Nauki fizyczne

Pojęciem czasu zajmowali się najwybitniejsi filozofowie jak i fizycy.

Na przykład według Kanta czas to subtelne odczucie człowieka - dzieli się na przeszłość, teraźniejszość i przyszłość. Teraźniejszość to nieskończenie krótki przedział czasu pomiędzy przeszłością i przyszłością, więc czas praktycznie nie istnieje!

Czas według Izaaka Newtona jest samodzielną wielkością niezależną od innych wielkości biegnącą w takim samym rytmie w całym Wszechświecie. Istnieje więc tylko jeden, uniwersalny i wszechobejmujący czas, który płynie w jednostajnym tempie. Na tym założeniu (i istnieniu inercjalnego układu odniesienia) opierały się trzy prawa dynamiki Newtona, których uczymy się w szkole. Już Mach kwestionował poprawność powyższych założeń. Według niego nie ma uniwersalnego inercjalnego układu odniesienia, a jeśli tak, to pytał czy istnieje uniwersalny czas.

Przełom w zrozumieniu pojęcia czasu nastąpił z początkiem XX wieku. Według Alberta Einsteina czas absolutny nie istnieje! Czas nie płynie już odrębnie, lecz jest związany jako czwarty wymiar w pojęciu czasoprzestrzeni. Czas nie jest stały i niezmienny - jest zmienny i względny, zależny od prędkości obserwatora oraz od obecności masy i energii w przestrzeni. W szczególności ogólna teoria względności Einsteina uwzględnia związek czasu z polem grawitacyjnym. Zgodnie z podstawowym założeniem tej teorii grawitacja powoduje zakrzywienie czasoprzestrzeni.

W referacie omówione zostaną konsekwencje najnowszych praw fizyki. W szczególności jak rozumieć upływ czasu, czy istnieje czas zerowy, strzałka czasu, etc.

Pod nadzorem instruktorów z Polskiego Towarzystwa Miłośników Astronomii oddział w Warszawie uczestnicy warsztatów zbudują model rakiety wielokrotnego użytku, zaopatrzonej w silnik. Minimalny wiek uczestników 7-8 lat. Budowa wymaga przecyzjii dlatego dla dzieci poniżej 12 lat wskazana jest pomoc rodziców w czasie trwania warsztatów.

Warsztaty trwające około godziny wprowadzają dzieci w fascynujący świat materii i kryształów. Uczestnicy dowiadują się, że cały otaczający ich świat zbudowany jest z atomów.

Podczas zajęć poznają różnice w budowie ciał stałych, cieczy i gazów oraz uczą się rozróżniać stany skupienia materii. Szczególną uwagę poświęca się strukturom krystalicznym – dzieci poznają między innymi różne formy występowania kryształów węgla, takie jak grafit i diament.

Ważnym elementem zajęć jest część praktyczna, w której dzieci samodzielnie budują poznane struktury krystaliczne z magnetycznych klocków, co pozwala im w atrakcyjny sposób utrwalić nową wiedzę.

Jak wygląda świat, gdy temperatura zbliża się do zera absolutnego? Co dzieje się z materią, gdy chłód przekracza granice wyobraźni?

Podczas naszego wykładu zabierzemy słuchaczy w fascynującą podróż do krainy ekstremalnego zimna – tam, gdzie materia zachowuje się zupełnie inaczej, niż znamy to z codziennego życia. Opowiemy, czym tak naprawdę jest niska temperatura z punktu widzenia fizyki i w jaki sposób naukowcy potrafią osiągać niskie temperatury.

Następnie – w serii pokazów na żywo – zaprezentujemy, co dzieje się z materiałami schłodzonymi do takich temperatur: pojawi się lewitacja, znikające opory elektryczne i inne zjawiska. Uczestnicy będą mogli samodzielnie sprawdzić, jak zmieniają się właściwości fizyczne wybranych substancji pod wpływem ekstremalnego chłodu.

Uwaga – spodziewajcie się zaskoczeń, spektakularnych efektów i nauki w działaniu!

