Байгалийн үндсэн 4 хүч

Дэлхий дээр амьдрал оршин тогтнож буй гол шалгаан болсон эрчим хүчний эх үүсвэр юу вэ? гэсэн асуултыг Фэйсбүүкээр тавьсан билээ. Та бүхэн өөр өөрсдийнхөөрөө хариулсан байсан бөгөөд та бүхнийх хувь хувьдаа оновчтой байсан биз ээ. Гэхдээ Гокү дээр манай вебсайт бага зэрэг эргэлзэж байгаагаа хэлэх хэрэгтэй байх (Эрдмээ). 

Өмнө нь постондоо дурдсанчлан байгаль үндсэн 4 хүчнээс шалтгаалан оршин тогтнодог хэмээн шинжлэх ухаанчаар хариулсанчлан энэхүү мэдээг бэлдлээ. Зарим эрдэмтэд 5 дахь хүч (Галаагийн маань хариулснаар хайр байж болох юм) байгаа хэмээн үзэж байгаа ч одоохондоо олонд хүлээн зөвшөөрөгдөөгүй байгаа билээ.

1. Таталцлын хүч буюу “Гравитац” 

 

Таталцлын хүчийг мэдэхгүй хүн байхгүй биз ээ. Ньютоны таталцлын тухай хуульд дурдагдсанаар орчлонгийн бөөмс хоорондоо өөрийн масстай шууд пропорционалаар, хоорондох зайны квадраттай урвуу хамаарлаар харилцан таталцдаг хэмээсэн байв. Бид хэчнээн царай муутай боловч бүхий л ертөнцийг өөртөө татаж чадна.

Мэдээж энэхүү онол нь Эйнштейний харьцангуй онолоор няцаагдсан боловч өдөр тутмын амьдрал дээр ньютоны онол одоо ч ашиглагддаг. Эйнштейний харьцангуй онолд дурдагдсанаар аливаа масстай бие орон зай цаг хугацааг мурийлгадаг бөгөөд үүнээс шалтгаалан таталцлын хүч үүсдэг байна. Ньютон 3 хэмжээсээр илэрхийлсэн бол Эйнштейн 4 хэмжээсээр илэрхийлсэн гэхэд буруудахгүй болов уу. 5 хэмжээст хөмсөг гэсэн рекламууд бол Эйнштейний онолыг давсан зүйл байх биз ээ. 

Таталцал 4 үндсэн хүчний хамгийн сул нь юм. Бусад хүчнээс 10ийн 29 зэргээр дор хаяад сул гэвэл итгэх үү? Хэдий сул ч гэсэн хэзээд зөвхөн таталцдаг бөгөөд хол зайд ч үйлчилдэг тул одоогийн ихээхэн масстай зүйлс болох гарагийн үүсэл хөдөлгөөнд үйлчлэн нар сар гарагууд хоорондоо харилцан татагдан оршиж байгаа юм шүү дээ. 

Квант механикийн зүгээс ярихад гравитон хэмээх массгүй бөөмөөс гравитацын долгион үүсэх учиртай боловч одоогоор туршилтын төвшинд гравитоныг олж нээгээгүй байгаа юм. Гравитацын долгион хэт сул тул түүнийг дөнгөж 2015 онд л шууд ажиглаж чадсан байна. Заримдаа хамгийн ойлгомжтой зүйлийг шууд ойлгоход хүндрэлтэй байдаг шүү дээ. 

2. Цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэл

 

Цахилгаан соронзон үйлчлэл нь энэхүү гэрээс гарч чадахгүй өдрүүдэд та бидэнд утсаа бариад хэвтэх боломжийг олгодог бөгөөд түүнчлэн мэдээж ертөнц оршин тогтноход чухал үүрэгтэй оролцдог. Цахилгаан соронзон орон, Цахилгаан соронзон долгионы нэг болох гэрлээс авахуулаад, электроны холбоо, химийн холбоо гэх мэт зүйлс энэхүү хүчнээс хамаардаг юм шүү дээ.

Товчхондоо цахилгаан цэнэгтэй биетүүдийн хоорондын үйлчлэлийг тодорхойлдог хүч гэж ойлгож болно. Эсрэг цэнэгтэй бол таталцана, ижил цэнэгтэй бол түлхэлцдэг, соронзны эсрэг туйлууд таталцдаг ижил туйлууд түлхэлцдэг. 

Энэхүү далимд генераторын ажиллах зарчмаар дэлгэрэнгүй тайлбар хийе. Генераторын ажиллах зарчим нь металл голтой зэс утсаар гүйдэл дамжуулан соронзон орон үүсгээд, энэхүү соронзоо байнгын эргэлтэд оруулан цахилгааныг гаргаж авдаг. Соронзон орноос цахилгаан, цахилгаан орноос соронзон хүчийг гаргаж авна. Тэгэхээр үнэн хэрэгтэй энэ хоёр нь нэг зүйлийн 2 тал гэж хэлж болох тул энэхүү хүчийг цахилгаан соронзон хүч хэмээн нэрлэдэг билээ. 

3. Цөмийн хүчтэй харилцан үйлчлэл

  

Намхан залуучууд ямар шөрмөслөг байдаг билээ яг л түүн шиг энэхүү хүч нь өчүүхэн бага орон зайд үйлчилдэг боловч 4 хүчний дундаас хамгийн хүчтэй нь юм. Цахилгаан соронзон орноос 130 дахин хүчтэй үйлчлэл үзүүлдэг. 

