فیزیک برای زندگی

فیزیک برای زندگی

مباحث علم فیزیک
فیزیک برای زندگی

فیزیک برای زندگی

مباحث علم فیزیک

Physics Flash Animations

www.upscale.utoronto.ca/GeneralInterest/Harrison/Flash/ 

Flash Animations for Physics

We have been increasingly using Flash animations for illustrating Physics content. This page provides access to those animations which may be of general interest. The animations will appear in a separate window.

The animations are sorted by category, and the file size of each animation is included in the listing. Also included is the minimum version of the Flash player that is required; the player is available free from http://www.macromedia.com/. The categories are:

In addition, I have prepared a small tutorial in using Flash to do Physics animations. It contains screen shots and embedded Flash animations, so the file size is a 173k. You may view it in a separate window at http://faraday.physics.utoronto.ca/PVB/Harrison/Flash/Tutorial/FlashPhysics.html.

These animations have been translated into Catalan, Spanish and Basque:

En aquest enllaç http://www.meet-physics.net/David-Harrison podeu trobar la versió al
català de les animacions Flash de Física
Las animaciones Flash de Física se han traducido al español, y están
disponibles en esta dirección:  http://www.meet-physics.net/David-Harrison

Fisikako Flash animazioak euskeratu dira eta helbide honetan eskura
daitezke: http://www.meet-physics.net/David-Harrison

Many animations have been translated into Greek by Vangelis Koltsakis. The web site is: http://users.sch.gr/ekoltsakis/nt/harrison/harrison.htm

Many animations have been translated into Dutch by Jacques Bijvoet, Dalton Lyceum Barendrecht. http://www.xs4all.nl/~jafrma/Harrison/

There are 97 animations listed below. Some are simple; others are more complex. The most recent animations added to the list are identified.


CategoryTitleDescription/Comment 
Chaos
Bunimovich Stadium
Illustrating the chaotic Bunimovich Stadium. Requires Flash 6; file size is 17k. View
Chaos
Logistic Map
The logistic map, which demonstrates the bifurcations of the population levels preceding the transition to chaos. Requires Flash 6; file size is 15k. View
Chaos
Lorenz Attractor
Looking at the Lorenz Attractor in a chaotic regime, allowing the attractor to be rotated. Requires Flash 6; file size is 550k. View
Chaos
Three-body Gravitational Interaction
2 fixed suns and 1 planet. Initial conditions are controllable, and up to 4 different independent planets may be displayed. Requires Flash 6 and a computer with reasonable power; file size is 50k. View
Classical Mechanics
Displacement and Distance
A simple animation showing the difference between the distance and the displacement. Requires Flash 5; file size is 5k. View
Classical Mechanics
Constant Acceleration
1-dimensional kinematics of a body undergoing constant acceleration. Includes visually integrating the acceleration and velocity graphs, and visually differentiating the position and velocity graphs. Requires Flash 6; file size is 30k.View
Classical Mechanics
Motion Animation
A car with a non-zero initial speed has a constant acceleration whose value can be controlled by the user. Requires Flash 6; file size is 27k.View
Classical Mechanics
Dropping Two Balls Near the Earth's Surface

Two balls falling near the Earth's surface under the influence of gravity. The initial horizontal speed of one of the balls may be varied. Requires Flash 6; file size is 11k.

