Орчлон ертөнцийн бүтцийн хэлхээний онол. Утасны онол бол бүх зүйлийн нэгдмэл онол мөн үү? Утасны онолын нэмэлт хэмжээсүүд

Сургуульд байхдаа бид бодис нь атомуудаас, атомууд нь электронууд эргэдэг цөмүүдээс бүрддэг гэдгийг мэдсэн. Гаригууд нарны эргэн тойронд бараг адилхан эргэлддэг тул бид үүнийг төсөөлөхөд хялбар байдаг. Дараа нь атом энгийн хэсгүүдэд хуваагдаж, орчлон ертөнцийн бүтцийг төсөөлөхөд улам хэцүү болсон. Бөөмийн масштабын хувьд өөр өөр хууль үйлчилдэг бөгөөд амьдралаас зүйрлэлийг олох нь үргэлж боломжгүй байдаг. Физик хийсвэр, ойлгомжгүй болсон.

Гэвч онолын физикийн дараагийн алхам нь бодит байдлын мэдрэмжийг буцааж өгсөн. Утасны онол нь ертөнцийг дахин төсөөлж болохуйц, тиймээс ойлгох, санахад хялбар нэр томъёогоор дүрсэлсэн.

Сэдэв амаргүй хэвээр байгаа тул дарааллаар нь явцгаая. Эхлээд онол гэж юу болохыг олж мэдье, дараа нь яагаад үүнийг зохион бүтээсэнийг ойлгохыг хичээцгээе. Мөн амттангийн хувьд бага зэрэг түүх нь мөрний онол нь богино түүхтэй, гэхдээ хоёр хувьсгалтай;

Орчлон ертөнц нь энергийн чичиргээт утаснаас бүрддэг

Утасны онолын өмнө энгийн бөөмсийг цэг гэж үздэг байсан - тодорхой шинж чанартай хэмжээсгүй хэлбэрүүд. Мөрний онол нь тэдгээрийг нэг хэмжээст урттай энергийн утас гэж тодорхойлдог. Эдгээр нэг хэмжээст утаснууд гэж нэрлэгддэг квант мөр.

Онолын физик

Онолын физик
туршилтын физикээс ялгаатай нь математик ашиглан ертөнцийг дүрсэлдэг. Анхны онолын физикч бол Исаак Ньютон (1642-1727) юм.

Зураачийн нүдээр электрон, энгийн бөөмс, квант утас бүхий атомын цөм. "Дэгжин орчлон" баримтат киноны хэсэг

Квантын утаснууд нь маш жижиг, урт нь 10-33 см бөгөөд энэ нь том адрон коллайдерт мөргөлддөг протонуудаас зуун сая дахин бага юм. Утастай ийм туршилт хийхэд галактикийн хэмжээтэй хурдасгуур барих шаардлагатай болно. Бид мөрийг илрүүлэх аргыг хараахан олоогүй байгаа ч математикийн ачаар бид тэдгээрийн зарим шинж чанарыг тааж чадна.

Квантын хэлхээ нь нээлттэй, хаалттай байдаг. Нээлттэй төгсгөлүүд нь чөлөөтэй, харин хаалттай төгсгөлүүд нь бие биендээ ойртож, гогцоо үүсгэдэг. Утаснууд байнга "нээгдэж", "хаагддаг" бөгөөд бусад утастай холбогдож, жижиг хэсгүүдэд хуваагддаг.

Квантын утаснууд сунадаг. Орон зайд хурцадмал байдал нь энергийн ялгаанаас болж үүсдэг: хаалттай төгсгөлүүдийн хоорондох хаалттай утаснуудын хувьд, нээлттэй утаснуудын хувьд - утаснуудын төгсгөл ба хоосон зайны хооронд. Физикчид энэ хоосон орон зайг хоёр хэмжээст хэмжээст нүүр гэж нэрлэдэг бөгөөд энэ нь мембран гэдэг үгнээс гаралтай.

сантиметр - орчлон ертөнц дэх объектын боломжит хамгийн бага хэмжээ. Үүнийг Планкийн урт гэж нэрлэдэг

Бид квант утсаар бүтээгдсэн

Квантын утаснууд чичирдэг. Эдгээр нь жигд долгионтой, бүхэл тооны минимум, максимум бүхий балалайкагийн утсан чичиргээтэй төстэй чичиргээ юм. Чичиргээ хийх үед квант утас нь дуу чимээ үүсгэдэггүй, энгийн бөөмсийн масштаб дээр дууны чичиргээг дамжуулах ямар ч зүйл байхгүй; Энэ нь өөрөө бөөмс болж хувирдаг: нэг давтамжтайгаар чичирдэг - кварк, нөгөө нь - глюон, гурав дахь нь - фотон. Тиймээс квант утас бол орчлон ертөнцийн нэг барилгын элемент, "тоосго" юм.

Орчлон ертөнцийг ихэвчлэн сансар огторгуй, одод хэлбэрээр дүрсэлдэг ч энэ нь бас бидний гараг, чи бид хоёр, дэлгэцэн дээрх бичвэр, ойд байгаа жимс юм.

Утасны чичиргээний диаграмм. Ямар ч давтамжтай үед бүх долгион ижил, тэдгээрийн тоо нь бүхэл тоо: нэг, хоёр, гурав

Москва муж, 2016 он. Маш олон гүзээлзгэнэ байдаг - зөвхөн илүү олон шумуул. Тэд бас утсаар хийгдсэн байдаг.

Мөн хаа нэгтээ орон зай байна. Сансарт буцаж орцгооё

Тэгэхээр орчлон ертөнцийн цөмд квант утаснууд, нэг хэмжээст энергийн утаснууд чичирч, хэмжээ, хэлбэрээ өөрчилдөг, бусад утастай энерги солилцдог. Гэхдээ энэ нь бүгд биш юм.

Квантын утаснууд орон зайд хөдөлдөг. Мөн утаснуудын масштабын зай хамгийн их байдаг сонирхолтой хэсэгонолууд.

Квантын утаснууд 11 хэмжээстээр хөдөлдөг

Теодор Калуза
(1885-1954)

Энэ бүхэн Альберт Эйнштейнээс эхэлсэн. Түүний нээлтүүд нь цаг хугацаа харьцангуй гэдгийг харуулж, түүнийг орон зайтай нэгтгэж, нэг орон зай-цаг хугацааны тасралтгүй байдлыг харуулсан. Эйнштейний бүтээл нь таталцал, гаригуудын хөдөлгөөн, хар нүх үүсэхийг тайлбарласан. Нэмж дурдахад тэд үе тэнгийнхэндээ шинэ нээлт хийхэд урам зориг өгсөн.

Эйнштейн Харьцангуйн ерөнхий онолын тэгшитгэлийг 1915-16 онд нийтэлсэн бөгөөд аль хэдийн 1919 онд Польшийн математикч Теодор Калуза өөрийн тооцооллыг онолд ашиглахыг оролдсон. цахилгаан соронзон орон. Гэсэн хэдий ч асуулт гарч ирэв: хэрэв Эйнштейний таталцал орон зайн дөрвөн хэмжээсийг нугалж байвал цахилгаан соронзон хүч юуг нугалах вэ? Эйнштейнд итгэх итгэл хүчтэй байсан бөгөөд Калуза түүний тэгшитгэл нь цахилгаан соронзон хүчийг дүрслэх болно гэдэгт эргэлзэхгүй байв. Үүний оронд тэрээр цахилгаан соронзон хүч нэмэлт, тав дахь хэмжээсийг нугалж байна гэж санал болгов. Энэ санаа Эйнштейнд таалагдсан боловч онолыг туршилтаар шалгаагүй бөгөөд 1960-аад он хүртэл мартагдсан юм.

Альберт Эйнштейн (1879-1955)

Теодор Калуза
(1885-1954)

Теодор Калуза
(1885-1954)

Альберт Эйнштейн
(1879-1955)

Анхны хэлхээний онолын тэгшитгэлүүд хачирхалтай үр дүнд хүрсэн. Тэдгээрийн дотор тахионууд гарч ирэв - гэрлийн хурдаас илүү хурдан хөдөлдөг сөрөг масстай хэсгүүд. Орчлон ертөнцийн олон хэмжээст байдлын тухай Калузагийн санаа энд л хэрэг болсон. Зургаа, долоо, арав нь хангалтгүй байсан шиг таван хэмжээс хангалтгүй байсан нь үнэн. Анхны утсан онолын математик нь манай орчлон ертөнц 26 хэмжээстэй байсан тохиолдолд л утга учиртай байсан! Хожмын онолуудад арав хангалттай байсан бол орчин үеийн онолд арван нэг нь орон зай, цаг хугацаатай байдаг.

Гэхдээ хэрэв тийм бол бид яагаад нэмэлт долоон хэмжээсийг олж харахгүй байна вэ? Хариулт нь энгийн - тэд хэтэрхий жижиг байна. Алсын зайнаас гурван хэмжээст объект хавтгай харагдах болно: усны хоолой нь тууз болон харагдах болно бөмбөлөг- эргэн тойронд. Бид объектыг өөр хэмжээсээр харж чадсан ч тэдний олон хэмжээст байдлыг авч үзэхгүй. Эрдэмтэд үүнийг эффект гэж нэрлэдэг нягтруулах.

Нэмэлт хэмжээсүүд нь орон зай-цаг хугацааны үл үзэгдэх жижиг хэлбэрт хуваагддаг - тэдгээрийг Калаби-Яу орон зай гэж нэрлэдэг. Холоос харахад хавтгай харагддаг.

Бид долоон нэмэлт хэмжигдэхүүнийг зөвхөн математик загвар хэлбэрээр илэрхийлж чадна. Эдгээр нь бидний мэддэг орон зай, цаг хугацааны шинж чанарууд дээр бүтээгдсэн уран зөгнөл юм. Гурав дахь хэмжээсийг нэмснээр дэлхий гурван хэмжээст болж, бид саад бэрхшээлийг даван туулж чадна. Магадгүй, ижил зарчмаар үлдсэн долоон хэмжигдэхүүнийг нэмэх нь зөв байж болох юм - дараа нь тэдгээрийн дагуу та орон зай цагийг тойрон эргэлдэж, хүссэн үедээ ямар ч орчлон ертөнцийн аль ч цэгт хүрч чадна.

утсан онолын анхны хувилбарын дагуу орчлон ертөнц дэх хэмжилтүүд - бозоник. Одоо энэ нь хамааралгүй гэж тооцогддог

Шугам нь зөвхөн нэг хэмжээстэй байдаг - урт

Бөмбөлөг нь гурван хэмжээст бөгөөд гуравдахь хэмжээс буюу өндөртэй. Харин хоёр хэмжээст хүнд энэ нь зураас шиг харагддаг

Хоёр хэмжээст хүн олон хэмжээст байдлыг төсөөлж чаддаггүйтэй адил бид ертөнцийн бүх хэмжээсийг төсөөлж чадахгүй.

Энэ загварын дагуу квант утсууд үргэлж, хаа сайгүй дамждаг бөгөөд энэ нь ижил утсууд нь төрөлтөөс эхлээд төгсгөл хүртэлх бүх ертөнцийн шинж чанарыг кодлодог гэсэн үг юм. Харамсалтай нь манай бөмбөлөг хавтгай байна. Манай ертөнц бол арван нэгэн хэмжээст орчлон ертөнцийг орон-цаг хугацааны үзэгдэх хэмжүүр дээрх дөрвөн хэмжээст төсөөлөл бөгөөд бид мөрийг дагаж чадахгүй.

Хэзээ нэгэн цагт бид Их тэсрэлтийг харах болно

Хэзээ нэгэн цагт бид чавхдаст чичиргээний давтамж, орчлон ертөнц дэх нэмэлт хэмжээсийн зохион байгуулалтыг тооцоолох болно. Дараа нь бид энэ талаар бүх зүйлийг сурч, Их тэсрэлтийг харах эсвэл Альфа Центаври руу нисэх боломжтой болно. Гэхдээ одоохондоо энэ боломжгүй юм - тооцоололд юунд найдах талаар зөвлөмж байхгүй бөгөөд та шаардлагатай тоог зөвхөн харгис хүчээр олох боломжтой. Математикчид 10,500 сонголт байх болно гэж тооцоолсон. Онол мухардалд орчихлоо.

Гэсэн хэдий ч мөрний онол нь орчлон ертөнцийн мөн чанарыг тайлбарлах чадвартай хэвээр байна. Үүний тулд бусад бүх онолыг холбож, бүх зүйлийн онол болох ёстой.

Утасны онол бүх зүйлийн онол болно. Байж магадгүй

20-р зууны хоёрдугаар хагаст физикчид орчлон ертөнцийн мөн чанарын тухай хэд хэдэн үндсэн онолыг баталжээ. Жаахан ахиад л бүх юмыг ойлгочих юм шиг санагдсан. Гэсэн хэдий ч гол асуудал хараахан шийдэгдээгүй байна: онолууд нь тус тусдаа сайн ажилладаг боловч ерөнхий дүр зургийг гаргаж чаддаггүй.

Харьцангуйн онол ба хоёр үндсэн онол байдаг квант онолталбайнууд.

Калаби-Яу орон зайд 11 хэмжээсийг зохион байгуулах сонголтууд - бүх боломжит орчлон ертөнцөд хангалттай. Харьцуулбал, орчлон ертөнцийн ажиглагдаж болох хэсэг дэх атомын тоо 10 80 орчим байдаг.

