Вообразите, что вы — элементарная частица, скользящая по просторам квантового мира. Внезапно перед вами возникает непреодолимый энергетический барьер. В классической физике вы бы отскочили назад, но в квантовом мире вас ждет сюрприз. Благодаря квантовому туннелированию, у вас есть шанс просочиться сквозь барьер, словно призрак через стену.
⠀
Это не просто теоретическая причуда — без этого эффекта не было бы ядерного синтеза в звездах, а значит, и нас с вами. Более того, каждый раз, когда вы пользуетесь смартфоном, вы опираетесь на квантовое туннелирование в транзисторах.

Спиральная галактика "Фейерверк" (NGC 6946) из созвездия Лебедя, удаленная на 22 миллиона световых лет от нас. Диаметр галактики составляет примерно 40 000 световых лет, что на 60 000 световых лет меньше диаметра Млечного Пути.

Вы когда-нибудь задумывались, почему время течёт только вперед? Оказывается, это не просто философский вопрос, а одна из величайших загадок физики. Энтропия, мера беспорядка во Вселенной, постоянно растет, создавая "стрелу времени". Но парадокс в том, что законы физики симметричны во времени — они работают одинаково в обоих направлениях.
⠀
Так почему же мы помним прошлое, но не будущее? Некоторые физики предполагают, что это связано с квантовой механикой и самой природой наблюдения. Возможно, каждый раз, когда мы "измеряем" Вселенную, мы создаем новую временную линию. Так что в следующий раз, когда вы посмотрите на часы, помните: вы не просто проверяете время, вы активно участвуете в его создании.

Шкала Бортля показывает чистоту ночного неба от 1 до 9, где 1 — это идеальная видимость, доступная невооруженным глазом, а 9 — самая низкая.

Комета Галлея, 6 июня 1910 года. Снимок был получен в Йеркской обсерватории Чикагского университета.

Представьте: вы наблюдаете за двумя частицами, танцующими квантовое танго на расстоянии в миллиарды световых лет. Одна частица меняет направление вращения, и мгновенно — даже быстрее скорости света — вторая следует ее примеру. Это не научная фантастика, а реальность квантовой запутанности. Эйнштейн назвал это "жутким действием на расстоянии", но сегодня мы используем этот феномен для создания сверхзащищенных коммуникаций и квантовых компьютеров.

Поверхность Солнца в очень большом разрешении, при котором видна мозаика из гранул. Гранулы представляют собой поднимающиеся вверх за счет конвекции столбики плазмы, окаймленные темным контуром более холодной опускающейся плазмы. Яркие точки в темных контурах являются участками с повышенной плотностью магнитных полей. То, что эти точки яркие, обусловлено тем, что давление магнитного поля открывает "окно", через которое видны более горячие и более глубокие слои под фотосферой. Для масштаба показана белая черта, которая соответствует 5 000 километров.
⠀
Изображение было получено с помощью узкополосного фильтра в сентябре 2007 года на Шведском солнечном телескопе, который стоит на "астрономическом острове" Пальма.

Почему ночное небо темное? Этот вопрос известен как парадокс Ольберса. В бесконечной стационарной Вселенной небо должно быть ярким, ведь в любом направлении луч зрения должен "упираться" в звезду. Темнота ночного неба - одно из свидетельств расширения и конечного возраста нашей Вселенной.

В квантовой теории поля существует явление, при котором две незаряженные металлические пластины в вакууме притягиваются друг к другу. Это эффект Казимира, вызванный квантовыми флуктуациями вакуума. Он демонстрирует, что даже "пустота" на квантовом уровне полна энергии и активности.

NGC 6217 — галактика в созвездии Малая Медведица.
⠀
Свет от NGC 6217 идет до нас около 60 миллионов лет. Галактика имеет размеры схожие с Млечным путём, а именно чуть больше 110 000 световых лет.

Вселенная структурирована как гигантская паутина. Галактики располагаются вдоль нитей этой паутины, оставляя огромные пустоты между ними.

Ледяной Энцелад, 504-километровый спутник Сатурна, и бьющие струи пара из его южного полюса. Изображение от зонда NASA "Кассини".

Гипотетические частицы, называемые темными фотонами, могли бы объяснить природу темной материи. Эти частицы могут слабо взаимодействовать с обычной материей через "портал кинетического смешивания". Поиск темных фотонов - одно из перспективных направлений в физике элементарных частиц.

Представьте, что наша трехмерная Вселенная - это на самом деле голографическая проекция информации, записанной на двумерной поверхности. Эта идея, известная как голографический принцип, возникла из изучения черных дыр и теории струн. Она предполагает, что вся информация о нашем мире может быть закодирована на границе Вселенной, подобно тому, как трехмерное изображение кодируется на плоской голограмме. Если это верно, то наше восприятие пространства и времени может быть фундаментальной иллюзией. Некоторые физики даже ищут экспериментальные доказательства "зернистости" пространства-времени, которая могла бы подтвердить эту революционную идею.