View
Classical Mechanics
Galilean Relativity
Illustrating Galilean relativity using his example of dropping a ball from the top of the mast of a sailboat. Requires Flash 6; file size is 22k.View
Classical Mechanics
NewFoucault Pendulum
A simple snimation viewing a Foulcault Pendulum at the North Pole from an inertial frame above the Earth. See also the Foucault Pendulum animation in the Relativity section. Requires Flash 7 and ActionScript 2; file size is 1.3 M . View
Classical Mechanics
Projectile Motion
Firing a projectile when air resistance is negligible. The initial height and angle may be adjusted. Requires Flash 6; file size is 36k. View
Classical Mechanics
Kinematics of Projectile Motion
A visualisation exploration of the kinematics of projectile motion. Requires Flash 6; file size is 9k.View
Classical Mechanics
The Monkey and the Hunter
An animation of the classic lecture demonstration. The actual demonstration is preferable if possible; then this animation can be given to the students for later review. Requires Flash 6; file size is 21k. View
Classical Mechanics
Racing Balls
Two balls roll down two different low-friction tracks near the Earth's surface. The user is invited to predict which ball will reach the end of the track first. This problem is difficult for many beginning Physics students. Requires Flash 6 Release 79; file size is 140k. View
Classical Mechanics
Racing Skiers
The "Racing Balls" animation which is accessed via the above line sometimes triggers cognitive dissonance and rejection in beginning students. For some of these, changing the balls to skiers helps to clarify the situation, and that is what this animation does. The "Racing Balls" one should be used with students first. Requires Flash 6 Release 79; file size is 145k. View
Classical Mechanics
Air Track Collisions
Elastic and inelastic collisions on an air track, with different masses for the target cart. Requires Flash 6; file size is 70k.View
Classical Mechanics
Newton's Cradle
A small animation of Newton's Cradle, sometimes known as Newton's Balls. Requires Flash 6; file size is 1k. View
Classical Mechanics
Hooke's Law
A simple animation illustrating Hooke's Law. Requires Flash 6; file size is 13k. View
Classical Mechanics
Coordinate System for Circular Motion
An unusual coordinate system for describing circular motion. Requires Flash 6; file size is 94k. View
Classical Mechanics
Vertical Circular Motion
A mass is in circular motion in the vertical plane. We show the weight and force exerted by the tension in the string. Requires Flash 6; file size is 7k. View
Classical Mechanics
Forces on a Pendulum
The weight, force due to tension, and total force exerted on the bob of a pendulum are shown. Requires Flash 6; file size is 8k. View
Classical Mechanics
Rolling Disc
A simple animation that traces the motion of a point on a rolling disc. Requires Flash 6; file size is 31k. View
Classical Mechanics
Right-Hand Screw Rule
The direction of the angular velocity vector given by a right-hand screw rule. Requires Flash 6; file size is 196k. Also linked to from the Vectors section.
Classical Mechanics
Direction of the Angular Velocity Vector
A simple animation of the direction of the angular velocity vector. Requires Flash 6; file size is 125k.View
Classical Mechanics
Curling
Curling rocks and tori sliding across surfaces. Requires Flash 6; file size is 601k.View
Classical Mechanics
How Does a Cat Land on its Feet?
The saying is that cats always land on their feet. This animation explains how they do this. Requires Flash 6; file size is 81k. View
Classical Mechanics
Precession of a Spinning Top
A simple animaiton of a spinning top which precesses. Requires Flash 5; file size is 739k.View
Classical Mechanics
Simple Harmonic Motion I
Demonstrating that one component of uniform circular motion is simple harmonic motion. Requires Flash 6; file size is 10k.
Classical Mechanics
Simple Harmonic Motion II
Illustrating and comparing Simple Harmonic Motion for a spring-mass system and for a oscillating hollow cylinder. Requires Flash 5; file size is 20k.View
Classical Mechanics
Damped Simple Harmonic Motion
The damping factor may be controlled with a slider. The maximum available damping factor of 100 corresponds to critical damping. Requires Flash 6; file size is 12k.View
Classical Mechanics
Driven Simple Harmonic Motion
A harmonic oscillator driven by a harmonic force. The frequency and damping factor of the oscillator may be varied. Requires Flash 6; file size is 199k. View
Classical Mechanics
Coupled Harmonic Oscillators
Two simple pendulums connected by a spring. The mass of one of the pendulums may be varied. Within mathematical rounding errors, the resolution on the screen of one pixel, and a frame rate of 12 frames per second the animation is correct, not an approximation. Requires Flash 6; file size is 47k.View
Electricity and Magnetism
NewCoulomb's Law
A simulation of an experiment to determine the dependence of the electrostatic force on distance. Requires Flash 6; file size is 15k. View
Electricity and Magnetism
Comparing a DC circuit to the flow of water.
A simple DC circuit has a DC voltage source lighting a light bulb.Also shown is a hydraulic system in which water drives a turbine. The two systems are shown to be similar. Requires Flash 6; file size is 51k.View
Electricity and Magnetism
NewA Light Switch
A simple animation of how a common light Switch works. Requires Flash 6; file size is 4kb. View
Electricity and Magnetism