Бүх боломжит орчлон ертөнцөд Калаби-Яу орон зайг зохион байгуулах хангалттай сонголтууд байдаг. Харьцуулбал, ажиглагдахуйц ертөнцийн атомын тоо 1080 орчим байдаг

Харьцангуйн онол
гаригууд болон оддын хоорондын таталцлын харилцан үйлчлэлийг тодорхойлж, хар нүхний үзэгдлийг тайлбарлав. Энэ бол харааны болон логик ертөнцийн физик юм.

Загвар таталцлын харилцан үйлчлэлЭйнштейний орон зай дахь Дэлхий ба Сар

Квант талбайн онол
энгийн бөөмсийн төрлийг тодорхойлж, тэдгээрийн хоорондын харилцан үйлчлэлийн 3 төрлийг тодорхойлсон: хүчтэй, сул ба цахилгаан соронзон. Энэ бол эмх замбараагүй байдлын физик юм.

Квантын ертөнц уран бүтээлчийн нүдээр. MiShorts вэбсайтаас авсан видео

Нейтриногийн масс нэмсэн квант талбайн онол гэж нэрлэдэг Стандарт загвар. Энэ бол квант түвшний орчлон ертөнцийн бүтцийн үндсэн онол юм. Онолын ихэнх таамаглал туршилтаар батлагдсан.

Стандарт загвар нь бүх бөөмсийг фермион ба бозонд хуваадаг. Фермионууд бодис үүсгэдэг - энэ бүлэгт кварк, электрон зэрэг ажиглагдаж болох бүх бөөмс багтдаг. Бозонууд нь фотон ба глюон зэрэг фермионуудын харилцан үйлчлэлийг хариуцдаг хүч юм. Хорин хэдэн бөөмс аль хэдийн мэдэгдэж байгаа бөгөөд эрдэмтэд шинэ хэсгүүдийг нээсээр байна.

Таталцлын харилцан үйлчлэл нь түүний бозоноор дамждаг гэж үзэх нь логик юм. Тэд үүнийг хараахан олоогүй байгаа ч түүний шинж чанарыг тодорхойлж, нэрийг нь гаргаж ирэв - гравитон.

Гэхдээ онолыг нэгтгэх боломжгүй юм. Стандарт загварын дагуу энгийн бөөмс нь тэг зайд харилцан үйлчилдэг хэмжээсгүй цэгүүд юм. Хэрэв энэ дүрмийг гравитонд хэрэглэвэл тэгшитгэл нь хязгааргүй үр дүнг өгдөг бөгөөд энэ нь тэдгээрийг утгагүй болгодог. Энэ бол зөрчилдөөнүүдийн зөвхөн нэг нь боловч нэг физик нөгөөгөөсөө хэр хол байдгийг сайн харуулж байна.

Тиймээс эрдэмтэд хайж байна альтернатив онол, бүх онолыг нэг дор нэгтгэх чадвартай. Энэ онолыг нэгдсэн талбайн онол гэж нэрлэдэг байсан, эсвэл бүх зүйлийн онол.

Фермионууд
харанхуй бодисоос бусад бүх төрлийн матери үүсгэдэг

Бозонууд
Фермионуудын хооронд энерги дамжуулах

Утасны онол нь шинжлэх ухааны ертөнцийг нэгтгэж чадна

Энэ дүрд мөрийн онол нь бусадтай харьцуулахад илүү сонирхолтой харагдаж байна, учир нь энэ нь гол зөрчилдөөнийг шууд шийддэг. Квантын утаснууд чичирдэг тул тэдгээрийн хоорондох зай тэгээс их, мөн гравитоныг тооцоолох боломжгүй үр дүнгээс зайлсхийх боломжтой. Мөн гравитон өөрөө чавхдас гэдэг ойлголтод маш сайн нийцдэг.

Гэхдээ утсан онол нь туршилтаар нотлогдоогүй; Хамгийн гайхмаар зүйл бол 40 жилийн турш түүнийг орхиогүй явдал юм - түүний боломж маш их юм. Яагаад ийм зүйл болдгийг ойлгохын тулд энэ нь хэрхэн хөгжсөнийг эргэж харцгаая.

Утасны онол хоёр хувьсгалыг туулсан

Габриэль Венециано
(1942 онд төрсөн)

Эхэндээ чавхдаст онолыг физикийг нэгтгэх өрсөлдөгч гэж огт тооцдоггүй байв. Үүнийг санамсаргүй байдлаар илрүүлсэн. 1968 онд залуу онолын физикч Габриэль Венециано бие махбод дахь хүчтэй харилцан үйлчлэлийг судалжээ. атомын цөм. Гэнэтийн байдлаар тэрээр 200 жилийн өмнө Швейцарийн математикч Леонхард Эйлерийн эмхэтгэсэн тэгшитгэлүүдийн багц болох Эйлерийн бета функцээр сайн дүрслэгдсэн болохыг олж мэдэв. Энэ нь хачирхалтай байсан: тэр үед атомыг хуваагдашгүй гэж үздэг байсан бөгөөд Эйлерийн ажил зөвхөн математикийн асуудлыг шийддэг байв. Тэгшитгэл яагаад ажилладгийг хэн ч ойлгоогүй ч идэвхтэй ашигласан.

Эйлерийн бета функцийн физик утгыг хоёр жилийн дараа тодруулсан. Гурван физикч Йоичиро Намбу, Холгер Нилсен, Леонард Сускинд нар энгийн бөөмс нь цэг биш, харин нэг хэмжээст чичиргээт утас байж болно гэж үзсэн. Ийм объектуудын хүчтэй харилцан үйлчлэлийг Эйлерийн тэгшитгэлээр хамгийн сайн тодорхойлсон. Утасны онолын анхны хувилбарыг бозоник гэж нэрлэдэг байсан, учир нь энэ нь материйн харилцан үйлчлэлийг хариуцдаг бозонуудын утсан шинж чанарыг тодорхойлсон бөгөөд бодисоос бүрдэх фермионуудад хамааралгүй юм.

Онол нь бүдүүлэг байсан. Энэ нь тахионуудтай холбоотой бөгөөд гол таамаглал нь туршилтын үр дүнтэй зөрчилдөж байв. Калузагийн олон хэмжээст байдлыг ашиглан тахионоос салах боломжтой байсан ч утсан онол үндэслэгдээгүй.

• Габриэль Венециано
• Йоичиро Намбу
• Холгер Нилсен
• Леонард Сускинд
• Жон Шварц
• Майкл Грин
• Эдвард Виттен

• Габриэль Венециано
• Йоичиро Намбу
• Холгер Нилсен
• Леонард Сускинд
• Жон Шварц
• Майкл Грин
• Эдвард Виттен

Гэвч энэ онол үнэнч дэмжигчидтэй хэвээр байна. 1971 онд Пьер Рамон утаснуудын онолд фермионуудыг нэмж, хэмжээсийн тоог 26-аас арав болгон бууруулжээ. Энэ нь эхлэлийг тавьсан юм хэт тэгш хэмийн онол.

Фермион бүр өөрийн гэсэн бозонтой байдаг бөгөөд энэ нь бодис, энерги нь тэгш хэмтэй байдаг гэсэн үг юм. Ажиглах боломжтой орчлон тэгш хэмтэй байх нь хамаагүй гэж Рамон хэлэхдээ, тэгш хэм ажиглагдах нөхцөл байсаар байна. Хэрэв утаснуудын онолын дагуу фермион ба бозоныг ижил объектоор кодлодог бол эдгээр нөхцөлд бодисыг энерги болгон хувиргах боломжтой ба эсрэгээр. Утасны энэ шинж чанарыг супер тэгш хэм гэж нэрлэдэг ба утсан онолыг өөрөө супер чавхдаст онол гэж нэрлэдэг байв.

1974 онд Жон Шварц, Жоэл Шерк нар утаснуудын зарим шинж чанар нь таталцлын зөөвөрлөгч гравитоны шинж чанаруудтай маш нягт таарч байгааг олж мэдсэн. Энэ мөчөөс эхлэн онол нь ерөнхийдөө гэж нухацтай мэдэгдэж эхлэв.

орон зай-цаг хугацааны хэмжээсүүд нь анхны супер мөрний онолд байсан

"Утасны онолын математик бүтэц нь маш үзэсгэлэнтэй бөгөөд маш олон гайхалтай шинж чанартай тул илүү гүнзгий зүйлийг зааж өгөх нь гарцаагүй."

Анхны супер чавхдаст хувьсгал 1984 онд болсон. Жон Шварц, Майкл Грин нар утсан онол ба Стандарт загвар хоёрын хоорондох олон зөрчилдөөнийг шийдэж болохыг харуулсан математик загварыг танилцуулав. Шинэ тэгшитгэлүүд нь мөн бүх төрлийн бодис, энергитэй онолыг холбосон. Шинжлэх ухааны ертөнцХалуурсан - физикчид судалгаагаа орхиж, утсыг судлахад шилжив.

1984-1986 онд утсан онолын талаар мянга гаруй бүтээл бичсэн. Олон жилийн турш нэгтгэсэн Стандарт загвар болон таталцлын онолын олон заалтууд утсан физикээс аяндаа гардаг болохыг тэд харуулсан. Энэхүү судалгаа нь эрдэмтдэд нэгдмэл онол гарахад ойрхон байна гэдэгт итгүүлсэн.

"Та утаснуудын онолтой танилцаж, өнгөрсөн зууны физикийн бараг бүх томоохон ололт амжилтууд ийм энгийн эхлэлээс урсаж, дэгжин урсаж байсныг ухаарах тэр мөчид энэ онолын гайхалтай хүчийг тодорхой харуулж байна."

Гэхдээ утсан онол нууцаа задлах гэж яарсангүй. Шийдвэрлэсэн асуудлын оронд шинэ асуудлууд гарч ирэв. Эрдэмтэд нэг биш, таван супер мөрний онол байдгийг олж мэдсэн. Тэдгээрийн утаснууд нь өөр өөр төрлийн супер тэгш хэмтэй байсан бөгөөд аль онол зөв болохыг ойлгох арга байхгүй байв.

Математик аргууд нь өөрийн гэсэн хязгаартай байсан. Физикчид үнэн зөв үр дүн өгдөггүй нийлмэл тэгшитгэлд дассан байдаг ч утсан онолын хувьд үнэн зөв тэгшитгэл ч бичих боломжгүй байв. Ойролцоо тэгшитгэлийн ойролцоо үр дүн нь хариулт өгөөгүй. Онол судлахын тулд шинэ математик хэрэгтэй болох нь тодорхой болсон ч энэ нь ямар төрлийн математик болохыг хэн ч мэдэхгүй. Эрдэмтдийн урам зориг намжсан.

Хоёр дахь супер чавхдаст хувьсгал 1995 онд аянга цахилгаантай. Өмнөд Калифорнид болсон чавхдаст онолын бага хурал дээр Эдвард Виттений хэлсэн үгээр мухардмал байдлыг эцэслэв. Виттен бүх таван онол нь арван биш, харин арван нэгэн хэмжигдэхүүн бүхий супер утаснуудын нэг, илүү ерөнхий онолын онцгой тохиолдол гэдгийг харуулсан. Виттен нэгтгэх онолыг М-онол буюу бүх онолын эх гэж нэрлэжээ Англи үгЭэж ээ.

Гэхдээ өөр зүйл илүү чухал байсан. Виттений М-онол нь таталцлын нөлөөг супер чавганы онолд маш сайн дүрсэлсэн тул үүнийг таталцлын супер тэгш хэмтэй онол гэж нэрлэдэг байв. хэт таталцлын онол. Энэ нь эрдэмтдэд урам зориг өгч, шинжлэх ухааны сэтгүүлүүд чавхдаст физикийн нийтлэлээр дахин дүүрчээ.

орчин үеийн супер мөрний онол дахь орон зай-цаг хугацааны хэмжилт

“Утасны онол бол ХХ зуунд санамсаргүйгээр унасан 21-р зууны физикийн нэг хэсэг юм. Үүнийг бүрэн боловсруулж, ойлгох хүртэл хэдэн арван жил, бүр хэдэн зуун жил шаардагдана."

Энэ хувьсгалын цуурай одоо ч сонсогдоно. Эрдэмтдийн бүх хүчин чармайлтыг үл харгалзан утсан онол нь хариултаас илүү олон асуулттай байдаг. Орчин үеийн шинжлэх ухаан олон хэмжээст орчлон ертөнцийн загваруудыг бүтээхийг оролдож, хэмжээсийг орон зайн мембран болгон судалж байна. Тэднийг бран гэж нэрлэдэг - тэдгээрийн дундуур сунгасан нээлттэй утас бүхий хоосон зайг санаж байна уу? Мөр нь өөрөө хоёр эсвэл гурван хэмжээст болж хувирдаг гэж таамаглаж байна. Тэд бүр шинэ 12 хэмжээст суурь онол - Эцэг гэдэг үгнээс бүх онолын Эцэг болох F-онолын тухай ярьдаг. Утасны онолын түүх дуусаагүй байна.

Утасны онол хараахан нотлогдоогүй байгаа ч бас үгүйсгэгдээгүй байна.