Unlike our own galaxy, the Milky Way, there exist many other galaxies in the universe whose centres shine with extraordinarily high energy—sometimes 10 to even 1,000 times
more luminous than the entire Milky Way. These are known as active galaxies, and scientists believe that this intense energy is powered by the gravitational potential energy of a supermassive black hole at their cores. The closest example of such an active galaxy is Centaurus A, located about 12 million light-years from Earth. At its centre lies a supermassive black hole weighing about fifty million times the mass of our Sun. In my talk, I will take you on a journey into the very central regions of these energetic galaxies— the regions so compact that, with current imaging techniques and modern telescopes, we can directly observe only a handful of the nearest ones. To overcome this limitation, we rely on a method
known as light echo-mapping, or reverberation mapping. This technique leverages a unique property of active galaxies: their natural flux variability over time. By analyzing how different regions around the black hole respond to changes in light, we can probe their structure and distances, much like using echoes to map out a dark room. I will also briefly explain how we estimate the mass of these supermassive black holes, and how we study the structure and motion—or kinematics—of the gas and dust swirling in their immediate surroundings.

Imagine an explosion so powerful it can outshine our Sun by a hundred quintillion, that is 10 to the 20th power. These are gamma-ray bursts (GRBs), the most intense explosions in the cosmos since the Big Bang. GRBs occur either when a massive star collapses or when two compact objects (two neutron stars or a neutron star and a black hole) merge. In both scenarios, a black hole forms, and the surrounding gas spirals inward, launching twin jets at nearly the speed of light.

In just seconds, a single GRB can release more energy than the Sun emits in its entire ten-billion-year lifetime. These cosmic cataclysms forge many of the universe’s heavy elements and send ripples through spacetime, the gravitational waves, which we detect on Earth today and will observe in even greater detail with future space-based interferometers. Because no Earthbound experiment can recreate these extreme conditions, we employ numerical simulations performed in super-computers. By modeling the furious interplay of gas, magnetic fields, and gravity, we reveal how jets ignite, how light is produced, and what signatures to seek with telescopes and gravitational-wave detectors.

In this talk, I will guide you through the physics of GRBs, showing our simulation techniques, and highlight key insights into these spectacular cosmic explosions.

Najbardziej widowiskowe doświadczenia z dziedziny fizyki, chemii i nauk przyrodniczych, które zmieniły kierunek nauki. Edukatorzy z Polskiego Towarzystwa Miłośników Astronomii poprowadzą zajęcia, w których czynnie będą uczestniczyć uczniowie i uczennice z klas 7-8 Szkoły Podstawowej im. Króla Stefana Batorego w Lesznie. Podczas warsztatów uczniowie poznają detektory oraz będą analizować dane świadczące o detekcji wielkich pęków promieniowania kosmicznego. Przekonają się "ile waży 1kg" na innych planetach. Udowodnimy, że woda może wrzeć nawet w temperaturze 20 stopni Celsjusza.

Pod nadzorem instruktorów z Polskiego Towarzystwa Miłośników Astronomii oddział w Warszawie uczestnicy warsztatów zbudują model rakiety wielokrotnego użytku, zaopatrzonej w silnik. Minimalny wiek uczestników 7-8 lat. Budowa wymaga przecyzjii dlatego dla dzieci poniżej 12 lat wskazana jest pomoc rodziców w czasie trwania warsztatów.

Czarne dziury to jedne z najbardziej fascynujących i tajemniczych obiektów we Wszechświecie. Choć nie emitują światła, ich obecność zdradzają potężne efekty grawitacyjne, które wpływają na otaczającą materię i czasoprzestrzeń.

Podczas wykładu w przystępny sposób opowiemy, czym są czarne dziury, jak powstają – i czego jeszcze nie rozumiemy. Zastanowimy się, czy naprawdę nic nie może się z nich wydostać, co dzieje się przy horyzoncie zdarzeń, a także jak najnowsze obserwacje, takie jak zdjęcia cienia czarnej dziury czy fale grawitacyjne, zmieniają nasze spojrzenie na kosmos. Opowiemy tez co się dzieje we wnętrzu czarnej dziury i czy czarne dziury to jedyne ostatnie stadium ewolucji masywnych gwiazd.

Pod nadzorem instruktorów z Polskiego Towarzystwa Miłośników Astronomii oddział w Warszawie uczestnicy warsztatów zbudują model rakiety wielokrotnego użytku, zaopatrzonej w silnik. Minimalny wiek uczestników 7-8 lat. Budowa wymaga przecyzjii dlatego dla dzieci poniżej 12 lat wskazana jest pomoc rodziców w czasie trwania warsztatów.