Field Lines
Illustrating representing an electric field with field lines. Requires Flash 5; file size is 22k. View
Electricity and Magnetism
A Simple Buzzer
A simple buzzer consisting of a battery, a flexibile metal strip, a piece of iron, and some wire. Requires Flash 6; file size is 20k. View
Electricity and Magnetism
Electric Field of an Oscillating Charge
An electric charge is executing simple harmonic motion, and the animation shows the electric field lines around it. Requires Flash 6 and a computer with reasonable power; file size is 40k.View
Electricity and Magnetism
Electric and Magnetic Fields of an Oscillating Charge
A 3 dimensional animation of the "far" fields of an oscillating charge. Requires Flash 6; file size is 120k. View
Electricity and Magnetism
Circular Polarisation
Circular polarisation generated from a linearly polarised electromagnetic wave by a quarter-wave plate. Requires Flash 6; file size is 785k.View
Electricity and Magnetism
Spinning Charges and an Inhomogeneous Magnetic Field 1
A spinning charged object passes through an inhomogeneous magnetic field. This animation is also used in a discussion of the Stern-Gerlach experiment. Requires Flash 6; file size is 74k. View
Electricity and Magnetism
Spinning Charges and an Inhomogeneous Magnetic Field 2
A spinning charged object passes through an array of 3 magnets each producing an inhomogeneous magnetic field. This animation is also used in a discussion of the Stern-Gerlach experiment. Requires Flash 6; file size is 79k. View
Fluid Mechanics
NewViscous Motion
Dropping a ball in a viscous liquid. The densities, liquid viscosity, and size of the ball are controllable. Requies Flash 6; file size is 55k. View
Fluid Mechanics
NewDropping a Ball From the CN Tower
A ball is dropped through the air from 350 m above the ground. The ball may be a billiard ball, a 5-pin bowling ball or a 10-pin bowling ball. The 5-pin bowling ball clearly shows the drag crisis. Requires Flash 7; file size is 133k. View
Micrometer Caliper
Measuring with a Micrometer
A simple animation of using a micrometer to measure the width of a pencil. Requires Flash 5; file size is 13k.View
Micrometer Caliper
An Exercise in Reading a Micrometer
Provides controls to position the micrometer, and when a button is clicked displays the reading. Requires Flash 5; file size is 30kView
Miscellaneous
A Simple Piston and Boyle's Law
A small animation showing a piston compressing a sample of gas. As the volume of the gas goes down, the density and therefore the pressure goes up. Requires Flash 5; file size is 3.9k.View
Miscellaneous
Derivative of the Sine Function
An animation illustrating that the derivative of a sine function is a cosine. Requires Flash 6, file size is 20k.View
Miscellaneous
Area of a Circle As a Limit
Illustrating that the area of a circle is a limit of the sum of the areas of interior triangles as the number of triangles goes to infinity. Requires Flash 5; file size is 12k. View
Miscellaneous
Integration
Illustrating the meaning of the integral sign, including an example. Requires Flash 5; file size is 124k. View
Nuclear
Scattering
Simulating nuclear scattering experiments by scattering ball bearings off targets. This is based on an experiment in the First Year Physics Laboratory at the University of Toronto. Requires Flash 6 Release 79; file size is 182k. View
Nuclear
Nuclear Decays
The decay of 500 atoms of the fictional element Balonium. Uses a proper Monte Carlo engine to simulate real decays. Requires Flash 6, file size is 27k.
Nuclear
Pair Production
A simple illustration of electron-positron production and annihilation. Requires Flash 5, file size is 21k.View
Nuclear
The Interaction of X-rays With Matter
Illustrating the 3 principle modes by which X-rays interact with matter. Requires Flash 6; file size is 47k. View
Optics
Rotating a Mirror and the Reflected Ray
Illustrating that when a mirror is rotated by an angle, the reflected ray is rotated by twice that angle. Requires Flash 6; file size is 20k. View
Optics
Reflection and Refraction
Illustrating reflection and refraction, including total internal reflection. Requires Flash 6; file size is 33k.View
Optics
Object-Image Relationships
Ray tracing for a thin lens showing the formation of a real image of an object. Requires Flash 5; file size is 17k.View
Optics
Using an Optical Bench
A simulation of an optical bench with a light source, object, thin lens and an image. The screen that displays the image is moved. Requires Flash 5, file size is 14k.View
Oscilloscope
The Time Base Control 1
Shows the effect of changing the time base control on the display of an oscilloscope. There is no input voltage. Requires Flash 5; file size is 10k.View
Oscilloscope
The Time Base Control 2
Shows the effect of changing the time base control on the display when there is an input voltage varying in time. Requires Flash 5; file size is 12k. View
Oscilloscope
The Time Base Control 3
Shows the effect of changing the time base control on the display when there is an input voltage varying in time when the frequency of the voltage is high. Requires Flash 5; file size is 17k.View
Oscilloscope
The Voltage Control
Shows the effect of changing the voltage control on the display. Requires Flash 5; file size is 10k.View
Oscilloscope
The Trigger
Shows the effect of changing the trigger level on the display. Requires Flash 5; file size is 5.9k
Quantum Mechanics
The Bohr Model
