аномалия в орбитата на Меркурий, показано е как се движи звездната светлина и е положила теоретичните основи за черните дупки.

5. Последната теория, която ще ви представим всъщност не е никак вярна, а е просто забавна, но е добре да я знаете. Бихте могли да впечатлите и позабавлявате някой. Решихме, че има нужда и от нея, след толкова наука за днес.
Теорията за панспермията. Това е една често обсъждана теория, която гласи, че всъщност животът на Земята се е зародил някъде другаде в Космоса и е донесен тук с милионите комети и метеорити, които са бомбардирали планетата ни в дълбока древност. Днес тази версия е широко дискутирана в научния свят, включително и от авторитетни автори. Някои от тях предполагат, че животът се е появил първо на Марс, където е вероятно условията за това да са били по-благоприятни от тези на Земята, преди повече от 4 млрд. години.

Вие как мислите, дали това е възможно?