麦克斯韦出生于一个富裕的苏格兰家庭,他的父亲是一位律师,他的母亲是一位教育家。他从小就表现出对科学和自然的好奇心,他喜欢制作各种机械玩具和实验装置。他在14岁时就发表了他的第一篇论文,介绍了如何用几何方法画出椭圆。他曾就读于剑桥大学,后来成为伦敦国王学院自然哲学教授。在一次偶然的机会,他被迈克尔...
这个因素就是地球的引力。地球不是一个完美的球体,它的两极略微扁平而赤道隆起。这意味着赤道表面比两极离地心更远,所以赤道表面物体所受的引力就比两极小。一个物体所经历的引力场越强,它的时钟走得就越慢。北极的钟就比赤道表面的钟走得更慢。那么这两种效应谁会胜出呢?它们刚好完全抵消,海平面上的时钟都以相同的速度流逝,这一点已经通过原子钟的精确测量得到了验证。其中Φ_g是地球的引力势。...
最早关于光速性质的思考可以追溯到古希腊时期。一种是亚里士多德等人认为光是无形无质无限快地传播的;另一种是恩培多克勒等人认为光是由微小粒子组成的,法国天文学家罗默首次利用天文现象成功地测出了光速。他发现木星卫星掩星发生时间与地球与木星距离有关:当地球靠近木星时掩星提前发生;当地球远离木星时掩星延后发生。罗默推断这是因为光需要花费一定时间从木星卫星传播到地球上观察者眼中所致。...
近日,欧洲核子研究中心的ATLAS实验室发布了一项新的研究结果,对W玻色子的质量进行了改进的再分析。ATLAS发现W玻色子的质量为80360 MeV,不确定度为16MeV。这是目前世界上最精确的单个实验测量结果,也与标准模型预测值80357...
他的广义相对论刷新了我们对引力和时空的理解。爱因斯坦的广义相对论描述了引力对时空几何的影响,这使他能够计算太阳质量对周围时空的弯曲。将广义相对论应用于整个宇宙。这意味着宇宙的形状取决于它包含多少物质,爱因斯坦想要找到一个简单而优雅的模型来描述宇宙,他假设宇宙是均匀和各向同性的,他还假设引力是作用于物质的唯一力,爱因斯坦推导出了一个解来描述一个有限、球形、静态的宇宙。...
海森堡不确定性原理反映了对于微观粒子的测量所面临的固有限制。要测量一个粒子的位置或动量,这样做就会不可避免地扰动被测量粒子的运动状态,扰动的程度与我们用来测量的粒子或波的能量或波长有关。海森堡不确定性原理反映了微观粒子具有波粒二象性的本质特征。微观粒子可以用波函数来描述,它在位置空间或动量空间中给出了粒子出现在某处或具有某种动量的概率密度。...
黑洞是一种极端的天体,它的密度和引力场如此之大,任何具有足够密度和质量的物体都可以形成黑洞。为了形成黑洞,一个天体的半径必须达到一个临界值,这个半径与天体的质量成正比。太阳如果要变成黑洞,暗物质是否也可以通过类似的方式形成黑洞呢?也不知道它们之间有没有除了引力以外的其他相互作用。目前最流行的假设是暗物质由大质量弱相互作用粒子(WIMPs)组成,这些粒子只能通过引力和弱核力与其他粒子交换信息。...
电子跃迁是怎么发生的呢?粒子的外层电子从低能级转移到高能级的过程中会吸收能量;从高能级转移到低能级则会释放能量。既然电子得到了更多的能量,并且回到低能级轨道呢?它会使得氢原子中的电子受到一个周期性的电场力作用,从而改变它在不同轨道上运动的概率。如果这束光的频率刚好等于两个轨道之间能量差所对应的频率,那么就有很大可能性触发电子吸收一个光子,并且遇到了一个与其能量差相同频率的光波。...
并让它在适当的位置分裂成两部分,其中一部分掉入黑洞内部,另一部分逃逸到外部,掉入黑洞内部的那部分物质会带走一些旋转能,并使得黑洞减速;而逃逸到外部的那部分物质则会获得更多的能量。根据彭罗斯过程的计算,我们可以从一个极端的克尔黑洞提取出其总质量29.2% 的能量。这相比于核聚变(0.7%)或核裂变(0.1%)等其他能源方式来说要高效得多。如果我们能够找到并利用这样的黑洞发电。...
希格斯机制是一种描述自然界中对称性破缺现象的理论,它会影响到其他与之相互作用的粒子具体来说,有些粒子会与希格斯场发生耦合,这种阻力或者拖拽就相当于给这些粒子赋予了质量。这里涉及到一个物理学中非常重要的概念——规范对称性。规范对称性是一种描述自然界中某些物理定律或者方程在不同参考系下保持不变的性质。电磁相互作用遵循麦克斯韦方程组,它限制了可能存在的物理现象和粒子之间的相互作用。...