The photon excitation and photon emission of the electron in a Hydrogen atom as described by the Bohr model. Requires Flash 6: file size is 77k.View
Quantum Mechanics
Complementarity
Here we visualise a hydrogen atom, which consists of an electron in orbit around a proton. In one view the electron is a particle and in the other view it is a probability distribution. The reality is neither view by itself, but a composite of the two. Requires Flash 5; file size is 15k. View
Quantum Mechanics
The Double Slit Experiment 1
The famous "Feynman Double Slit Experiment" for electrons. Here we fire one electron at a time from the electron gun, and observe the build-up of electron positions on the screen. Requires Flash 5; file size is 15k.View
Quantum Mechanics
The Double Slit Experiment 2
Here we illustrate Complementarity using the double slit experiment. We view the path of the electron from the gun to the observing screen as a particle and as a wave. Requires Flash 5; file size is 33k.View
Quantum Mechanics
Stern-Gelach Filters
Up to three Stern-Gerlach filters with user-controlled orientations are placed in an electron beam. Requires Flash 7; file size is 130k. View
Quantum Mechanics
NewBell's Theorem
Based on an analysis by Mermin, this animation explores correlation measurements of entangled pairs. Requires Flash 6; file size is 38k. View
Relativity
Michelson-Morley Experiment
A simple analogy involving two swimmers that sets up the Michelson-Morley Experiment. Requires Flash 6; file size is 15k. View
Relativity
Time Dilation
A demonstration that the phenomenon of time dilation from the special theory of relativity necessarily follows from the idea that the speed of light is the same value for all observers. Requires Flash 6; file size is 55k.View
Relativity
Deriving Length Contraction
A tutorial that shows how relativistic length contraction must follow from the existence of time dilation. Requires Flash 5; file size is 37k.View
Relativity
Length Contraction is Invisible
This series of animations demonstrates that the relativistic length contraction is invisible. Requires Flash 5; file size is 90k.View
Relativity
Deriving the Relativity of Simultaneity
A tutorial that shows how the relative nature of the simultaneity of two events must follow from the existence of length contraction. Requires Flash 5; file size is 39k.View
Relativity
Twin Paradox
There are many ways of approaching this classic "paradox". Here we discuss it as an example of the relativistic Doppler effect. Requires Flash 6; file size is 116k.View
Relativity
Foucault Pendulum and Mach's Principle
This began as an animation of the Foucault Pendulum, but then I generalised it to illustrate Mach's Principle. See also the simple Foucault Pendulum in the Classical Mechanics section. Requires Flash 6, file size is 1.5M.View
Relativity
Advance of the Perihelion
A simple animation showing Newton's and Einstein's predictions for the orbit of Mercury. Requires Flash 6; file size is 7.0k.
Sound Waves
Beats
Illustrating beats between 2 oscillators of nearly identical frequencies. Requires Flash 6; file size is 215k. View
Sound Waves
Doppler Effect: Wave Fronts
Illustrating the wave fronts of a wave for a moving source. There are a few similar animations on the web: this is my re-invention of that wheel. Requires Flash 6; file size is 11k View
Sound Waves
Doppler Effect
Illustrating the classical Doppler Effect for sound waves. Requires Flash 6; file size is 43k.View
Sound Waves
Tuning Fork
A small animation of a vibrating tuning fork producing a sound wave. Requires Flash 5; file size is 2.7k.View
Sound Waves
Pressure and Displacement Waves
This animation shows air molecules vibrating, with each molecule "driving" its neighbour to the right. It is used to illustrate that when the displacement wave is at a maximum then the density of the molecules, and thus the pressure wave, is at a minimum and vice versa. Requires Flash 5; file size is 30kView
Sound Waves
Temperament
A very brief introduction to the physics and psychophysics of music, with an emphasis on temperament, the relationship between notes. Requires Flash 6 and sound; file size is 151k.View
Vectors
Adding 2 Vectors
A simple demonstration of adding 2 vectors graphically. Also demonstrates that vector addition is commutative. Requires Flash 5; file size is 7k.View
Vectors
Adding 3 Vectors
A simple demonstration of adding 3 vectors graphically. Also demonstrates that vector addition is associative. Requires Flash 5; file size is 10k.View
Vectors
Subtracting 2 Vectors
A simple demonstration that subtracting 2 vectors graphically is the same as adding the first one to the negative of the second one. Requires Flash 5; file size is 4.5k.View
Vectors
Component Addition
A simple demonstration that to add 2 vectors numerically, just add the cartesian components. Requires Flash 5; file size is 16k.View
Vectors
Unit Vectors
A simple animation of unit vectors and vector addition. Requires Flash 6; file size is 12k. View
Vectors
Dot Product
A simple demonstration of the relation between the dot product of 2 vectors and the angle between them. Requires Flash 6; file size is 8k.
Vectors
Right-Hand Screw Rule
The direction of the angular velocity vector given by a right-hand screw rule. Requires Flash 6; file size is 196k. Also linked to from the Classical Mechanics section.
Vectors
Cross Product
The direction of the cross product of 2 vectors is demonstrated. The magnitude shown is correct but not discused. Requires Flash 6; file size is 44k. View
Waves