Онолын гол асуудал бол шууд нотлох баримт дутмаг юм. Тийм ээ, үүнээс бусад онолууд гарч ирдэг, эрдэмтэд 2 ба 2-ыг нэмээд 4 болж байна. Гэхдээ энэ нь дөрөв нь хоёроос бүрддэг гэсэн үг биш юм. Том Адрон Коллайдер дээр хийсэн туршилтууд нь супер тэгш хэмийг хараахан илрүүлээгүй байгаа бөгөөд энэ нь ганц биеийг батлах болно. бүтцийн үндэсорчлон ертөнц болон утсан физикийн дэмжигчдийн гарт тоглох болно. Гэхдээ үгүйсгэсэн зүйл ч байхгүй. Тиймээс чавхдаст онолын гоёмсог математик нь эрдэмтдийн сэтгэлийг хөдөлгөж, орчлон ертөнцийн бүх нууцыг тайлах шийдлийг амлаж байна.

Утасны онолын тухай ярихдаа Колумбын их сургуулийн профессор, онолыг уйгагүй сурталчлагч Брайан Гринийг дурдахгүй өнгөрч болохгүй. Грин лекц уншиж, зурагтаар гардаг. 2000 онд түүний “Дэгжин орчлон. Superstrings, Hidden Dimensions, and the Search for the Ultimate Theory" нь Пулитцерийн шагналын эцсийн шатанд шалгарсан. 2011 онд тэрээр The Big Bang Theory киноны 83-р ангид өөрөө тоглосон. 2013 онд тэрээр Москвагийн Политехникийн дээд сургуульд зочилж, Лента-руд ярилцлага өгчээ.

Хэрэв та утсан онолын мэргэжилтэн болохыг хүсэхгүй байгаа ч ямар ертөнцөд амьдарч байгаагаа ойлгохыг хүсч байвал энэхүү хууран мэхлэлтийн хуудсыг санаарай.

1. Орчлон ертөнц нь утас шиг чичирдэг энергийн утаснууд-квант утаснаас тогтдог. хөгжмийн зэмсэг. Өөр өөр чичиргээний давтамж нь утсыг өөр өөр бөөмс болгон хувиргадаг.
2. Утасны төгсгөлүүд нь чөлөөтэй байж болно, эсвэл бие биендээ наалдаж, гогцоо үүсгэдэг. Утаснууд нь байнга хаагдаж, нээгдэж, бусад утастай энерги солилцдог.
3. Квантын хэлхээ нь 11 хэмжээст орчлон ертөнцөд байдаг. Нэмэлт 7 хэмжээс нь орон зай-цаг хугацааны үл үзэгдэх жижиг хэлбэрүүд болж эвхэгддэг тул бид тэдгээрийг харахгүй байна. Үүнийг хэмжээсийн нягтрал гэж нэрлэдэг.
4. Хэрэв бид орчлон ертөнцийн хэмжээсүүд хэрхэн нугалж байгааг мэддэг байсан бол цаг хугацаагаар болон бусад одод руу аялах боломжтой байсан. Гэхдээ энэ нь хараахан боломжгүй байна - даван туулах хэтэрхий олон сонголт байна. Бүх боломжит орчлон ертөнцөд тэдгээр нь хангалттай байх болно.
5. Утасны онол нь бүх физик онолыг нэгтгэж, бидэнд орчлон ертөнцийн нууцыг илчилж чадна - үүнд бүх урьдчилсан нөхцөл бий. Гэвч одоогоор нотлох баримт байхгүй.
6. Бусад нээлтүүд нь утсан онолоос логикийн дагуу гардаг орчин үеийн шинжлэх ухаан. Харамсалтай нь энэ нь юу ч батлахгүй.
7. Утасны онол нь хоёр супер чавхдаст хувьсгал, олон жилийн мартагдсан үеийг даван туулж чадсан. Зарим эрдэмтэд үүнийг шинжлэх ухааны уран зөгнөл гэж үздэг бол зарим нь шинэ технологи нь үүнийг батлахад тусална гэж үздэг.
8. Хамгийн гол нь: хэрэв та найзууддаа утсан онолын талаар ярихаар төлөвлөж байгаа бол тэдний дунд физикч байхгүй эсэхийг шалгаарай - та цаг хугацаа, мэдрэлийг хэмнэх болно. Та Политехникийн сургуулийн Брайан Грин шиг харагдах болно.

Супер мөрний онол

Superstring онолын талаар товчхон

Энэ онол үнэхээр галзуу харагдаж байгаа тул энэ нь зөв байж магадгүй юм!

Төрөл бүрийн хувилбаруудОдоо байгаа бүх зүйлийн мөн чанарыг тайлбарладаг бүх нийтийн цогц онолын нэрийн төлөөх гол өрсөлдөгчид нь мөрний онолууд гэж тооцогддог. Энэ бол энгийн бөөмс, сансар судлалын онолд оролцдог онолын физикчдийн нэг төрлийн Ариун Граил юм. Бүх нийтийн онол (өөрөөр хэлбэл бүх зүйлийн онол) бүх багцыг нэгтгэсэн хэдхэн тэгшитгэлийг агуулна хүний ​​мэдлэгОрчлон ертөнцийг бий болгосон материйн үндсэн элементүүдийн харилцан үйлчлэлийн мөн чанар, шинж чанаруудын тухай. Өнөөдөр утсан онолыг үзэл баримтлалтай хослуулсан хэт тэгш хэм, үүний үр дүнд төрсөн супер мөрний онол, бөгөөд өнөөдрийг хүртэл энэ нь бүх дөрвөн үндсэн харилцан үйлчлэлийн онолыг нэгтгэх (байгалийн үйлчлэгч хүч) гэсэн хамгийн дээд хэмжээ юм. Хэт тэгш хэмийн онол өөрөө аль хэдийн априори үндсэн дээр баригдсан байдаг орчин үеийн үзэл баримтлал, үүний дагуу аливаа алсын (талбар) харилцан үйлчлэл нь харилцан үйлчилж буй хэсгүүдийн хоорондын харгалзах төрлийн харилцан үйлчлэлийн тээвэрлэгч-бөөмийн солилцооноос үүсдэг (Стандарт загвар). Ойлгомжтой болгохын тулд харилцан үйлчлэлцдэг хэсгүүдийг орчлон ертөнцийн "тоосго", тээвэрлэгч хэсгүүдийг цемент гэж үзэж болно.

Стандарт загварт кваркууд барилгын блок, харилцан үйлчлэлийн тээвэрлэгчид үүрэг гүйцэтгэдэг хэмжигч бозонууд, эдгээр кваркууд хоорондоо солилцдог. Хэт тэгш хэмийн онол бүр цаашилбал кварк ба лептонууд нь өөрөө суурь биш гэж үздэг: тэдгээр нь бүр илүү хүнд, туршилтаар олдоогүй материйн бүтцээс (барилгын блок) бүрдэх ба супер энергийн бөөмсөөс бүр ч хүчтэй "цемент"-ээр бэхлэгдсэн байдаг. -адрон, бозоны найрлага дахь кваркуудаас илүү харилцан үйлчлэлийн тээвэрлэгчид. Мэдээжийн хэрэг, inлабораторийн нөхцөл Хэт тэгш хэмийн онолын таамаглалуудын аль нь ч хараахан батлагдаагүй байгаа боловч материаллаг ертөнцийн таамагласан далд бүрэлдэхүүн хэсгүүд аль хэдийн нэртэй болсон - жишээлбэл,сонгогч (электроны хэт тэгш хэмт түнш),шуугиан

Гэсэн хэдий ч эдгээр онолын санал болгож буй орчлон ертөнцийн дүр зургийг төсөөлөхөд маш хялбар байдаг. Ойролцоогоор 10-35 м-ийн масштабтай, өөрөөр хэлбэл гурван холбогдсон кваркыг багтаасан ижил протоны диаметрээс 20 дарааллаар бага хэмжээний материйн бүтэц нь бидний хэрэглэж байсан бүтэцээс энгийн бөөмсийн түвшинд хүртэл ялгаатай байдаг. . Ийм бага зайд (мөн санаанд багтамгүй өндөр харилцан үйлчлэлийн эрч хүчтэй үед) матери нь хөгжмийн зэмсгийн утсанд өдөөгдөхтэй адил хээрийн тогтмол долгион болж хувирдаг. Гитарын утас шиг ийм утас нь үндсэн аялгуунаас гадна олон хүнийг өдөөж чаддагөнгө аяс эсвэлгармоник Гармоник бүр өөрийн гэсэн энергийн төлөвтэй байдаг.дагуу

харьцангуйн зарчим (Харьцангуйн онол), энерги, масс нь тэнцүү бөгөөд энэ нь утаснуудын гармоник долгионы чичиргээний давтамж их байх тусам түүний энерги ихсэж, ажиглагдаж буй бөөмийн масс өндөр байна гэсэн үг юм.Гэсэн хэдий ч гитарын утсанд зогсож буй долгионыг төсөөлөхөд хялбар байдаг бол супер чавхдасуудын онолын санал болгож буй тогтсон долгионыг төсөөлөхөд хэцүү байдаг - үнэндээ супер утаснуудын чичиргээ нь 11 хэмжээст орон зайд үүсдэг. Бид дассан дөрвөн хэмжээст орон зай, энэ нь гурван орон зайн болон нэг цаг хугацааны хэмжигдэхүүнийг (зүүн-баруун, дээш-доошоо, урагш-хоцрогдсон, өнгөрсөн-ирээдүй) агуулдаг. Superstring орон зайд бүх зүйл илүү төвөгтэй байдаг (хайрцагыг харна уу).

Онолын физикчид орон зайн "нэмэлт" хэмжээсүүдийн гулгамтгай асуудлыг "далд" (эсвэл, шинжлэх ухааны хэл"Нягтаршсан" гэж хэлэхэд) тул энгийн энергид ажиглагддаггүй.

Сүүлийн үед хэлхээний онолыг хэлбэрээр улам бүр хөгжүүлж байна олон хэмжээст мембраны онолтүүнийг хатуу дотоод захидал харилцаанд оруулах математикийн аппарат хангалтгүй байгаатай холбоотой. Энэ онол бий болсноос хойш 20 жил өнгөрсөн ч хэн ч түүний зарим тал, хувилбарыг бусадтай тууштай уялдуулж чадаагүй. Хамгийн тааламжгүй зүйл бол утаснуудын онолыг (ялангуяа супер стринг) санал болгож буй онолчдын хэн нь ч эдгээр онолыг лабораторид туршиж болох ганц туршилтыг хараахан санал болгоогүй байна. Харамсалтай нь, тэд үүнийг хийх хүртэл тэдний бүх ажил нь байгалийн шинжлэх ухааны үндсэн урсгалаас гадуур эзотерик мэдлэгийг ойлгох хачирхалтай уран зөгнөл, дасгалын тоглоом хэвээр үлдэхээс айж байна.

Superstrings-ийн танилцуулга

Сергей Павлюченкогийн орчуулга

Мөрний онол бол орчин үеийн онолын физикийн хамгийн сэтгэл хөдөлгөм, гүн гүнзгий онолуудын нэг юм. Харамсалтай нь энэ нь ойлгоход нэлээд хэцүү зүйл хэвээр байгаа бөгөөд үүнийг зөвхөн квант талбайн онолын үүднээс л ойлгож болно. Бүлгийн онол, дифференциал геометр гэх мэт математикийн мэдлэг нь ойлголтод хор хөнөөл учруулахгүй. Тиймээс ихэнх хүмүүсийн хувьд энэ нь "өөрөө зүйл" хэвээр байна.

Энэхүү танилцуулга нь сонирхогчдод зориулсан утсан онолын үндсэн ойлголтуудын "уншигдахуйц" товч танилцуулга болох зорилготой юм. Харамсалтай нь бид танилцуулгын хүртээмжтэй байхын тулд хатуу ширүүн, бүрэн бүтэн байдлыг төлөх шаардлагатай болно. Энэ нь танд утаснуудын онолын талаархи хамгийн энгийн асуултуудын хариултыг өгч, шинжлэх ухааны энэ салбарын гоо үзэсгэлэнд шингээнэ гэж найдаж байна.

Утасны онол нь өнөөг хүртэл эрчимтэй хөгжиж буй мэдлэгийн салбар юм; өдөр бүр түүний тухай шинэ зүйлийг авчирдаг. Утасны онол нь манай Орчлон ертөнцийг ямар хэмжээгээр дүрсэлдэг эсэхийг бид хараахан мэдэхгүй байна. Гэхдээ тэр үүнийг сайн тайлбарлаж чадна, үүнийг энэ тоймоос харж болно.

Анхны хувилбар нь http://www.sukidog.com/jpierre/strings/index.html.

Яагаад мөрний онол гэж?

Квантын таталцлын шинж чанарын энергийн хуваарийг гэж нэрлэдэг Планкийн массПланкийн тогтмол, гэрлийн хурд ба таталцлын тогтмолоор дараах байдлаар илэрхийлэгдэнэ.

Мөрний онол нь эцсийн хэлбэрээрээ дараах асуултуудад хариулт өгөх болно гэж үзэж болно.

• Бидний мэддэг байгалийн 4 хүчний гарал үүсэл юу вэ?
• Бөөмүүдийн масс ба цэнэг яагаад ийм байдаг вэ?
• Бид яагаад орон зайн 4 хэмжээст орон зайд амьдардаг вэ?
• Орон зай-цаг хугацаа ба таталцлын мөн чанар юу вэ?