Протон нейтронууд хоорондоо нийлж цөмийг үүсгэж буйг бид мэднэ. Гэтэл цахилгаан соронзон хүчнээс болоод 2 буюу түүнээс дээших эерэг цэнэгтэй цөмүүд хоорондоо түлхэлцэх ёстой байтал цөм яаж оршоод байна вэ? Энэ бол цахилгаан соронзоос хүчтэй цавуу шиг жижиг эгэл хэсгүүдээр(мезон, глюон) протон нейтронууд хоорондоо барьцалдаж байгаа нь тэр юм.

Хоёр цөм хоорондоо их зайтай бол цахилгаан соронзон үйлчлэлээр хоорондоо түлхэлцэх авч маш бага зайнд (метрийг 15 тэгтэй орноор хуваасантай дүйцэх хэмжээ) ойртвол хүч үйлчлэн хоорондоо таталцана.

Ингээд цөмийн протон нейтронууд хэрхэн харилцан үйлчилж байгаагаас хамааран химийн элемент гэх ойлголт гарч ирдэг. Устөрөгчийн атом нэг протонтой тэгээд гели лити гэж явсаар төмөр дээр ирээд протон нейтроны тоо хэт олшрон томорч атомын цөм тогтворгүй болж ирдэг. Эндээс цацраг идэвхийн тухай ойлголт гарч ирдэг. 

4. Цөмийн сул харилцан үйлчлэл

 

Энэ хүчний тухай бид тийм ч их мэддэггүй боловч үүнээс үүдэх олон үзэгдлийг та бүхэн сонсож байсан биз ээ. Үүнээс шалтгаалан цацраг идэвхт задрал, түүнээс нь цөм задрах үзэгдэл явагдаж нарны доторх устөрөгч гели болж хувирахад мөн ерөөс атомын бөмбөг ихээхэн энергийг ялгаруулахад оролцдог байна. Энэхүү хүч нь үүгээр тотохгүй олон физикийн зарчмуудыг алдагдуулан физикчдийн маань тархийг гашилгадаг ярвигтай хүч.  

Протон нейтроныг үүсгэдэг жижиг хэсгийг кварк гэж нэрлэдэг. Кваркуудыг амтаар нь 6 хуваадаг (давслаг чихэрлэг цуулаг гэх мэт. Хоол хийхэд тохиромжтой. За уучлаарай энэ тоглоом байлаа.) Үнэндээ амт гэдэг нь физикчдийн төсөөллөөс холбоотойгоор гарч ирсэн кваркуудын ангилал боловч ердөө дээшээ, доошоо(u,d), этгээд, гоо (s,c) дээр, доор (t,p) гэж ангилагддаг. Цөмийн сул харилцан үйлчлэл нь эдгээр амтуудыг нэгээс нөгөө рүү нь хувиргах боломж олгодог. Ингэснээр протон нейтрон руу, ямар нэгэн химийн элемент нөгөө рүү гээ хувирдаг.

Жишээ нь альфа бета гамма гэсэн гурван төрлийн цөмийн цацраг идэвхт задрал байдаг. Үүний бета задралаар нейтроны доошоо кварк дээшээ болж солигдсоноор нейтрон протон болох үзэгдэл явагддаг байна. 

Пи тэгш хэм Си тэгш хэм гэгдэх зарчим байх бөгөөд эдгээр нь олон олон физикчдийн шинэ санаа нээлт гарах үндэс болдог. Энэхүү зарчим нь үндсэн 3 хүчинд үйлчилдэг бол зөвхөн сул хүч дээр зөрчигддөг. Т тэгш хэм буюу цаг хугацаа аль ч чиглэлд байсан (урагш хойш буюу цаг хугацааг ухрааж харсан ч) 3 хүч маань яг ижил байх боловч сул хүч л 2 чиглэлд өөрөөр үйлчилдэг. Гэтэл физикчид байгалийн үндсэн хүчнүүд хэрхэн хоорондоо зохицон ажилдгийг мэдэхээр мэрийж буй цаг үед нэг хүч тодорхой дүрмүүдтэй авцалдахгүй байгаа нь энэхүү асуудлын шийдлийг олоход тун төвөгтэй болох нь ойлгомжтой юм. 

Гэсэн хэдий ч бидний ертөнц оршин тогтнох гол үндэс суурь нь энэ ярвигтай хүч байж болзошгүй юм. Матери болон анти-материуд яг тэнцүү хэмжээтэй оршдог. Тэгээд энэхүү хоёр маань хоорондоо уулзалдвал бие биедээ уусаад алга болчихдог. Өөрөөр хэлбэл энэ ертөнц тэр чигтэй хоосон байх учиртай байтал бид бүгд оршиж байгаа шалтгаан нь магадгүй сул хүчтэй холбоотой байж болох юм гэж физикчид итгэж байгаа. Учир нь энэ хүч л зөвхөн матери болон анти-материудыг хооронд нь ялгаж ( нөгөө пи болон си тэгш хэм) өөр өөр хувирал үзүүлдэг учраас юм шүү дээ. 

Эх сурвалж:

https://www.space.com/four-fundamental-forces.html

https://www.britannica.com/science/fundamental-interaction

https://www.britannica.com/science/electromagnetism/Coulombs-law

https://www.youtube.com/watch?v=cnL_nwmCLpY

https://www.youtube.com/watch?v=mpDDQ4uEH6M