Traveling Waves

Illustrating the sign of the time term for traveling waves moving from left to right or right to left. Requires Flash 6; file size is 42k.
Waves
NewA Plane Wave Travelling Through Two Mediums
Illustrating the relation between wavelengths and frequencies of a wave when it travels from one medium to another. Requires Flash 6; file size is 5.4k. View
Waves
NewRefraction
The previous animation shows wave fronts entering the mediums with a zero angle of inciddence. Here the angle of incidence is not zero. Requires Flash 6; file size is 11kb View
Waves
Reflections From a Barrier
A wave is reflected from a barrier with a phase reversal. This is the behaviour for transverse waves and the displacement aspect of a longitudinal wave. Requires Flash 5; file size is 42k.View
Waves
Reflections From Two Barriers
A wave is reflected back and forth between two barriers, setting up a standing wave. Requires Flash 5; file size is 41k.View
Waves
Standing Waves With a Node on Both Ends
The first three standing waves for nodes at both ends. The frequencies of the waves are proportional to one over the wavelength. Requires Flash 5; file size is 11k.View
Waves
Standing Waves With a Node on One End
The first three standing waves for a node at one end and an antinode at the other. The frequencies are proportional to one over the wavelength. Requires Flash 5; file size is 18k.View


This page turns out to be linked to from a number of other sites. This surprises and delights me. A few of those sites are:

Science Journal

Merlot

Talking Hands

Educational Technology blog from the Univ. of Illiinois


AUTHOR, COPYRIGHT, COPYING

These animations were written by David M. Harrison, Dept. of Physics, Univ. of Toronto , harrison@physics.utoronto.ca. They are Copyright © 2002 - 2004 David M. Harrison.

Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons License.