  Мөрний онолын үндэс

  Бид энгийн бөөмсийг (электрон гэх мэт) цэгтэй төстэй 0 хэмжээст объект гэж бодож дассан. Энэ нь арай ерөнхий ойлголт юм үндсэн мөрүүд 1 хэмжээст объект хэлбэрээр. Тэд хязгааргүй нимгэн бөгөөд урт нь -ийн дарааллаар байна. Гэхдээ энэ нь бидний ихэвчлэн харьцдаг урттай харьцуулахад маш бага байдаг тул бид тэдгээрийг бараг цэгтэй төстэй гэж үзэж болно. Гэхдээ бидний харж байгаагаар тэдний утас шинж чанар нь маш чухал юм.

  Мөрүүд байна нээлттэйТэгээд хаалттай. Тэд орон зай-цаг хугацаанд хөдөлж байхдаа гэж нэрлэгддэг гадаргууг бүрхдэг дэлхийн хуудас.

  

  Эдгээр утаснууд нь масс, спин гэх мэт бөөмийн төрөлхийн квант тоонуудыг тодорхойлдог тодорхой чичиргээний горимуудтай байдаг. Үндсэн санаа нь горим бүр нь тодорхой төрлийн бөөмстэй харгалзах квант тооны багцыг агуулж байдагт оршино. Энэ бол эцсийн нэгдэл юм - бүх бөөмсийг нэг объектоор дүрсэлж болно - мөр!

  Жишээ болгон дараах байдлаар харагдах хаалттай мөрийг авч үзье.

  Ийм мөр нь массгүйтэй тохирно гравитонспин 2 - таталцлын харилцан үйлчлэлийг дамжуулдаг бөөмс. Дашрамд хэлэхэд, энэ нь утсан онолын нэг онцлог шинж юм - энэ нь байгалийн болон зайлшгүй чухал харилцан үйлчлэлийн нэг болох таталцлыг багтаадаг.

  Мөрүүд нь хуваагдал ба хайлуулах замаар харилцан үйлчилдэг. Жишээлбэл, хоёр хаалттай утсыг нэг хаалттай утас болгон устгах нь дараах байдалтай байна.

  
  

  Дэлхийн хуудасны гадаргуу нь гөлгөр гадаргуутай гэдгийг анхаарна уу. Энэ нь мөрийн онолын өөр нэг "сайн" шинж чанарыг илэрхийлдэг - энэ нь цэгийн бөөмс бүхий квант талбайн онолд хамаарах олон тооны ялгаа байхгүй. Үүнтэй ижил үйл явцын Фейнманы диаграм

  

  харилцан үйлчлэлийн цэг дээр топологийн онцгой байдлыг агуулна.

  Хэрэв бид хоёр энгийн хэлхээний харилцан үйлчлэлийг хооронд нь "наавал" хоёр хаалттай хэлхээ нь нэгдлээр дамжин завсрын хаалттай мөр болж, дараа нь дахин хоёр хуваагддаг процессыг олж авна.
  

  Харилцааны үйл явцад оруулсан энэхүү томоохон хувь нэмэр гэж нэрлэгддэг модлог хандлага. Процессын квант механик далайцыг тооцоолохын тулд цочролын онол, дээд эрэмбийн квант процессуудын хувь нэмрийг нэмнэ. Цочролын онол өгдөг сайн үр дүн, учир нь бид илүү өндөр захиалга ашиглах тусам хувь нэмэр улам бүр багасдаг. Хэдийгээр та эхний хэдэн диаграмыг тооцоолсон ч нэлээд үнэн зөв үр дүнд хүрч чадна. Утасны онолд илүү өндөр захиалга нь дэлхийн хуудаснууд дээрх олон тооны нүхтэй (эсвэл "бариул") тохирдог.
  
  

  Энэ аргын сайн тал нь цочролын онолын дараалал бүр нь зөвхөн нэг диаграмтай тохирч байгаа явдал юм (жишээлбэл, цэгийн бөөмс бүхий талбайн онолд диаграммын тоо илүү өндөр дарааллаар өсдөг). Муу мэдээ гэвэл ийм гадаргуутай ажиллахад ашигладаг математикийн аппаратын нарийн төвөгтэй байдлаас шалтгаалан хоёроос дээш нүхтэй диаграммыг үнэн зөв тооцоолох нь маш хэцүү байдаг. Цооролтын онол нь сул хосолсон процессуудыг судлахад маш их хэрэгтэй байдаг ба бөөмийн физик болон утсан онолын ихэнх нээлтүүд үүнээс гардаг. Гэсэн хэдий ч энэ бүхэн дуусаагүй хэвээр байна. Онолын хамгийн гүнзгий асуултуудын хариултыг зөвхөн энэ онолын үнэн зөв тайлбарласны дараа олж авах боломжтой.

  D-бран

  Мөрүүд нь бүрэн дурын хилийн нөхцөлтэй байж болно. Жишээлбэл, хаалттай мөр нь үе үе хилийн нөхцөлтэй байдаг (мөр нь "өөртөө хувирдаг"). Нээлттэй мөрүүд нь хоёр төрлийн хилийн нөхцөлтэй байж болно - нөхцөл Нейманболон нөхцөл Дирихлет. Эхний тохиолдолд утаснуудын төгсгөл нь ямар ч эрч хүчийг авалгүйгээр чөлөөтэй хөдөлж болно. Хоёрдахь тохиолдолд мөрний төгсгөл нь олон талт шугамын дагуу хөдөлж болно. Энэ сорт гэж нэрлэдэг D-бранэсвэл Dp-brane(хоёр дахь тэмдэглэгээг ашиглах үед "p" нь олон талт орон зайн хэмжээсийн тоог тодорхойлдог бүхэл тоо юм). Жишээ нь 2 хэмжээст D-brane эсвэл D2-brane дээр нэг буюу хоёр төгсгөлтэй хоёр утас байна:

  

  D-branes нь -1-ээс манай орон зайн орон зайн хэмжээсүүдийн тоо хүртэл хэд хэдэн орон зайн хэмжээтэй байж болно. Жишээлбэл, супер мөрний онолд 10 хэмжээс байдаг - 9 орон зайн ба нэг цаг хугацаа. Тиймээс супер стрингүүдэд байж болох дээд хэмжээ нь D9-brane юм. Энэ тохиолдолд утаснуудын төгсгөлүүд нь бүх орон зайг хамарсан олон талт дээр бэхлэгдсэн тул хаа сайгүй хөдөлж чаддаг тул үнэндээ Нейманы нөхцөл тавигдана гэдгийг анхаарна уу! p=-1 тохиолдолд бүх орон зайн болон цаг хугацааны координатууд тогтмол байх ба ийм тохиргоог гэнэ. инстантонөнгө аяс D-instanton. Хэрэв p=0 бол бүх орон зайн координатууд тогтмол байх ба мөрний төгсгөл нь огторгуйн нэг цэгт л байж болох тул D0-браныг ихэвчлэн нэрлэдэг. D хэсгүүд. Яг үүнтэй адил D1-branes-ийг D-strings гэж нэрлэдэг. Дашрамд хэлэхэд, "бран" гэдэг үг нь "мембран" гэсэн үгнээс гаралтай бөгөөд энэ нь 2 хэмжээст branes буюу 2-браныг хэлдэг.

  Бодит байдал дээр D-branes нь динамик бөгөөд хэлбэлзэж, хөдөлж чаддаг. Жишээлбэл, тэд таталцлын хүчээр харилцан үйлчилдэг. Доорх диаграмаас та нэг хаалттай утас (манай тохиолдолд гравитон) D2-брантай хэрхэн харьцаж байгааг харж болно. Харилцааны үед битүү утас нь D-бран дээр хоёр төгсгөлтэй нээгддэг нь онцгой анхаарал татаж байна.
  
  
  Тиймээс утсан онол бол зүгээр л утсан онолоос илүү зүйл юм!

  Нэмэлт хэмжээсүүд

  Супер мөр нь 10 хэмжээст орон зай-цагт байдаг бол бид 4 хэмжээст орон зайд амьдардаг. Хэрэв супер утаснууд манай Орчлон ертөнцийг дүрсэлдэг бол бид энэ хоёр орон зайг ямар нэгэн байдлаар холбох хэрэгтэй. Үүнийг хийхийн тулд 6 хэмжээсийг маш бага хэмжээгээр нураацгаая. Хэрэв авсаархан хэмжээсийн хэмжээ нь мөрний хэмжээтэй () зэрэгтэй байвал энэ хэмжээс нь жижиг тул бид үүнийг шууд харах боломжгүй болно. Эцэст нь бид (3+1) хэмжээст орон зайгаа авах болно, үүнд манай 4 хэмжээст орчлон ертөнцийн цэг бүр 6 хэмжээст жижиг орон зайтай тохирч байна. Үүнийг доорх зурагт маш бүдүүвчээр харуулав.

  

  Энэ нь үнэндээ 1920-иод онд Калуза, Клейн нарын бүтээлээс үүдэлтэй нэлээд эртний санаа юм. Энэ тохиолдолд дээр дурдсан механизмыг дуудна Калуза-Кляйн онолөнгө аяс нягтруулах. Хэрэв бид 5 хэмжээст орон зай-цаг хугацаанд харьцангуйн онол авч, нэг хэмжигдэхүүнийг тойрог болгон нугалахад харьцангуйн дээр цахилгаан соронзонтой 4 хэмжээст орон зай цаг хугацаа гарч ирдгийг Калузагийн ажил өөрөө харуулж байна! Энэ нь цахилгаан соронзон шинж чанартай учраас тохиолддог U(1) хэмжүүрийн онол. U(1) нь хавтгайн нэг цэгийг тойрон эргэх бүлэг юм. Kaluza-Klein механизм нь энгийн зүйлийг өгдөг геометрийн тайлбарЭнэ тойрог нь маш атираат тав дахь хэмжээс юм. Хэдийгээр атираат хэмжилтүүд нь шууд илрүүлэхэд бага боловч тэдгээр нь гүн гүнзгий физик утгатай байж болно. [Хэвлэлд санамсаргүй байдлаар цацагдсан Калуза, Клейн нарын бүтээл тав дахь хэмжээсийн талаар олон таамаг дэвшүүлсэн.]

  Үнэхээр нэмэлт хэмжээс байгаа эсэхийг бид хэрхэн олж мэдэх вэ, хэрэв бидэнд хангалттай өндөр энерги бүхий хурдасгуур байгаа бол бид тэдгээрийг хэрхэн "мэдрэх" вэ? Квантын механикаас хэрэв орон зай нь үе үе байвал импульс нь квант болдог: харин орон зай хязгааргүй бол импульсийн утгуудын спектр тасралтгүй байдаг гэдгийг мэддэг. Хэрэв та нягтруулах радиусыг (нэмэлт хэмжээсийн хэмжээ) бууруулбал зөвшөөрөгдөх импульсийн хүрээ нэмэгдэх болно. Энэ бол импульсийн цамхаг болох Калуза Клейн цамхагийг олж авах явдал юм.

  

  Хэрэв тойргийн радиусыг маш том гэж үзвэл (бид хэмжилтийг "заадаг") импульсийн боломжит утгуудын хүрээ нэлээд нарийхан байх боловч "бараг тасралтгүй" байх болно. Ийм спектр нь нягтралгүйгээр дэлхийн массын спектртэй төстэй байх болно. Жишээлбэл, массгүй илүүцөөн тооны хэмжээст мужуудын хэмжээсүүд нь дээр дурдсан мужуудын цамхагтай яг адилхан харагдах болно. Дараа нь бие биенээсээ ижил зайтай масстай бөөмсийн "багц" -ыг ажиглах хэрэгтэй. Үнэн бол хамгийн том бөөмсийг "харахын тулд" одоогийн байгаа хурдасгагчаас хамаагүй илүү хурдасгуур хэрэгтэй.

  Утаснууд нь өөр нэг гайхалтай шинж чанартай байдаг - тэд нягтруулсан хэмжээсийг тойрон "салхилах" чадвартай бөгөөд энэ нь гадаад төрх байдалд хүргэдэг. тохиролцох боломжтой загваруудмасс спектрт. Хаалттай мөр нь нягтруулсан хэмжээсийг бүхэл тоогоор олон удаа ороож болно. Kaluza-Klein тохиолдолд адил, Тэд зэрэг эрч хувь нэмэр оруулах . Чухал ялгаа нь нягтаршлын радиустай өөр өөр холболттой байдаг. Энэ тохиолдолд жижиг хэмжээтэй нэмэлт хэмжээсүүдийн хувьд урвуу горим нь маш хялбар болно!
  
  

  Одоо бид 4 хэмжээст орон зай руугаа шилжих хэрэгтэй. Үүнийг хийхийн тулд 6 хэмжээст авсаархан олон талт дээр 10 хэмжээст супер мөрний онол хэрэгтэй. Мэдээжийн хэрэг, дээр дурдсан зураг илүү төвөгтэй болж байна. Хамгийн хялбар арга бол эдгээр бүх 6 хэмжээсийг 6 тойрог гэж үзэх бөгөөд тэдгээр нь бүгд 6 хэмжээст торусыг төлөөлдөг. Түүнээс гадна ийм схем нь хэт тэгш хэмийг хадгалах боломжийг олгодог. Манай 4 хэмжээст орон зайд 1 ТеВ-ийн эрчим хүчний хэмжүүр дээр зарим нэг супер тэгш хэм байдаг гэж үздэг (энэ эрчим хүчний хувьд сүүлийн үед орчин үеийн хурдасгууруудад супер тэгш хэмийг эрэлхийлэх болсон). 4 хэмжээст N=1 гэсэн хамгийн бага хэт тэгш хэмийг хадгалахын тулд тусгай 6 хэмжээст олон талт дээр нягтруулах шаардлагатай. Калаби-Яу олон талт.