Pokażemy jak fale grawitacyjne oddziałują z materią, jak są wytwarzane, dlaczego bardzo trudno je wykryć, opowiemy jak odróżnić sygnał fal grawitacyjnych od dwóch czarnych dziur od sygnału od dwóch gwiazd neutronowych albo wybuchu supernowych. 

Otaczający nas świat zbudowany jest z atomów, a w centrum każdego z nich znajduje się jądro atomowe. Jądra te zbudowane są z protonów i neutronów – cząstek znanych wspólnie
jako nukleony. W trakcie wykładu przybliżę słuchaczom budowę protonu. Omówię, jakie cząstki elementarne wchodzą w jego skład oraz jak oddziaływania między nimi wpływają na
jego właściwości. Odpowiem też na fascynujące pytanie: skąd bierze się masa protonu?

Okazuje się bowiem, że waży on znacznie więcej niż tworzące go składniki. Wyjaśnię, jak to możliwe oraz co stanowi pozostałą część masy tej niezwykłej cząstki. Zrozumienie tego
zagadnienia pomaga zrozumieć, skąd bierze się masa materii we Wszechświecie. Wykład będzie zatem nie tylko podróżą w głąb protonu, ale też próbą wyjaśnienia fundamentalnych
mechanizmów rządzących naturą.

Najmłodsze dzieci (i te trochę starsze) mają spontaniczną potrzebę poznawania otaczającego je świata i przyrody, a więc nauka i ciekawość świata jest dla nich naturalna.

W programie warsztatów przeznaczonych dla najmłodszych na pewno znajdzie się czas na obserwacje ulubionego przez dzieci, choć bardzo prostego wybuchu wulkanu oraz własnoręcznego stworzenia tęczy, a także kilka niespodziankowych eksperymentów. Zapraszamy najmłodszych i trochę starszych!

Pracownicy ŚLCJ oprowadzą Państwa po Laboratorium. Będzie można zobaczyć „serce” Laboratorium – czyli cyklotron, oraz usłyszeć o tym jak działa ten akcelerator. Zwiedzić będzie można też halę eksperymentów – czyli miejsce, do którego docierają wiązki ciężkich jonów przyspieszone w cyklotronie i gdzie, wykorzystując różnego rodzaju układy detektorów, prowadzi się badania z fizyki jądrowej (i nie tylko).

Zwiedzanie laboratorium poprzedzone będzie pokazem filmu animowanego "Tajemniczy Świat Jąder Atomowych", który zabierze widza w podróż do mikroświata. Pokaże, jak odkryto istnienie jądra atomowego i jak badamy jego strukturę.

Ponad sto lat temu Albert Einstein przewidział istnienie fal grawitacyjnych – zmarszczek czasoprzestrzeni. Przez dekady wydawało się, że ich bezpośrednie wykrycie pozostanie poza zasięgiem nauki. Aż do 14 września 2015 roku, gdy dwa interferometryczne detektory fal grawitacyjnych LIGO w USA po raz pierwszy zarejestrowały sygnał GW150914, pochodzący z kosmicznego zderzenia dwóch gwiazdowych czarnych dziur. To przełomowe odkrycie, uhonorowane w 2017 roku Nagrodą Nobla z fizyki otworzyło nowe okno na Wszechświat. Znaczący wkład w to odkrycie mieli również polscy naukowcy – 15 badaczy z grupy POLGRAW, będącej częścią międzynarodowego konsorcjum Virgo. Od tamtej pory współpraca LIGO-Virgo-Kagra zaobserwowała ponad 300 źródeł fal grawitacyjnych, mających istotne znaczenie w poznaniu natury czarnych dziur, gwiazd neutronowych, błysków gamma.

O poszukiwaniach fal grawitacyjnych, o niezwykłych odkryciach oraz dalszych perspektywach badań opowie prof. Dorota Gondek-Rosińska z Obserwatorium Astronomicznego Uniwersytetu Warszawskiego, współautorka publikacji o epokowym odkryciu.

