Примитивными словами: что этакое теория суперструн?

    Сейчас научная картинка мира складывается таким макаром, что нашей Вселенной руководит два набора законов — общественная теория относительности, которая поясняет красивую работу гравитации, и квантовая механика, которая определяет другие три взаимодействия вселенной (мощное ядерное, хлипкое ядерное и электромагнетизм). Можно покупать эти законы и использовать к вещами на большенных масштабах — планетки, галактики, а уж потом к малейшим масштабам — протонам и нейтронам. Однако для чего природа проделала два отдельных набора законов для вселенной?

    Примитивными словами: что этакое теория суперструн?

    Теория суперструн — это же попытка ответить на два вопросца: бытует ли метод сплотить общую теорию относительности и квантовую механику, создав «теорию всего»? Из чего же все состоит?

    Теория суперструн

    Ранее мы полагали, что строй блоками жизни являются атомы, мелкие ингридиенты материи. Однако потом мы столкнули атомы и нашли тривиальные крупицы, так маленькие компоненты, что даже и не можем них рассмотреть, и не изменив спецефическим образом. Дабы узреть что-то, нам надо, дабы свет первым делом отразился от объекта и попал в наши очи, составив картину. Свет состоит из электрических волн, кои вакантно проходят сквозь тривиальные крупицы. Мы можем предпринять эти волны плотнее, добавить им же энергии, дабы они звезданули крупицы и мы могли узреть них, однако как частичку что-то лупит, она изменяется, потому узреть ее в начальном состоянии мы и не можем. Мы понятия и не имеет, как только смотрятся тривиальные крупицы. Как только и черную энергию, черную материю, мы и не можем следить эти явления конкретно, однако у нас существуют основания предполагать, что они есть.

    Мы рассматриваем эти крупицы как только точки в пространстве, хотя на деле они таким и не являются. Невзирая на все про все недочеты, этот способ — мысль квантовой механики об фолиант, что силы переносятся частичками — предлагает нам хорошее представление об вселенной и приводит к прорывам вроде квантовых растворителей и поездов на магнитной левитации. Общественная теория относительности сама по самому себе тоже прошла неплохую проверку временем, объясняя нейтронные суперзвезды и аномалии орбиты Меркурия, предсказывая темные прорехи и искривление света. Однако уравнения ОТО, к огорчению, перестают ишачить посередине темной прорехи и в преддверии Немалого Взрыва. Неполадка в фолиант, что свести них совместно не выходит, так как гравитация сопряжена с геометрией места и временем, когда расстояния измеряются определенно, а уж в квантовом мире измерить что-то нет никакой способности.

    Когда ученые постарались изобрести новейшую частичку, которая поженила бы гравитацию с квантовой механикой, них арифметика ординарно отдала сбой.

    В неком смысле пришлось возвратиться к школьной доске. Потому ученые представили, что мелкие ингридиенты вселенной — это же и не точки, а уж струны. Разнообразные колебания струн производят разнообразные тривиальные крупицы вроде кварков. Вибрирующие струны могли бы составить всю материю и все четверо силы во Вселенной — включая гравитацию.

    Высшие измерения

    У теории суперструн существуют неполадка. Она и не сработает, ежели представить, что бытует лишь три пространственных измерения и одно временное, в каких мы живем. Теория струн просит, дабы в игре существовало и не все меньше десяти измерений.

    Когда ОТО существовала в первый раз задумана, гравитация искажала место и время, дабы обрисовать эту силу. Потому, если б кому-то захотелось обрисовать другую силу, к примеру, электромагнетизм, ему же пригодилось бы добавить новое измерение. Ученые написал уравнения, описывающие кривенькие и недостатки вселенной с доп измерением, и получил оригинальное уравнение электромагнетизма. Умопомрачительное открытие.

    Добавочные измерения теории струн умеют нам посодействовать растолковать, посему цифры в нашей Вселенной так выверены, что дозволяют всему существовать. К примеру, посему скорость света 299 792 458 погонных метров за секунду? Они а также пробуют ответить на вопросец об гравитации — посему эта сила так малосильная? Она самая малосильная из четверых базовых взаимодействий: в 1040 раз слабее электрической силы. Довольно будет ординарно нагнуться и поднять книжку с пола, дабы противодействовать ей же. На теоретическом уровне это же происходит поэтому, что гравитация проникает в наиболее высоченные измерения. Гравитация состоит из ниток с необщительным контуром, что дозволяет ей же покидать наше измерение, в отличие от разомкнутых ниток, кои предпочтительнее заземлены.

    Посему мы и не лицезреем любых этих измерений?

    Так как они есть на этаком низком уровне, что невидимы для нас, и не поддаются обнаружению. Они малогабаритные, укомплектованные таким макаром, что воспроизводят физику нашего мира, складываясь в достойные внимания формы Калаби-Яу. Разнообразные формы Калаби-Яу дозволяют существовать разнообразным вибрациям струн и совсем различным вселенным.

    Мы даже можем протестировать предполагаемые множественные вселенные. Так как мы предполагаем, что гравитация проникает в наиболее высоченные измерения, опосля столкновения двух частиц обязано быть все меньше времени, чем перед началом столкновения. Однако даже в самых подходящих критериях тестирование чего-то подобного существовало бы неописуемо сложным, неуловимым.

    Расчеты теории струн выполняются в моделируемых вселенных с 10 либо 11 измерениями, где арифметика ишачит. Потом ученые пробуют стереть добавочные измерения, однако пока что никто и не преуспел в описании нашей вселенной либо создании какого-то опыта для подтверждения теории. Но это же и не означает, что у нас нет никаких применений для теории струн.

    Математический инструмент, разрабатываемый в рамках исследовательских работ теории струн, помогает нам осознавать части нашей вселенной. Мы можем применять его для наилучшего разъяснения информационного феномена, квантовой гравитации и энных неурядиц незапятанной арифметики. Некие ученые задействуют теорию для собственных вычислений в физике частиц либо при наблюдении экзотичных состояний материи.

    Теория струн может не станет теорией всего, однако это же хотя бы теория чего-то.

    Согласны? Поведайте в нашем чате в Телеграме.