  Калаби-Йо олон талт шинж чанарууд нь бидний ажиглаж буй бөөмс, тэдгээрийн масс, квант тоо, бөөмсийн үеийн тоо зэрэг бага энергитэй физикт чухал ач холбогдолтой байж болно. Энд байгаа асуудал бол ерөнхийдөө маш олон тооны Калаби-Ёо сортууд байдаг бөгөөд бид алийг нь ашиглахаа мэдэхгүй байна. Энэ нь үнэндээ нэг 10 хэмжээст мөрний онолтой бол бид 4 хэмжээст онол нь цорын ганц боломжит онол биш, ядаж бидний (бүрэн бус) ойлголтын түвшинд хүрдэг гэсэн утга юм. "Чавхдастай хүмүүс" (мөрний онолын чиглэлээр ажилладаг эрдэмтэд) бүрэн цочроохгүй утсан онолоор (дээр бага зэрэг тайлбарласан цочролд тулгуурлаагүй онол) бид үүнийг хэрхэн яаж тайлбарлаж чадна гэж найдаж байна. Орчлон ертөнц Их тэсрэлтийн дараахан гарсан өндөр энергийн үед үүссэн 10 хэмжээст физикээс одоо бидний үзэж байгаа 4 хэмжээст физикт шилжсэн. [Өөрөөр хэлбэл, бид өвөрмөц Калаби-Йо олон талт олныг олох болно.] Эндрю Стромингер Калаби-Йо олон талт нь хоорондоо тасралтгүй холбоотой байж болохыг харуулсан. конус хэлбэрийн хувиргалтулмаар онолын параметрүүдийг өөрчилснөөр өөр өөр Калаби-Ёо олон талтуудын хооронд шилжиж болно. Гэхдээ энэ нь өөр өөр Калаби-Йо олон талт байдлаас үүссэн өөр өөр 4 хэмжээст онолууд нь нэг онолын өөр өөр үе шатууд байж болохыг харуулж байна.

  Хоёрдмол байдал

  Дээр тайлбарласан таван супер мөрний онол нь сул холбоотой цочролын онолын (дээр боловсруулсан цочролын онол) үзэл бодлоос тэс өөр болж хувирав. Гэвч үнэн хэрэгтээ сүүлийн хэдэн жил тодорхой болсон тул тэд бүгд янз бүрийн утсан хос шинж чанартай холбоотой байдаг. Онол гэж нэрлэе давхархэрэв тэд тайлбарлавал ижил физик.

  Бидний энд хэлэлцэх эхний хоёрдмол байдлын төрөл бол T-хоёрдмол байдал. Энэ төрлийн хоёрдмол байдал нь радиусын тойрог дээр нягтаршсан онолыг радиусын тойрог дээр нягтруулсан онолтой холбодог. Тиймээс, хэрэв нэг онолд орон зайг жижиг радиустай тойрог болгон нугалах юм бол нөгөөд нь том радиустай тойрог болгон нугалах боловч хоёулаа ижил физикийг дүрслэх болно! IIA төрөл ба IIB төрлийн супер мөрний онолууд нь T-хоёрдмол байдлаар, SO(32) ба E8 x E8 гетеротик онолууд мөн түүгээр холбогддог.

  Бидний авч үзэх өөр нэг хоёрдмол байдал юм S-хоёрдмол байдал. Энгийнээр хэлбэл, энэ хоёрдмол байдал нь нэг онолын хүчтэй холболтын хязгаарыг хязгаартай холбодог сул холболтөөр онол. (Хоёр онолын сул хосолсон тайлбар нь маш өөр байж болохыг анхаарна уу.) Жишээлбэл, SO(32) Гетеротик мөрийн онол болон I төрлийн онол нь 10 хэмжээст S-хос юм. Энэ нь хүчтэй холболтын хязгаар SO(32) үед гетерот онол нь сул холболтын хязгаарт I төрлийн онол болж, эсрэгээр гэсэн үг юм. Та зураг тус бүрийн гэрлийн төлөвийн спектрийг харьцуулж, тэдгээр нь хоорондоо нийцэж байгааг олж мэдсэнээр хүчтэй ба сул хязгаарын хоёрдмол байдлын нотолгоог олж болно. Жишээлбэл, I төрлийн утаснуудын онолд сул нийлсэн үед хүнд, хүчтэй холбосон үед хөнгөн байдаг D утас байдаг. Энэ D-мөр нь SO(32) Гетеротик мөрийн ертөнцийн хуудастай ижил гэрлийн талбаруудыг агуулж байгаа тул I төрлийн онолыг маш хүчтэй холбосон үед D-мөр нь маш хөнгөн болж, тайлбар нь ижил болохыг харах болно. түүнчлэн сул холбогдсон гетеротик утсаар дамжуулан. 10-р хэмжигдэхүүн дэх өөр нэг S-хоёрдмол байдал нь IIB утсуудын өөрөө хос чанар юм: IIB хэлхээний хүчтэй холбогдсон хязгаар нь зүгээр л өөр IIB онол боловч сул холбоотой. IIB онол нь мөн D мөртэй (хэдийгээр энэ нь I төрлийн онолын D мөрүүдээс илүү хэт тэгш хэмтэй, тиймээс физик нь өөр байдаг) хүчтэй хосолсон үед гэрэл болдог, гэхдээ энэ D мөр нь бас бусад үндсэн мөр юм. онолын ii төрөл IIB.

  

  Янз бүрийн утсан онолуудын хоёрдмол байдал нь тэдгээр нь бүгд нэг онолын өөр өөр хязгаар гэдгийг нотолж байна. Хязгаарлалт бүр өөрийн гэсэн хэрэглэх боломжтой бөгөөд өөр өөр тодорхойлолтуудын өөр өөр хязгаарууд давхцдаг. Энэ юу вэ М-онолзурагт үзүүлсэн үү? Үргэлжлүүлэн уншина уу!

  М-онол

  Бага энергитэй үед М-онолыг онолоор тайлбарладаг 11 хэмжээст хэт таталцал. Энэ онол нь мембран, таван brane-тэй солитон мэт боловч утасгүй. Бид аль хэдийн дуртай утсыг эндээс яаж авах вэ? Жижиг радиустай тойрог дээр 11 хэмжээст М-онолыг нягтруулж 10 хэмжээст онолыг гаргаж авах боломжтой. Хэрэв бидний мембран нь торус топологитой байсан бол эдгээр тойргийн аль нэгийг нугалахад бид хаалттай утас авах болно! Радиус нь маш бага байгаа хязгаарт бид IIA төрлийн супер мөрийг авдаг.

  

  Гэхдээ тойрог дээрх М-онол нь IIB эсвэл гетеротик супер мөр биш, IIA төрлийн супер стринг үүсгэдэг гэдгийг бид яаж мэдэх вэ? Энэ асуултын хариултыг тойрог дээрх 11 хэмжээст хэт таталцлыг нягтруулсны үр дүнд олж авсан массгүй талбайнуудад нарийн дүн шинжилгээ хийсний дараа олж авах боломжтой. Өөр нэг энгийн тест нь M-онол D-brane нь IIA онолын хувьд өвөрмөц болохыг олж мэдэх болно. IIA онол D0, D2, D4, D6, D8-branes болон NS таван brane агуулсан санаж байна. Дараах хүснэгтэд дээр дурдсан зүйлийг нэгтгэн харуулав.
  

  Энд D6 ба D8-браныг орхигдуулсан. D6-brane нь тойрог дээр нягтруулсан үед 11 хэмжээст хэт таталцлын тусгай шийдэл болох "Kalutza-Klein monopole" гэж ойлгож болно. D8-brane нь М онолын хувьд тодорхой тайлбаргүй бөгөөд энэ нь нээлттэй асуулт хэвээр байна.

  Тогтвортой 10 хэмжээст онолыг олж авах өөр нэг арга бол М-онолыг жижиг сегмент болгон нягтруулах явдал юм. Энэ нь бид нэг хэмжээсийг (11 дэх) хязгаарлагдмал урттай гэж үздэг гэсэн үг юм. Энэ тохиолдолд сегментийн төгсгөлүүд нь 9 орон зайн хэмжээсийн хил хязгаарыг тодорхойлно. Эдгээр хил дээр нээлттэй мембраныг барьж болно. Мембраны хилтэй огтлолцох хэсэг нь утас тул (9+1) хэмжээст "дэлхийн хэмжээ" нь мембранаас "наалдсан" мөрүүдийг агуулж болохыг харж болно. Энэ бүхний дараа гажиг үүсэхээс зайлсхийхийн тулд хил тус бүр нь E8 хэмжигч бүлэгтэй байх шаардлагатай. Тиймээс, хэрэв бид хилийн хоорондох зайг маш бага болговол бид мөр бүхий 10 хэмжээст онол ба E8 x E8 хэмжигч бүлэгтэй болно. Энэ бол E8 x E8 гетеротик мөр юм!

  

  Тиймээс, утсан онолуудын өөр өөр нөхцөл байдал, өөр өөр хоёрдмол байдлыг авч үзвэл энэ бүхний үндэс нь нэг онол байдаг гэсэн дүгнэлтэд хүрнэ. М-онол. Түүнээс гадна таван супер мөрний онол ба 11 хэмжээст хэт таталцал нь түүний сонгодог хязгаар юм. Эхэндээ бид цочроох онол (хөгжлийн онол) ашиглан сонгодог хязгаарыг "өргөжүүлэх" замаар холбогдох квант онолыг олж авахыг оролдсон. Гэсэн хэдий ч цочромтгой онол нь хэрэглэх боломжийн хязгаартай байдаг тул эдгээр онолуудын цочроох бус талыг судлах замаар хоёрдмол байдал, хэт тэгш хэм гэх мэтийг ашиглана. Тэд бүгд нэг квант онолоор нэгдсэн гэсэн дүгнэлтэд хүрсэн. Энэ өвөрмөц байдал нь маш сонирхолтой тул бүрэн квант М-онолыг бүтээх ажил хийгдэж байна. бүрэн дүүрэн ажиллаж байна.
  
  

  Хар нүхнүүд

  Таталцлын сонгодог тодорхойлолт - Харьцангуйн ерөнхий онол (GTR) нь "хар нүх" (BH) гэж нэрлэгддэг шийдлүүдийг агуулдаг. Цөөн хэдэн төрлийн хар нүх байдаг ч тэдгээр нь бүгд ижил төстэй ерөнхий шинж чанартай байдаг. Үйл явдлын давхрага гэдэг нь хар нүхний доторх бүсийг гаднах бүсээс тусгаарладаг орон зай-цаг хугацааны гадаргуу юм. Таталцлын таталцалХар нүх маш том тул тэнгэрийн хаяанд нэвтэрсэн гэрэл байтугай юу ч зугтаж чадахгүй. Тиймээс сонгодог хар нүхийг зөвхөн масс, цэнэг, өнцгийн импульс гэх мэт параметрүүдийг ашиглан тодорхойлж болно.

  (Пенроуз диаграмын тайлбар a)

  Хар нүхнүүд нь чавхдаст онолыг судлахад тохиромжтой лаборатори юм, учир нь нилээд том хар нүхэнд ч квантын таталцлын нөлөө чухал байдаг. Хар нүхнүүд үнэхээр "хар" биш, учир нь тэд цацруулдаг! Хагас сонгодог аргументуудыг ашиглан Стивен Хокинг хар нүхнүүд тэнгэрийн хаяагаас дулааны цацраг ялгаруулдаг болохыг харуулсан. Утасны онол нь бусад зүйлсээс гадна квант таталцлын онол учраас хар нүхийг тууштай дүрсэлж чаддаг. Дараа нь утаснуудын хөдөлгөөний тэгшитгэлийг хангадаг хар нүхнүүд байдаг. Эдгээр тэгшитгэлүүд нь Харьцангуй ерөнхий онолын тэгшитгэлүүдтэй төстэй боловч тэдгээрт мөрүүдээс гарч ирсэн нэмэлт талбарууд байдаг. Superstring онолд хар нүх гэх мэт тусгай шийдлүүд байдаг бөгөөд тэдгээр нь өөрөө хэт тэгш хэмтэй байдаг.

  Утасны онолын хамгийн гайхалтай үр дүнгийн нэг нь томъёоны гарал үүсэлтэй байсан Бекенштейн-Хокингийн энтропиМикроскопийн утсыг авч үзсэний үр дүнд олж авсан хар нүх нь хар нүхийг үүсгэдэг төлөвийг илэрхийлдэг. Бекенштейн хар нүхнүүд "талбайн хууль"-д захирагддаг, dM = K dA, "A" нь тэнгэрийн хаяаны талбай, "K" нь пропорциональ тогтмол байдаг гэж тэмдэглэжээ. Учир нь нийт жинХар нүх бол түүний амрах энерги, тэгвэл нөхцөл байдал нь термодинамиктай маш төстэй: dE = T dS, Бекенштейн харуулсан. Хокинг хожим хагас сонгодог аргаар хар нүхний температур T = 4k, "k" нь "гадаргуугийн таталцал" гэж нэрлэгддэг тогтмол гэдгийг харуулсан. Иймд хар нүхний энтропи гэж дахин бичиж болно. Түүгээр ч зогсохгүй саяхан Стромингер, Вафа нар энэ энтропийн томьёог утсан онолын зарим супер тэгш хэмтэй BH-д харгалзах утас ба D-брануудын квант төлөвийн доройтлыг ашиглан микроскопоор (1/4-ийн хүчин зүйл хүртэл) олж авч болохыг харуулсан. Дашрамд хэлэхэд, D-branes нь сул холбосон мэт жижиг зайд тайлбар өгдөг. Жишээлбэл, Стромингер, Вафа нарын авч үзсэн хар нүхнүүдийг 1-бран дээр "амьдарч" байгаа 5-хэмжээ, 1-бран, задгай утсаар дүрсэлсэн бөгөөд бүгдийг нь 5 хэмжээст торус болгон нугалж, 1 хэмжээст объектыг үр дүнтэй гаргаж өгдөг. - хар нүх.