W ramach spotkania uczestnicy odwiedzą Laboratorium Mechaniki Płynów Zakładu Fizyki Atmosfery Wydziału Fizyki UW: w trakcie wycieczki obejrzą m.in. pokaz działania komory chmurowej  (jak powstaje chmura w laboratorium) oraz tunelu aerodynamicznego. 

Reaktory wysokotemperaturowe HTGR to jedna z najbardziej obiecujących technologii jądrowych IV generacji. Dzięki chłodzeniu helem oraz możliwości pracy w temperaturach
nawet 950°C, reaktor pozwala na produkcję energii elektrycznej, ale przede wszystkim na szerokie zastosowanie w przemyśle – m.in. do wytwarzania wodoru, dostarczania ciepła
technologicznego czy komunalnego. Projekt reaktora HTGR opiera się na koncepcji inherentnego bezpieczeństwa, co oznacza, że nawet w przypadku utraty zasilania reaktor
pozostaje bezpieczny – samoczynnie wyłącza się bez interwencji operatora.

W Polsce na rozwój tej technologii zdecydowało się Narodowe Centrum Badań Jądrowych wraz z Japońską Agencją Energi Atomowej, opracowując projekt podstawowy reaktora
HTGR-POLA. Ten badawczy reaktor o mocy cieplnej 30 MW został zaprojektowany z myślą o bezpieczeństwie i elastycznej pracy w kogeneracji zgodnie z potrzebami polskiego
przemysłu. Może dostarczyć parę technologiczną o parametrach 13,8 MPa i 545°C, zastępując obecne jednostki wytwórcze.

Reaktor HTGR-POLA pełni trzy kluczowe funkcje: badawczą, edukacyjną i użytkową. Ma on służyć nie tylko jako demonstrator technologii HTGR, ale będzie wykorzystany do
przeprowadzenia testów w warunkach eksploatacyjnych oraz awaryjnych, będzie miejscem badań nad nowymi materiałami i komponentami oraz dostarczy wielu cennych danych do
walidacji modeli numerycznych i kodów obliczeniowych. Sam proces uzyskiwania pozwolenia na eksploatację reaktora HTGR-POLA będzie źródłem cennego doświadczenia i
danych, które ułatwią procedury dopuszczenia do eksploatacji przyszłych reaktorów komercyjnych.

Projekt HTGR-POLA wpisuje się w globalny trend rozwoju SMR oraz gospodarki  niskoemisyjnej. Może odegrać kluczową rolę w dekarbonizacji polskiego przemysłu i rynku
ciepła. To przykład, jak nowoczesna energetyka jądrowa może wspierać bezpieczną, zrównoważoną transformację energetyczną kraju.

Pracownicy ŚLCJ oprowadzą Państwa po Laboratorium. Będzie można zobaczyć „serce” Laboratorium – czyli cyklotron, oraz usłyszeć o tym jak działa ten akcelerator. Zwiedzić będzie można też halę eksperymentów – czyli miejsce, do którego docierają wiązki ciężkich jonów przyspieszone w cyklotronie i gdzie, wykorzystując różnego rodzaju układy detektorów, prowadzi się badania z fizyki jądrowej (i nie tylko).

Zwiedzanie laboratorium poprzedzone będzie pokazem filmu animowanego "Tajemniczy Świat Jąder Atomowych", który zabierze widza w podróż do mikroświata. Pokaże, jak odkryto istnienie jądra atomowego i jak badamy jego strukturę.

Najmłodsze dzieci (i te trochę starsze) mają spontaniczną potrzebę poznawania otaczającego je świata i przyrody, a więc nauka i ciekawość świata jest dla nich naturalna.

W programie warsztatów przeznaczonych dla najmłodszych na pewno znajdzie się czas na obserwacje ulubionego przez dzieci, choć bardzo prostego wybuchu wulkanu oraz własnoręcznego stworzenia tęczy, a także kilka niespodziankowych eksperymentów. Zapraszamy najmłodszych i trochę starszych!

Polskie Towarzystwo Miłośników Astronomii oddział w Warszawie zorganizuje obserwację Słońca przy użyciu własnego teleskopu słonecznego. W razie niepogody uczestnicy spotkania zaprroszeni zostaną na wystawę astrofotografii wykonanych przez członków PTMA.