If you wish to put a copy of an animation on your own web server, you may wish to know that in all cases the name of the animation file is the same as the name of the html file that accesses it, except that the filename extension is .swf instead of .html. Thus from Netscape or Mozilla you may use Save As ... to save the html file. Then you may manually change the URL so that it ends in .swf instead of .html, press Enter and use Save As ... to save the swf file. Internet Explorer users will need to erase the entire file name, so that the URL ends with the directory name: then after pressing Enter the names of the files in the directory will be displayed and you may right-click on the desired swf file name and choose Save Target As ....

I will be interested to know if you have downloaded one or more of my animations; if you are so inclined send me an email.

This index to the animations was last changed on $Date: 2008/11/23 17:19:47 $ (y/m/d UTC).

۱۰ حقیقت شگفت انگیز علم فیزیک


 

10 حقیقت شگفت انگیز علم فیزیک با کمک تعدادی از کاربران توئیتر انتخاب شده و با همکاری یک کیهان شناس تشریح شده است. خورشید می توانست از موز ساخته شده باشد، تقریبا همه جهان گم شده است و سیاهچاله ها سیاه نیستند سه نمونه از این حقایق شگفت انگیز هستند.

فیزیک بدون شک علمی شگفت انگیز است، ذراتی که وجود ندارند در احتمالات به حساب می آیند، و زمان متناسب با سرعت حرکت شیئی تغییر می کند. نشریه تلگراف  10 پدیده عجیب از این عجایب در علم فیزیک را با کمک تعدادی از کاربران توئیتر و کیهان شناسی به نام مارکوس چاون ارائه کرده است که در ادامه ارائه خواهد شد.

خورشید می توانست از موز ساخته شده باشد: خورشید بسیار پر حرارت است زیرا وزن چند میلیارد میلیارد میلیارد تنی آن گرانش عظیمی به وجود می آورد که در نتیجه هسته ستاره را تحت فشاری غیر قابل تصور گذاشته و در نتیجه فشار بالا حرارت فوق العاده تولید می کند. در صورتی که به جای گاز هیدروژن از میلیاردها میلیارد میلیارد تن موز استفاده می شد نیز همان میزان فشار و در نتیجه همان مقدار حرارت در خورشید به وجود می آمد. با این حال با افزایش حرارت، اتمها با بخشهای مختلف ساختار ستاره ای برخورد کرده و انرژی اتمی را به وجود می آورند که در اینجا تفاوت میان حضور هیدروژن و موز در ساختار خورشید آشکار خواهد شد.

تمام ماده ای که نسل بشر را به وجود آورده است در یک حبه قند جا می گیرد: اتم ها 99.9999999999999 درصد فضای خالی هستند و به همین دلیل در صورتی که تمامی اتم ها را به گونه ای به هم بفشاریم که فضای خالی میان آنها از بین برود، یک قاشق چای خوری یا حجمی برابر یک حبه قند از این ماده در حدود پنج میلیارد تن وزن خواهد داشت، وزنی 10 برابر مجموع وزن تمامی انسانهایی که در حال حاضر در جهان حضور دارند. این در واقع همان پدیده ای است که در ستاره های نوترونی رخ می دهد و وزن آنها را تا حد غیر قابل باوری افزایش می دهد.

آنچه آینده است می تواند آنچه گذشته بوده است را تغییر دهد: شگفتی جهان کوانتوم به اثبات رسیده است، آزمایش دو جداره که نور را در دو حالت موج و ذره به اثبات می رساند به اندازه کافی عجیب و غیر قابل تصور هست. به خصوص زمانی که اعلام شود مشاهده نور می تواند آن را از موج به ذره و یا برعکس تبدیل کند. اما پدیده های عجیبتر این جهان پس از آزمایش جان ویلر فیزیکدان در سال 1978 خود را نمایان کرد. آزمایش وی نشان داد مشاهده یک ذره در حال می تواند سرنوشت ذره مشابه دیگری در گذشته را متحول سازد.

طبق آزمایش دو جداره در صورتی که هر یک از پرتوهای نوری خارج شده از یکی از شکافهای صفحه آزمایش را مشاهده کنید، در واقع پرتو را مجبور کرده اید خصوصیات ذره ای به خود بگیرد و اگر به هدف برخورد پرتو چشم بدوزید خصوصیت موج گونه به پرتو نور بخشیده اید اما در صورتی که پس از عبور پرتو نور از شکاف به مسیری که از آن ناشی شده است چشم بدوزید آنگاه است که پرتو نور می تواند در هر دوحالت شکل بگیرد.