  

  Энэ тохиолдолд Хокингийн цацрагийг ижил бүтцийн хүрээнд дүрсэлж болох боловч хэрэв нээлттэй утаснууд хоёр чиглэлд "аялах" боломжтой. Нээлттэй утаснууд хоорондоо харилцан үйлчилж, битүү утас хэлбэрээр цацраг туяа ялгардаг.

  

  Нарийвчилсан тооцоолол нь ижил төрлийн хар нүхнүүдийн хувьд мөрний онол нь хагас сонгодог супер таталцлынхтай ижил таамаглал дэвшүүлдэг бөгөөд үүнд "саарал параметр" гэж нэрлэгддэг давтамжаас хамааралтай залруулга орно. саарал биеийн хүчин зүйл).

  Дэлхий дээр квант таталцлыг илрүүлсэн үү?
  

  << Вчера

  Маргааш >>

  
  Тайлбар:Хүндийн хүчний тусдаа хэсгүүд байдаг уу? Квант механик гэгддэг онол нь орчлон ертөнцийг бага зайд захирдаг хуулиудыг тайлбарладаг бол Эйнштейний Харьцангуйн ерөнхий онол нь таталцлын мөн чанар болон орчлон ертөнцийг том масштабаар тайлбарладаг. Өнөөг хүртэл тэднийг нэгтгэх онол бий болоогүй байна. Францад саяхан хийсэн судалгаагаар таталцал бол квант орон гэдгийг харуулсан байж магадгүй. гэж мэдэгдсэн Дэлхийн таталцлын талбарквант шинж чанараа харуулсан. Валерий Незвижевский болон түүний хамтран ажиллагсдын хийсэн туршилтаар таталцлын талбарт хөдөлж буй хэт хүйтэн нейтроныг зөвхөн салангид өндөрт илрүүлдэг болохыг харуулсан. Дэлхий даяар эрдэмтэд эдгээр үр дүнг бие даан батлахыг хүлээж байна. Зураг нь нэг хэмжээст утсыг хувиргах явцад үүсч болох гадаргууг хуурамч өнгөөр ​​харуулж байна. Олон физикчид энгийн бөөмсийг жижиг утас гэж тайлбарласнаар таталцлын жинхэнэ квант онолыг боловсруулахаар ажиллаж байна.

  (Редакторын тэмдэглэл: Франц, Оросын физикчдийн туршилтыг энэ тэмдэглэлд нийтэлсэн болноБайгаль 415 , 297 (2002) ямар ч хамаагүй квант таталцал. Тэдний тайлбар(туршилтын зохиогчдын өгсөн бөгөөд New Scientist сэтгүүл болон Physicsweb.org вэбсайтад өгсөн) огт өөр.

  Туршилтчид супер мөрний онолоор таамагласан шинэ хүчийг эрэлхийлдэг

  Боулдер дахь Колорадогийн их сургуулийн судлаачид хүний ​​үсний зузаанаас хоёр дахин их зайд тусгаарлагдсан массын хоорондын таталцлын харилцан үйлчлэлийг хэмжих хамгийн мэдрэмтгий туршилтыг хийж чадсан ч урьдчилан таамагласан шинэ хүчний аль нэгийг ажиглаагүй байна. .

  Хүлээн авсан үр дүн нь "нурсан" хэмжилтээс шинэ хүчний нөлөөллийн харгалзах параметр нь 0.1-ээс 0.01 мм-ийн хооронд байгаа супер мөрний онолын зарим хувилбаруудыг хасах боломжийг олгож байна.

  Удаан хүлээгдэж буй агуу нэгдлийн хамгийн ирээдүйтэй арга гэж тооцогддог чавхдаст онол нь бүх мэдэгдэж буй хүч ба материйн талаархи цорын ганц тайлбар бөгөөд орчлон ертөнц дээрх бүх зүйл чичиргээт утаснуудын жижиг гогцооноос бүрддэг гэж үздэг. Супер мөрний онолын янз бүрийн хувилбаруудын дагуу, бидэнд хүртээмжтэй гурваас гадна дор хаяж зургаа, долоон нэмэлт орон зайн хэмжээс байх ёстой бөгөөд онолчид эдгээр нэмэлт хэмжээсүүд нь жижиг орон зайд задран унадаг гэж онолчид үздэг. Энэхүү "нягтрал" нь орон зайн цаг хугацааны цэг бүрт нугалж буй хэмжээсийн хэмжээ, хэлбэрийг тодорхойлдог модулийн талбаруудыг үүсгэдэг.

  Модулийн бүсүүд нь хүч чадлын хувьд ердийн таталцлын хүчтэй дүйцэхүйц хүчийг үзүүлдэг бөгөөд сүүлийн үеийн таамаглалаар тэдгээрийг 0.1 мм-ээс бага зайд илрүүлж болно. Өмнөх туршилтуудад хүрсэн мэдрэмжийн хязгаар нь ердөө 0.2 мм-ээр тусгаарлагдсан хоёр массын хоорондох таталцлын хүчийг шалгах боломжтой болсон тул асуулт нээлттэй хэвээр байв. Гэсэн хэдий ч одоо нээлттэй хэвээр байна.

  "Хэрэв эдгээр хүчнүүд үнэхээр байдаг бол тэд бидний туршсанаас богино зайд өөрсдийгөө харуулах ёстой гэдгийг бид одоо мэдэж байна" гэж Колорадогийн их сургуулийн профессор Жон Прайс тайлбарлав онол ii. Та үр нөлөөг богино зайд, өндөр мэдрэмжтэй тохиргоог ашиглах хэрэгтэй гэдгийг санах хэрэгтэй." Үүнээс гадна судлаачид үүнийг баталж байна ижил төстэй туршилтуудӨөрсдөө бөгөөд супер мөрний онолыг батлах эсвэл үгүйсгэх зорилгогүй. "Бидний туршиж буй санаанууд бол хэдхэн санаа юм боломжит хувилбарууд, онолын тухай нарийн таамаглалаас илүү утсаар өдөөгдсөн гэж Жон Прайс Space.com сайтад өгсөн ярилцлагадаа хэлэв. "Утасны онолд ийм нарийн таамаглал дэвшүүлэх ямар ч арга байхгүй, гэхдээ бага зайд хийсэн туршилтууд үүнийг хийх боломжтой эсэхийг хэн ч мэдэхгүй гэж би хэлмээр байна." "Физикийн хөнжилтэй холбоотой засварууд" гэх мэт "шинэ бөгөөд "маш суурь" зүйл нээгдэж магадгүй тул энэ төрлийн судалгааг үргэлжлүүлэх нь маш чухал юм."

  Колорадогийн их сургуулийн судлаачдын өндөр давтамжийн резонатор гэж нэрлэгддэг туршилтын төхөөрөмж нь хоёр нимгэн вольфрамын хавтангаас (20 мм урт, 0.3 мм зузаан) бүрдсэн байв. Эдгээр хавтангийн нэгийг 1000 Гц давтамжтайгаар чичиргээ хийхээр хийсэн. Эхний хавтангийн нөлөөгөөр үүссэн хоёр дахь хавтангийн хөдөлгөөнийг маш мэдрэмтгий электроникоор хэмжсэн. тухай юмфемтоньютон (10-15 н) буюу элсний ширхэгийн жингийн саяны нэг орчимд хэмжигдэх хүчний тухай. Ийм богино зайд үйлчилдэг таталцлын хүч нь Ньютоны алдартай хуулиар тодорхойлогдсон нэлээд уламжлалт шинж чанартай болсон.

  Профессор Прайс илүү богино зайд хүчийг хэмжих туршилтыг үргэлжлүүлнэ гэж найдаж байна. Дараагийн алхамыг хийхийн тулд Колорадогийн туршилтчид цахилгаан соронзон хүчийг хааж байсан гянтболдын туузны хоорондох алтаар бүрсэн индранил бамбайг авч, түүнийг нимгэн зэс-бериллий тугалган цаасаар сольж, массыг ойртуулах боломжийг олгосон. Тэд бас хөргөхөөр төлөвлөж байна туршилтын тохиргоодулааны хэлбэлзлээс үүсэх хөндлөнгийн оролцоог багасгах.

  Супер утаснуудын онолын хувь тавилангаас үл хамааран бараг зуун жилийн өмнө гарч ирсэн нэмэлт хэмжээсийн санаанууд (тэр үед олон физикчид шоолж байсан) ердийн физик загваруудын хямралын улмаас ер бусын түгээмэл болж байгаа бөгөөд үүнийг тайлбарлаж чадахгүй байна. шинэ ажиглалтууд. Хамгийн тод баримтуудын нэг бол Орчлон ертөнцийн хурдацтай тэлэлт бөгөөд энэ нь олон баталгаатай байдаг. Одоохондоо харанхуй энерги гэж нэрлэгддэг нууцлаг шинэ хүч бидний орон зайг хооронд нь түлхэж, ямар нэгэн төрлийн таталцлын эсрэг ажиллаж байна. Үүний цаана ямар физикийн үзэгдэл байгааг хэн ч мэдэхгүй. Сансар судлаачдын мэддэг зүйл бол таталцлын хүч галактикуудыг "орон нутгийн" түвшинд нэгтгэдэг ч нууцлаг хүчнүүд тэднийг хооронд нь холдуулдаг. О илүү өргөн хүрээнд.

  Харанхуй энергийг бидний харж байгаа болон биднээс нуугдаж байгаа хэмжээсүүдийн харилцан үйлчлэлээр тайлбарлаж болно гэж зарим онолчид үздэг. Энэ сарын эхээр Денверт болсон AAAS (Америкийн Шинжлэх Ухааны Дэвшлийн Нийгэмлэг)-ийн жил тутмын хурал дээр шилдэг сансар судлаачид, физикчид энэ талаар болгоомжтой өөдрөг үзэлтэй байгаагаа илэрхийлэв.

  Чикагогийн их сургуулийн туслах профессор, физикч Шон Кэрролл "Энэхүү шинэ арга нь бүх асуудлыг нэг дор шийднэ гэсэн найдвар бий" гэж хэлжээ.

  Эдгээр бүх асуудлууд нь таталцлын эргэн тойронд зайлшгүй бөөгнөрөх нь гарцаагүй бөгөөд түүний хүчийг гурван зуун гаруй жилийн өмнө Ньютон тооцоолсон байдаг. Таталцал нь математикийн үндсэн хүчнүүдийн эхнийх нь байсан боловч одоог хүртэл хамгийн сайн ойлгогдоогүй хэвээр байна. Өнгөрсөн зууны 20-иод онд бүтээгдсэн квант механик нь атомын түвшний объектуудын үйл ажиллагааг сайн дүрсэлсэн боловч таталцлын хүчинд тийм ч "нөхөрсөг" биш юм. Баримт нь хэдийгээр таталцал нь хол зайд үйлчилдэг ч бусад гурван үндсэн хүчтэй (бичил ертөнцийг давамгайлж буй цахилгаан соронзон, хүчтэй, сул харилцан үйлчлэл) -тэй харьцуулахад маш сул хэвээр байна. Квантын түвшинд таталцлыг ойлгох нь квант механикийг бусад хүчний бүрэн тайлбартай холбох болно.

  Ялангуяа эрдэмтэд Ньютоны хууль (хүчний урвуу пропорциональ зайны квадрат) маш бага зайд, квант гэж нэрлэгддэг ертөнцөд хүчинтэй эсэхийг удаан хугацааны турш тодорхойлж чадаагүй юм. Ньютон нар гаригуудтай харилцан үйлчлэлцэх гэх мэт одон орны зайн онолоо боловсруулсан боловч одоо энэ нь бичил сансарт ч хүчинтэй болох нь тогтоогджээ.

  Чикагогийн их сургуулийн судлаач, Нэмэлт хэмжээст физикийн AAAS семинарын зохион байгуулагч Мария Спиропулу "Бөөмийн физик, таталцлын физик, сансар судлалд яг одоо болж буй үйл явдал нь квант механик нэгдэж эхэлснийг маш их санагдуулдаг." нэмэлт хэмжээсүүд).

  Анх удаа таталцлын хурдыг хэмжих боломжтой болсон

  

  Колумбын Миссуригийн их сургуульд ажилладаг Оросын физикч Сергей Копейкин, Виржиниа муж улсын Шарлоттсвилл дэх Үндэсний радио одон орон судлалын хүрээлэнгийн Америкийн Эдвард Фомалонт нар таталцлын хурдыг хүлээн зөвшөөрөгдөх нарийвчлалтайгаар анх удаа хэмжсэн гэж мэдэгджээ. Тэдний туршилт нь ихэнх физикчдийн үзэл бодлыг баталж байна: таталцлын хурд нь гэрлийн хурдтай тэнцүү юм. Энэ санаа нь орчин үеийн онолууд, тэр дундаа Эйнштейний харьцангуйн ерөнхий онолын үндэс суурь болж байгаа боловч одоогоор хэн ч энэ хэмжигдэхүүнийг туршилтаар шууд хэмжиж чадаагүй байна. Судалгааг мягмар гарагт Сиэтл хотод болсон Америкийн одон орон судлалын нийгэмлэгийн 201-р хурал дээр нийтэлжээ. Үр дүнг өмнө нь шинжлэх ухааны сэтгүүлд хэвлүүлэхээр оруулж байсан ч зарим мэргэжилтнүүд шүүмжилсэн. Копейкин өөрөө шүүмжлэлийг үндэслэлгүй гэж үзэж байна.