Wyjazd do astronomicznej stacji obserwacyjnej w Ostrowiku pod Warszawą. Na miejscu będzie można wziąć udział w wycieczce po Układzie Słonecznym, zobaczyć teleskop, posłuchać popularyzujących wykładów na tematy astronomiczne. Następnie planowane są pokazy nieba i ognisko.

Polskie Towarzystwo Miłośników Astronomii oddział w Warszawie zorganizuje obserwację nieba przy użyciu własnych teleskopów. W razie niepogody uczestnicy spotkania zaproszeni zostaną na opowieść na temat astrofotografii oraz tajemnic układu słonecznego.

Komputery są coraz szybsze i mniejsze, ale nieuchronnie zbliżamy się do granic ich możliwości. Problem nie leży już tylko w inżynierii – zaczynamy napotkać fizyczne ograniczenia które wyznaczają granice ich mocy obliczeniowej. Co nas czeka dalej? Coraz więcej wskazuje na to, że przyszłość nie będzie należeć do coraz szybszych procesorów, lecz do zupełnie nowych maszyn – komputerów inspirowanych naturą, które przetwarzają informacje w radykalnie inny sposób.

Natura od zawsze podąża najprostszą i najbardziej efektywną drogą – zgodną z fundamentalnymi prawami fizyki. Układy fizyczne spontanicznie dążą do stanów o najniższej
energii, rozwiązując przy tym złożone problemy: minimalizują koszty, osiągają równowagę, adaptują się. Te procesy można odczytać jako naturalne obliczenia. Dlaczego więc nie
zbudować komputerów, które działają na tej samej zasadzie? Tak narodziła się koncepcja obliczeń inspirowanych naturą -  interdyscyplinarnego podejścia łączącego fizykę, biologię i
informatykę, które otwiera drzwi do zupełnie nowych form przetwarzania informacji.

W trakcie tego wykładu opowiem o najciekawszych odkryciach w dziedzinie komputerów inspirowanych natura. Opowiem w jaki sposób możemy zaprząc zjawiska takie jak fluktuacje
cieplne czy ruchy Browna by rozwiązywać złożone problemy przy minimalnym zużyciu energii. Przyjrzymy się także fizycznym układom które naśladują sposoby działania neuronów i synaps w ludzkim mózgu, tworząc systemy uczące się i przetwarzające dane z niezwykłą sprawnością. Takie systemy potrafią równolegle analizować ogromne przestrzenie rozwiązań, oferując skalę przetwarzania nieosiągalną dla cyfrowych maszyn.

Ten wykład to zaproszenie do świata, w którym kierunek rozwoju obliczeń wyznaczają już nie ograniczenia inżynierii, lecz fundamentalne prawa fizyki. Być może największy przełom w
historii informatyki dopiero przed nami – i to właśnie natura wskaże nam drogę do komputerów przyszłości: szybszych, potężniejszych i jednocześnie bardziej przyjaznych dla naszej planety.

Słowo „chaos” oznacza po grecku ziejącą głębię, przepaść, czeluść, ale „Chaos” był także imieniem boga (lub bogini) który w greckiej mitologii był odpowiednikiem
„wielkiego wybuchu” gdyż od chaosu wziął początek cały wszechświat. Pół wieku temu chaos uzyskał przymiotnik „deterministyczny” i stał się terminem naukowym.

Wydawać by się mogło, że deterministyczny chaos jest oksymoronem, to znaczy zlepkiem dwóch wzajemnie wykluczających się pojęć, ale to połączenie stanu totalnego zamętu z pełną przewidywalnością” ma jednak racjonalne uzasadnienie. Pełna przewidywalność jest rzeczywiście w deterministycznym chaosie teoretycznie osiągalna, ale za cenę której
nikt nie jest w stanie zapłacić. Dogłębne zrozumienie istoty deterministycznego chaosu stało się możliwe dzięki wykzystaniu komputerów i dlatego ta dziedzina wiedzy rozwinęła się stosunkowo niedawno choć pierwsze domysły na ten temat snuli uczeni już ponad sto lat temu.

Komputer jest obecnie podstawowym narzędziem do badania chaosu i będzie on wykorzystany w tym wykładzie do pokazania na prostych przykładach na czym polega deterministyczny chaos. Między innymi zostanie wyjaśniony „efekt motyla”, jeden z pierwszych przykładów deterministycznego chaosu.