Теория суперструн
Что такое теория суперструн?...
Теория суперструн - суперсимметричное обобщение теории струн в теоретической физике. Теория, описывает все известные элементарные частицы и фундаментальные взаимодействия в единой теории, изображая их в виде протяженных, ультрамикроскопических объектов — суперсимметричных струн.
...
Американский физик-теоретик Эдвард Виттен из Принстонского университета, на сегодняшний день является одной из наиболее значимых фигур в мире теоретической физики. Развитая им теория суперструн (созданная в 1968 г. Венециано и Соцоки) объединяет теорию гравитации Эйнштейна с квантовой физикой. Одним из ее любопытных аспектов является утверждение, что струны способны самопоследовательно вибрировать в 10-ти и 26-ти измерениях. Никакое другое число измерений в эту математическую модель не укладывается.
Теория суперструн - тут важный момент в состоит в том, что она одновременно дает объяснение природы пространства-времени и материи. С помощью теории Виттен пытается даже определить момент когда был сотворен мир.
Материя в форме частиц является просто модами струн. Так как диаметр этих струн примерно в 1020 меньше диаметра протона, каждой моде вибрации струны соответствует отдельная частица.
Субатомные частицы, изучаемые в физических лабораториях, на самом деле частицами не являются. Нашим электронным микроскопам не хватает мощности для того, чтобы показать, что исследуемые нами частицы в действительности являются тонкими вибрирующими струнами. Модель Вселенной (см. Строение Вселенной), которая состоит из бесконечного числа вибрирующих струи, можно сравнивать с прекрасно организованным оркестром, который исполняет симфонию.
Так как струны движутся в пространстве-времени, они могут разбиваться на меньшие струны или, объединившись с другими струнами, образовывать струны большей длины. Факт, что эти квантовые движения конечны и измеримы, дает квантовую теорию гравитации, к которой не удается перейти ни в теории Эйнштейна (см. Эйнштейн. Интересные факты), ни в теории Калуцы-Кляйна.
Эти струны не способны произвольно перемещаться в пространстве-времени как частицы; они подчинены широкому набору условий самопоследовательности. Любопытно, что поиск выражений для этих условий привел к уравнениям Эйнштейна. Возможность получения уравнения Эйнштейна из теории струн доказывает, что уравнения Эйнштейна не фундаментальные.
Теория струн соединяет существующую в квантовой физике концепцию гравитационной силы как дискретных пакетов энергии с эйнштейновской теорией вибрирующего пространства-времени. Особенность теории струн заключается в том, что струны не могут двигаться в 3-х или 4-х измерениях. Условия самопоследовательности требуют, чтобы струна двигалась или в 10-ти, или в 26-ти измерениях.
1984 год - Джон Шварц (Калифорнийский технологический университет) и Майкл Грин (лондонский Колледж Королевы Марии) доказали, что теория струн отвечает всем условиям самопоследовательности.
Возникает вопрос: почему струна? Основная строительная единица жизни на Земле — ДНК. Молекулы ДНК состоят из двойной спирали (струны) и содержат генетический код, который определяет жизнедеятельность организма. Струны попросту являются одними из наиболее компактных способов организации больших объемов информации, дающих возможность легко их копировать. Помимо ДНК, наше тело содержит миллиарды протеиновых белковых струн в форме аминокислотных строительных «кирпичиков».
Гравитация абсолютно не вписывалась в квантовую теорию поля, но автоматически входит в теорию струн. По утверждению Виттена, все по-настоящему великие идеи в физике, в том числе общая теория относительности Эйнштейна, являются следствиями теории суперструн. To, что теория относительности появилась раньше теории суперструн — это только случайность.
Теория струн — сравнительно простое объяснение нашей Вселенной. Струны могут вибрировать двумя способами — по часовой стрелке и против часовой стрелки. Вибрируя по часовой стрелке, они занимают 10-ти мерное пространство, против — 26-ти мерное.
Так, симметрия субатомного мира — это попросту след симметрии гиперпространства. 26-ти мерное пространство струн, вибрирующих против часовой стрелки, вполне объясняет все симметрии, присутствующие как в квантовой теории, так и в теории Эйнштейна. В гиперпространстве законы физики упрощаются. Симметрии, наблюдаемые нами в уникальных узорах снежинок, цветов, радуги, кристаллах и т. п., представляют из себя проявление физики гиперпространства.
Многие могут спросить: почему 10 измерений, а не 7, 9 или 11, к примеру. Все потому, что существуют так называемые модулярные функции, в которых число десять встречается чрезвычайно часто.
Численные загадки, связанные с теорией струн, смог решить математик Шриниваса Рамануджан. Описывая вибрацию струн, Рамануджан все время получал числа 8 и 24 в самых неожиданных местах. Чтобы совместить уравнения струн с нашим миром, физики добавляют 2 измерения; таким образом, 8 превращается в 10, а 24 — в 26 пространственно-временных измерений.
Физический смысл этих чисел не вполне ясен, но они необходимы в уравнениях струн для того, чтобы выполнялись условия самопоследовательности.
Принцип самопоследовательности является основополагающим. Когда он выражается в гиперпространстве, мы имеем упрощение законов природы. По утверждению сторонников теории суперструн, именно самопоследовательность заставила Бога создать этот мир.
Концепция суперструн, которую наука на сегодняшний день не может подтвердить или опровергнуть экспериментально, является чрезвычайно любопытным моментом для понимания нашего мира и теории путешествия во времени (см. Возможно ли путешествие во времени?).
Голдберг Брюс
ред. shtorm777.ru
Комментарии
Отправить комментарий