به بیانی دیگر زمان حال بر گذشته پرتو نوری تاثیر گذاشته است. این آزمایش در آزمایشگاه تنها چند صد هزارم ثانیه به طول می انجامد اما در مشاهده نورهای ناشی از ستاره های دوردست نیز صدق می کند. در واقع مشاهده اکنون ستاره های دوردست می تواند گذشته چند هزار یا میلیون ساله آنها را تغییر دهد.

تقریبا همه جهان گم شده است: می توان به جرات گفت در حدود 100 میلیارد کهکشان در جهان هستی وجود دارد که هر یک از آنها از 10 میلیون تا 10 تریلیون ستاره را در خود گنجانده اند. خورشید زمین در مقایسه با این ستاره های یکی از کوچکترین و ضعیفترین ستاره ها به شمار می رود و حتی می توان نام کوتوله زرد رنگ را بر روی آن گذاشت. در واقع در جهان هستی مقادیر ترسناک و عظیمی از ماده مرئی وجود دارد که انسان تنها قادر به مشاهده دو درصد از آن است.

وجود این حجم ماده به واسطه نیروی گرانش آنها پیش بینی می شود و ماده تاریک نیز که مقدار آن 6 برابر جرم ماده مرئی تخمین زده می شود، نیز بخش نامرئی جهان را تشکیل داده است. وجود انرژی تاریک به عنوان بخشی دیگر از جهان که در واقع مابقی جهان را تشکیل داده است، موضوع را پیچیده تر خواهد کرد، انرژی که با گسترش سریع جهان در ارتباط است و به همراه ماده تاریک همچنان ناشناخته باقی مانده است.

جسم می تواند سریعتر از نور حرکت کند و نور همیشه بسیار سریع حرکت نمی کند: سرعت نور در خلا 300 هزار کیلومتر بر ساعت است با این حال نور همیشه در خلا حرکت نمی کند. برای مثال نور در آب با سرعتی یک سوم سرعت گفته شده حرکت می کند. در واکنش های اتمی برخی از ذرات به سرعت های بسیار بالایی دست پیدا می کنند که بخشی از سرعت نور است و در صورتی که از میان رابطی که سرعت نور را خواهد کاست عبور کنند، در واقع می توانند سریعتر از نور حرکت کنند.

چنین پدیده ای درخششی آبی رنگ از خود به وجود می آورد که به «تشعشعات شرنکوف» شهرت داشته و با بمبهای صوتی قابل مقایسه است. کمترین سرعتی که تا کنون برای نور به ثبت رسیده است 17 متر بر ثانیه یا 61 کیلومتر بر ساعت بوده که به واسطه عبور از میان روبیدیوم منجمد با حرارتی برابر صفر مطلق ایجاد شده است. در این حرارت این ماده حالتی به نام میعان «بوز- انشتین» را تجربه می کند.

تعداد نامحدودی نویسنده مطلب را نوشته و تعداد نامحدودی خواننده آن را می خوانند: بر اساس مدلهای استاندارد کیهان شناسی جهان مرئی با تمامی میلیاردها کهکشان و تریلیون تریلیون ستاره هایش تنها یکی از بی نهایت جهانهایی است که مانند حبابهای صابون در یک اسفنج در کنار یکدیگر قرار گرفته اند. به دلیل بی نهایت بودن آنها می توان هر تاریخچه ممکنی را برایشان در نظر گرفت. اما تعداد تاریخچه های ممکن برای این جهانها متناهی است زیرا تعداد محدودی پدیده و تعداد محدودی نتیجه در بر داشته اند.

تعداد این پدیده ها بسیار زیاد اما متناهی است پس همین پدیده عینی و کنونی که نویسنده این مطلب را نوشته و شما آن را می خوانید، باید بی نهایت بار در زمان رخ داده باشد. شگفت انگیز تر از آن این است که بدانیم نزدیکترین همتای ما در چه فاصله ای از ما قرار گرفته است. این فاصله عددی برابر 10 به توان 10 به توان 28 متر تخمین زده شده است که در صورت علاقمندی به محاسبه آن می توانید از عدد یک و 10 میلیارد میلیارد میلیارد صفر در برابر آن استفاده کنید!