  Ньютоны таталцлын онолд таталцлын нөлөө хормын төдийд байдаг гэж үздэг ч Эйнштейн таталцлыг гэрлийн хурдаар хөдөлдөг гэж санал болгосон. Энэхүү постулат нь 1915 онд түүний Харьцангуйн онолын үндэс суурь болсон юм.

  Таталцлын хурд ба гэрлийн хурд хоёрын тэнцүү байх нь хэрэв нар нарны аймгийн төвөөс гэнэт алга болчихвол дэлхий тойрог замдаа ойролцоогоор 8.3 минут байх болно гэсэн үг юм. Нар дэлхий рүү. Энэ хэдэн минутын дараа Дэлхий чөлөөлөгдлөө нарны таталцал, тойрог замаасаа гарч, шулуун шугамаар сансарт ниснэ.

  Та "таталцлын хурд"-ыг хэрхэн хэмжих вэ? Энэ асуудлыг шийдэх нэг арга бол таталцлын долгионыг илрүүлэх оролдлого юм - орон зай-цаг хугацааны үргэлжлэл дэх аливаа хурдатгалын массаас ялгарах жижиг "долгионууд". Таталцлын долгионыг барих янз бүрийн суурилуулалтыг аль хэдийн олноор нь барьсан боловч тэдгээрийн аль нь ч онцгой сул байдлаасаа болж ийм нөлөөг бүртгэж чадаагүй байна.

  Копейкин өөр замаар явсан. Хөдөлгөөнт биетийн таталцлын талбайг масс, хурд, таталцлын хурдаар илэрхийлэхийн тулд харьцангуйн ерөнхий онолын тэгшитгэлийг дахин бичсэн. Бархасбадь гарагийг асар том биет болгон ашиглахаар шийдсэн. 2002 оны 9-р сард Бархасбадь квазарын (ийм үйл явдал ойролцоогоор 10 жилд нэг удаа тохиолддог) радио долгионыг эрчимтэй цацруулдаг (ойролцоогоор 10 жилд нэг удаа тохиолддог)-ийн урдуур өнгөрөхөд нэлээд ховор боломж тохиосон. Копейкин, Фомалонт нар өөр өөр хэсгүүдэд хэдэн арван радио дурангаар хийсэн ажиглалтын үр дүнг нэгтгэв. бөмбөрцөг, Хавайгаас Герман хүртэл (Үндэсний Радио Одон орон судлалын ажиглагчийн 25 метрийн радио дуран болон Эффельсберг дэх 100 метрийн Германы багажийг хоёуланг нь ашиглан) Бархасбадийн энэ эх үүсвэрийн радио долгионы гулзайлтын улмаас квазарын байрлал дахь минутын харагдахуйц өөрчлөлтийг хэмжих. таталцлын талбар. Бархасбадь гаригийн таталцлын талбайн радио долгион дамжихад үзүүлэх нөлөөллийн мөн чанарыг судалж, түүний масс, хөдөлгөөний хурдыг мэдсэнээр таталцлын хурдыг тооцоолох боломжтой.

  Дэлхий дээр суурилсан радио дурангуудын хамтарсан ажил нь Хаббл сансрын дурангаас 100 дахин илүү нарийвчлалтай болох боломжийг олгосон. Туршилтаар хэмжсэн шилжилт нь маш бага байсан - квазарын байрлал дахь өөрчлөлт (хэмжсэн) өнцгийн зайба лавлагаа квазарын хооронд) нь нуман секундын 50 саяны дотор байсан. Ийм хэмжигдэхүүнтэй тэнцэхүйц хэмжээ нь саран дээрх мөнгөн долларын хэмжээ эсвэл 250 милийн зайнаас хүний ​​үсний зузаан байж болно гэж одон орон судлаачид хэлж байна (Барууны эх сурвалжууд орос хэлний утгыг анхаарч үзэхийг бодоогүй бололтой. Судалгааны зохиогчдын нэгний овог нэр, эс тэгвээс тэд хэмжээг доллар, манай мөнгөний нэгжтэй харьцуулахгүй байх байсан ...).

  Үр дүн нь: таталцлын хүчийг гэрлийн 0.95 хурдаар дамжуулдаг, туршилтын боломжит алдаа нь нэмэх эсвэл хасах 0.25 байна. "Бид одоо таталцлын хурд нь гэрлийн хурдтай тэнцүү гэдгийг мэдэж байна" гэж Фомалонт хэлэв.

  Калифорнийн их сургуулийн физикийн профессор Стивен Карлип энэ туршилтыг Эйнштейний зарчмын "сайн нотолгоо" гэж хэлжээ. Туршилтын өмнө нарны гэрлийн хазайлтыг хэмжсэн боловч эдгээр нь хамаагүй бага нарийвчлалтай байсан гэж тэр хэлэв. Түүнчлэн ойрын ирээдүйд таталцлын хурдны шинэ хэмжилтүүд энэ утгыг тодруулах шаардлагатай болно. Сүүлийн саруудад хэд хэдэн таталцлын долгионы интерферометрийг ашиглалтад оруулсан бөгөөд тэдгээрийн нэг нь таталцлын долгионыг шууд илрүүлж, улмаар хурдыг хэмжих ёстой бөгөөд энэ нь манай ертөнцийн чухал суурь тогтмол юм.

  Гэсэн хэдий ч туршилт нь өөрөө Эйнштейний таталцлын онолын хоёрдмол утгагүй баталгаа биш гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Үүнтэй ижил амжилтыг одоо байгаа өөр онолуудын баталгаа гэж үзэж болно. Жишээлбэл, арав орчим жилийн өмнө олон нийтэд мэдэгдэж байсан академич Логуновын харьцангуйн таталцлын онол (RTG) энэ талаар ерөнхий харьцангуйн онолоос салдаггүй. RTG-д мөн таталцлын долгион байдаг боловч мэдэгдэж байгаачлан хар нүх байдаггүй. Ньютоны таталцлын онолын өөр нэг "няцаалт" нь тийм ч чухал биш юм. Гэсэн хэдий ч үр дүн нь орчин үеийн онолын зарим хувилбарыг "хаах", бусдыг дэмжих үүднээс чухал ач холбогдолтой - энэ нь олон ертөнцийн сансар судлалын онолууд болон утсан онол эсвэл супер мөр гэж нэрлэгддэг онолуудтай холбоотой боловч зурахад эрт байна. эцсийн дүгнэлтийг судлаачид хэлж байна. Хамгийн сүүлийн үеийн нэгдмэл М-онол буюу супер утаснуудын онолын хөгжилд "мөр"-ээс гадна олон хэмжээст шинэ объектууд гарч ирэв. Суперстрингийн онолууд нь мөн чанараараа таталцлыг багтаадаг, учир нь тэдгээрт үндэслэсэн тооцоолол нь 2-ийн эргэлттэй жингүй таамаглал бүхий гравитон оршин тогтнохыг урьдчилан таамаглаж байдаг. Орон зайн нэмэлт хэмжээсүүд байдаг, зөвхөн "нурсан" гэж үздэг. Мөн таталцлын хүч нь харьцангуйн ерөнхий онолын тэгшитгэлийг зөрчихгүйгээр гэрлийн хурдаас илүү хурдтай мэт санагдах эдгээр нэмэлт хэмжээсүүдээр дамжуулан "товчлол" хийж чадна.

  Хоёр харьцангуй физикч орчлон ертөнцийн талаарх үзэл бодлоо илэрхийлж байна.
  түүний хувьсал ба квант онолын үүрэг

  IN Шинжлэх ухааны америк хүнЭдгээр лекцүүдийг товчилсон үгээр нийтэлсэн бөгөөд текстийн харгалзах газруудыг эллипсээр тэмдэглэсэн болно

  Танилцуулга

  1994 онд Стивен Хокинг, Рожер Пенроуз нар харьцангуйн ерөнхий онолын тухай тус хүрээлэнд олон нийтэд цуврал лекц уншив. Математикийн шинжлэх ухаанКембрижийн их сургуулийн Исаак Ньютоны нэрэмжит. Манай сэтгүүл Принстоноос энэ жил нийтэлсэн эдгээр лекцүүдээс та бүхэндээ хүргэж байна Их сургуулийн хэвлэлЭнэ хоёр эрдэмтний үзэл бодлыг харьцуулах боломжийг олгодог "Орон зай ба цаг хугацааны мөн чанар". Тэд хоёулаа нэг физикийн сургуульд харьяалагддаг ч (Пенроузын Кембрижд Хокингийн докторын зэрэг хамгаалсан) орчлон ертөнцийн хувьсал дахь квант механикийн гүйцэтгэх үүргийн талаарх тэдний үзэл бодол нь бие биенээсээ тэс өөр юм. Ялангуяа Хокинг, Пенроуз нар хар нүхэнд хадгалагдаж буй мэдээлэлд юу тохиолдох, яагаад орчлон ертөнцийн эхлэл төгсгөлөөс өөр байдаг талаар өөр өөр бодолтой байдаг.

  Хокингийн 1973 онд хийсэн томоохон нээлтүүдийн нэг нь квант нөлөөллөөс болж хар нүхнүүд бөөмс ялгаруулж чадна гэсэн таамаглал байв. Энэ үйл явцын үр дүнд хар нүх ууршиж, эцэст нь анхны массаас юу ч үлдэхгүй байх магадлалтай. Гэвч үүсэх явцад хар нүхнүүд өөр өөр төрөл, шинж чанар, тохиргоотой олон тооны бөөмсийг шингээдэг. Хэдийгээр квант онол ийм мэдээллийг хадгалахыг шаарддаг ч дараа нь түүнд юу тохиолдох тухай нарийвчилсан мэдээлэл нь ширүүн маргааны сэдэв хэвээр байна. Хокинг, Пенроуз нар хар нүх ялгарахдаа түүнд агуулагдах мэдээллээ алддаг гэж үздэг. Гэвч Хокинг энэ алдагдлыг нөхөж баршгүй гэж үзэж байгаа бол Пенроуз хар нүх рүү мэдээллийг буцааж өгдөг квант төлөвийн аяндаа хэмжигдэхүүнээр тэнцвэрждэг гэж үздэг.

  Хоёр эрдэмтэн хоёулаа байгалийг дүрслэхийн тулд квант таталцлын ирээдүйн онол хэрэгтэй гэдэгтэй санал нэг байна. Гэвч энэ онолын зарим талаар тэдний үзэл бодол өөр байна. Пенроуз энгийн бөөмсийн үндсэн харилцан үйлчлэл нь цаг хугацааны эргэлтийн хувьд тэгш хэмтэй байсан ч квант таталцал ийм тэгш хэмийг эвдэх ёстой гэж үздэг. Дараа нь цаг хугацааны тэгш бус байдал нь орчлон ертөнц яагаад ийм жигд эхэлсэн (их тэсрэлтийн улмаас үүссэн бичил долгионы арын цацрагаар харуулсан) тайлбарлах болно, харин эцэст нь орчлон ертөнц нэг төрлийн бус байх ёстой.

  Пенроуз Вейлийн муруйлтын талаархи таамаглалдаа ижил төстэй тэгш бус байдлыг оруулахыг оролддог. Альберт Эйнштейний хэлснээр орон зай-цаг хугацаа нь матери байгаагаар муруйсан байдаг. Гэхдээ орон зай нь Вейлийн муруйлт гэж нэрлэгддэг төрөлхийн хэв гажилттай байж болно. Жишээлбэл, таталцлын долгион ба хар нүхнүүд нь хоосон бүс нутагт ч орон зайг нугалах боломжийг олгодог. Орчлон ертөнцийн эхэн үед Вейлийн муруйлт тэг байж магадгүй ч үхэж буй орчлонд Пенроузын үзэж байгаагаар олон тооны хар нүхнүүд Вейлийн муруйлт нэмэгдэхэд хүргэдэг. Энэ нь орчлон ертөнцийн эхлэл ба төгсгөлийн ялгаа байх болно.

  Хокинг их тэсрэлт ба эцсийн уналт ("Big crunch") өөр байх болно гэдэгтэй санал нийлдэг ч цаг хугацааны тэгш бус байдлыг байгалийн хууль гэж үздэггүй. Түүний бодлоор энэ ялгааны гол шалтгаан нь орчлон ертөнцийн хөгжлийг программчилсан зам юм. Тэрээр нэгэн төрлийн ардчилалыг дэвшүүлж, сансар огторгуйд ганц цэг байж болохгүй гэж тунхагласан; тиймээс орчлон ертөнц хил хязгаартай байж болохгүй. Чухамхүү энэ хязгааргүй санал нь богино долгионы арын цацрагийн нэгэн төрлийн байдлыг тайлбарлаж байна гэж Хокинг мэдэгджээ.