سیاهچاله ها سیاه نیستند: به طور حتم سیاهچاله ها بسیار تاریکند اما سیاه نیستند زیرا این پدیده ها درخشان بوده و به آرامی نور خود را در تمامی طیفهای نوری از جمله نور مرئی به اطراف منتشر می کنند. این تشعشعات که «تشعشعات هاوکینگ» نام دارد نور خود و جرم سیاهچاله ها را به تدریج کاهش داده و  با از دست دادن منبع جرم سیاهچاله ها تبخیر می شوند.

سیاهچاله های کوچک در مقایسه با جرمشان و نسبت به سیاهچاله های بزرگتر با سرعتی بالاتر از خود نور منتشر می کنند و بر همین اساس در صورتی که برخورد دهنده بزرگ هادرون بر اساس برخی نظریه ها از خود میکروسیاهچاله هایی تولید کند، آنها به سرعت تبخیر خواهند شد و دانشمندان پس از آن قادر خواهند بود بقایای تابشهای آنها را مشاهده کنند.

تصور بنیادین از جهان مسئول گذشته، حال و آینده آن نیست: بر اساس نظریه نسبیت خصوصی چیزی به نام اکنون، گذشته یا آینده وجود ندارد و قالبهای زمانی به یکدیگر وابسته اند زیرا همه هستی در سرعتی برابر در حرکت است. درصورتی که انسان با سرعتی کاملا متفاوت در حرکت بود شاهد پیر شدن زودهنگام یکی از نزدیکان و یا دیر پیر شدن وی نسبت به دیگران می بود.

ذره ای در اینجا می تواند به صورت آنی بر روی ذره ای در آن طرف جهان تاثیر بگذارد: زمانی که یک الکترون همتای ضد ماده خود یا پوزیترون را ملاقات می کند، هر در درخشش کوچکی از انرژی خنثی می شده و دو فوتون از این برخورد متولد می شوند. ذرات ساب اتمیکی مانند فوتونها یا کوارکها از ویژگی به نام اسپین برخوردارند که به مفهوم چرخش است، اما این ذرات در واقع حرکت چرخشی ندارند اما به گونه ای رفتار می کنند که انگار در حال چرخشند.

جهت اسپین فوتونها در زمان تولد در برابر یکدیگر بوده و در نتیجه خنثی می شوند. با توجه به رفتارهای غیر قابل پیشبینی کوانتومی گفتن اینکه کدام فوتون در مسیر چپگرد و کدام یک در مسیر راستگرد حرکت خواهد داشت غیر ممکن است و در واقع تا زمانی که یکی از آنها مشاهده نشود، هر دو در هر دو جهت حرکت خواهند داشت اما به محض اینکه یکی از آنها مشاهده شود جهت راست یا چپگرد را به خود گرفته و به هر جهتی که حرکت کند، همتایش در مسیر متضاد آن حرکت خواهد کرد. این واقعیتی است که در آزمایشها به اثبات رسیده است.

هرچه سریعتر حرکت کنید سنگینتر می شوید: در صورتی که بسیار سریع بدوید به صورت لحظه ای و نه دائم، سنگین وزن خواهید شد. سرعت نور مرز سرعت در جهان است در این صورت زمانی که جسمی با سرعتی نزدیک به نور در حرکت است و شما به آن نیرویی وارد کنید، به سرعت آن نخواهید افزود بلکه تنها به آن انرژی اضافی وارد کرده اید که این انرژی باید در جایی قرار بگیرد. بهترین مکان برای قرارگیری این انرژی جرم جسم است.

بر اساس قانون نسبیت جرم و انرژی با یکدیگر برابرند پس هر چه انرژی وارد شده بیشتر باشد جرم افزایش پیدا خواهد کرد. البته این افزایش وزن در انسان قابل چشم پوشی بوده و درعین حال غیر قابل انکار است.