  Хоёр физикч квант механикийн тайлбарын талаар огт өөр үзэл бодолтой байдаг. Хокинг онолын цорын ганц зорилго бол туршилтын өгөгдөлтэй нийцсэн таамаглал гаргах явдал гэж үздэг. Бодит байдлыг тайлбарлахад таамаглалыг туршилттай энгийн харьцуулах нь хангалтгүй гэж Пенроуз үзэж байна. Долгионы функцүүдийн суперпозици шаарддаг квант онол нь утгагүй зүйлд хүргэж болзошгүй ойлголт гэдгийг тэрээр онцолжээ. Эдгээр эрдэмтэд ийн үндэслэж байна шинэ тойрогЭйнштейн, Бор хоёрын квант онолын хачирхалтай үр дагаврын тухай алдартай хэлэлцүүлэг.

  Стивен Хокинг квант хар нүхний талаар:

  Хар нүхний квант онол нь... ердийн квант механик тодорхойгүй байдлаас давсан урьдчилан таамаглах боломжгүй байдлын шинэ түвшинг физикт нэвтрүүлж байгаа бололтой. Учир нь хар нүхнүүд дотоод энтропитэй бөгөөд манай орчлон ертөнцийн бүс нутгаас мэдээлэл алддаг бололтой. Эдгээр мэдэгдлүүд нь маш маргаантай гэдгийг би хэлэх ёстой: квант таталцлын чиглэлээр ажилладаг олон эрдэмтэд, түүний дотор бөөмийн физикээс ирсэн бараг бүх хүмүүс квант системийн төлөв байдлын талаархи мэдээллийг алдаж болно гэсэн санааг зөнгөөрөө үгүйсгэдэг. Гэсэн хэдий ч энэ үзэл баримтлал хар нүхнээс мэдээлэл хэрхэн зугтахыг тайлбарлахад төдийлөн амжилт олоогүй байна. Эцсийн эцэст тэд хар нүх ялгаруулж байгааг хүлээн зөвшөөрөхөөс өөр аргагүйд хүрсэн шигээ мэдээлэл нөхөж баршгүй алдагдаж байна гэсэн миний саналыг хүлээж авахаас өөр аргагүйд хүрнэ гэдэгт би итгэж байна.

  Таталцал нь сэтгэл татам гэдэг нь орчлон ертөнцөд бодис нэг газар цугларах, од, галактик зэрэг биетүүд үүсэх хандлагатай байна гэсэн үг. Эдгээр объектын цаашдын шахалтыг дулааны даралт, оддын хувьд, эсвэл галактикийн хувьд эргэлт ба дотоод хөдөлгөөнөөр хэсэг хугацаанд хязгаарлаж болно. Гэсэн хэдий ч эцэст нь дулаан эсвэл өнцгийн импульс алга болж, объект дахин багасаж эхэлнэ. Хэрэв масс нь нэг ба хагас нарны массаас бага бол шахалтыг электрон эсвэл нейтроны доройтсон хийн даралтаар зогсоож болно. Объект тогтворжиж, цагаан одой эсвэл нейтрон од болж хувирна. Гэсэн хэдий ч хэрэв масс нь энэ хязгаараас их байвал тогтвортой шахалтыг зогсоож чадах зүйл байхгүй. Аливаа объектын шахалт тодорхой эгзэгтэй хэмжээнд ойртсоны дараа түүний гадаргуу дээрх таталцлын орон маш хүчтэй байх тул гэрлийн конусууд дотогшоо хазайх болно.... Бид гадагш чиглэсэн гэрлийн цацрагууд хүртэл бие бие рүүгээ муруй байгааг харж болно. Тэд салахаас илүүтэй ойртдог. Энэ нь зарим нэг битүү гадаргуутай гэсэн үг....

  Иймээс хязгааргүй зайд зугтах боломжгүй орон-цаг хугацааны муж байх ёстой. Энэ бүсийг хар нүх гэж нэрлэдэг. Түүний хил хязгаарыг үйл явдлын давхрага гэж нэрлэдэг бөгөөд энэ нь хязгааргүйд зугтаж чадахгүй гэрлийн туяанаас үүссэн гадаргуу юм....

  Сансар огторгуйн бие нурж хар нүх үүсэх үед их хэмжээний мэдээлэл алдагддаг. Нурж буй объектыг маш олон тооны параметрээр тодорхойлдог. Түүний төлөвийг материйн төрөл ба тэдгээрийн массын тархалтын олон туйл моментоор тодорхойлно. Гэсэн хэдий ч үүссэн хар нүх нь материйн төрлөөс бүрэн хамааралгүй бөгөөд эхний хоёроос бусад бүх олон туйлт моментуудыг хурдан алддаг: масс болох монополь, өнцгийн импульс болох диполь.

  Энэхүү мэдээллийн алдагдал нь сонгодог онолд үнэхээр чухал биш байв. Нурж буй объектын талаарх бүх мэдээлэл хар нүхэнд оршдог гэж бид хэлж чадна. Хар нүхний гадна байгаа ажиглагчийн хувьд нурж буй объект ямар харагдахыг тодорхойлоход маш хэцүү байх болно. Гэсэн хэдий ч сонгодог онолын хувьд энэ нь зарчмын хувьд боломжтой хэвээр байв. Ажиглагч хэзээ ч нурж буй объектыг анзаарахгүй байх болно. Үүний оронд тухайн объект агшилтаа удаашруулж, үйл явдлын тэнгэрийн хаяанд ойртох тусам улам бүдгэрч байгаа мэт санагдаж байв. Энэ ажиглагч нурж буй объект юунаас бүтсэн, түүний масс хэрхэн тархсаныг харж чадсан хэвээр байна.

  Гэсэн хэдий ч квант онолын үүднээс бүх зүйл бүрэн өөрчлөгддөг. Нуралтын үед объект үйл явдлын тэнгэрийн хаяаг гатлахаасаа өмнө зөвхөн хязгаарлагдмал тооны фотоныг ялгаруулдаг. Эдгээр фотонууд нурж буй объектын талаарх бүх мэдээллийг бидэнд дамжуулахад бүрэн хангалтгүй байх болно. Энэ нь квант онолд гадны ажиглагч ийм объектын төлөвийг тодорхойлох ямар ч арга байхгүй гэсэн үг юм. Мэдээллийг гаднаас нь хэмжих боломжгүй байсан ч хар нүхний дотор хэвээр байх тул энэ нь тийм ч чухал биш гэж бодож болно. Гэхдээ хар нүхний квант онолын хоёр дахь нөлөө яг ийм байдлаар илэрдэг....

  Квантын онол нь хар нүхийг ялгаруулж, массаа алдахад хүргэдэг. Тэд эцэст нь тэдний доторх мэдээллийн хамт бүрмөсөн алга болдог бололтой. Энэ мэдээлэл үнэхээр алдагдсан, ямар ч хэлбэрээр буцаагдаагүй гэдгийг нотлохыг хүсч байна. Мэдээлэл алдагдсанаар тодорхойгүй байдал нь квант онолтой холбоотой ердийн тодорхойгүй байдлаас илүү өндөр түвшинд физикт ордог. Харамсалтай нь, Heisenberg тодорхойгүй байдлын хамаарлаас ялгаатай нь энэхүү тодорхойгүй байдлын шинэ түвшинг хар нүхний хувьд туршилтаар батлахад нэлээд хэцүү байх болно.

  Рожер Пенроуз квант онол ба орон зай цаг хугацааны талаар:

  Квантын онол, харьцангуйн тусгай онол, харьцангуйн ерөнхий онол, квант талбайн онол нь 20-р зууны хамгийн том физик онолууд юм. Эдгээр онолууд нь бие биенээсээ хамааралгүй: харьцангуйн ерөнхий онол нь харьцангуйн тусгай онолын үндсэн дээр бүтээгдсэн бөгөөд квант талбайн онол нь харьцангуйн тусгай онол, квант онолыг үндэс болгосон.

  Квантын талбайн онол бол урьд өмнө байгаагүй хамгийн үнэн зөв физик онол байсан бөгөөд аравтын 11 орон хүртэл нарийвчлалтай байсан гэж түгээмэл ярьдаг. Гэсэн хэдий ч харьцангуйн ерөнхий шинжлэх ухааныг одоо аравтын бутархайн 14 орон зайд туршиж үзсэн (мөн энэ нарийвчлал нь зөвхөн Дэлхий дээр ажиллаж буй цагийн нарийвчлалаар хязгаарлагдах нь ойлгомжтой) гэдгийг тэмдэглэхийг хүсч байна. Би Hulse-Taylor PSR 1913+16, хос хоёртын пульсарыг хэлж байна нейтрон ододбие биетэйгээ харьцангуй эргэлддэг бөгөөд тэдгээрийн нэг нь пульсар юм. Харьцангуйн ерөнхий онол нь таталцлын долгионы ялгаралтаас болж энерги алдагддаг тул ийм тойрог зам аажмаар агшдаг (мөн түүний хугацаа багасдаг) гэж таамаглаж байна. Энэ үйл явц үнэхээр туршилтаар ажиглагдсан бөгөөд 20 жилийн турш ажиглагдсан түүний хөдөлгөөний бүрэн дүрслэл... харьцангуйн ерөнхий онолтой (Ньютоны онолыг багтаасан) дээр дурдсан гайхалтай нарийвчлалтай нийцэж байна. Үүнийг судлаачид одны системзүй ёсоор хүлээн авсан Нобелийн шагналуудтаны ажлын төлөө. Квантын онолчид харьцангуйн ерөнхий онол жишээ авах ёстой гэж онолынхоо үнэн зөвийг иш татсаар байсаар ирсэн бол одоо би квант талбайн онол жишээ авах ёстой гэж бодож байна.

  Хэдийгээр эдгээр дөрвөн онол маш их амжилтанд хүрсэн ч бэрхшээлээс ангид байдаггүй.... Харьцангуйн ерөнхий онол нь цаг хугацааны орон зайд онцгой шинж чанарууд оршин тогтнохыг зөгнөдөг. Квантын онолд "хэмжилтийн асуудал" байдаг бөгөөд би үүнийг дараа нь тайлбарлах болно. Эдгээр онолын асуудлыг шийдвэрлэх арга зам нь бүрэн бус онолууд гэдгийг хүлээн зөвшөөрөх явдал юм. Жишээлбэл, квант талбайн онол харьцангуйн ерөнхий онолын онцгой шинж чанаруудыг ямар нэгэн байдлаар "түрхэж" чадна гэж олон хүн таамаглаж байна ...

  Одоо би сүүлийн мэдэгдэлтэй холбоотой гэж үзэж байгаа хар нүхэнд мэдээлэл алдагдах талаар хэдэн үг хэлмээр байна. Энэ талаар Стефаны хэлсэн бараг бүх зүйлтэй би санал нэг байна. Гэвч Стефан хар нүхэнд мэдээлэл алдагдахыг физикийн шинэ тодорхойгүй байдал, квант механик тодорхойгүй байдлаас илүү өндөр түвшинд гэж үзэж байгаа бол би үүнийг зүгээр л "нэмэлт" тодорхой бус байдал гэж харж байна.... Бага хэмжээний мэдээлэл ч байж болох юм. хар нүх уурших хүртэл хугацаанд алдагдсан ... гэхдээ энэ нөлөө нь нуралтын үеийн мэдээлэл алдагдахаас хамаагүй бага байх болно (түүний төлөө би хар нүхний эцсийн алга болсон тухай үндэслэлтэй зургийг тайлбарлахыг зөвшөөрч байна).

  Бодлын туршилтын хувьд том хайрцагт байгаа битүү системийг авч үзээд фазын орон зайд хайрцаг доторх бодисын хөдөлгөөнийг авч үзье. Хар нүхний байршилд тохирсон фазын орон зайн бүсэд системийн физик хувьслыг дүрсэлсэн траекторууд нэгдэж, эдгээр траектороор дүүргэсэн фазын эзэлхүүн багасах болно. Энэ нь хар нүхний өвөрмөц байдлын мэдээлэл алдагдсаны үр дүнд үүсдэг. Энэхүү бууралт нь Лиувиллийн теорем гэгддэг сонгодог механикийн хуультай шууд зөрчилдөж, фазын траектороор дамждаг фазын эзэлхүүн тогтмол хэвээр байна гэсэн үг юм... Иймээс хар нүхний орон зай-хугацаа нь ийм эзэлхүүний хадгалалтыг зөрчиж байна. . Гэсэн хэдий ч миний зураг дээр фазын орон зайн эзэлхүүний энэ алдагдал нь аяндаа квант хэмжилтийн үйл явцаар тэнцвэрждэг бөгөөд энэ нь мэдээллийг сэргээж, фазын орон зайд эзлэхүүнийг нэмэгдүүлэхэд хүргэдэг. Миний ойлгож байгаагаар энэ нь хар нүхний мэдээлэл алдагдахтай холбоотой тодорхойгүй байдал нь квант механик тодорхойгүй байдалд "нэмэлт" байдаг тул ийм зүйл тохиолддог: тэдгээр нь тус бүр нь нэг зоосны зөвхөн нэг тал юм....

  Одоо Шредингерийн муурны сэтгэхүйн туршилтыг харцгаая. Тэрээр хайрцагт байгаа муурны атаархмааргүй байрлалыг дүрсэлсэн бөгөөд ялгарсан фотон нь тунгалаг толь дээр унаж, долгионы функцийн дамжуулагдсан хэсгийг мэдрэгчээр бүртгэдэг. Хэрэв мэдрэгч фотоныг илрүүлбэл буу унтарч муур үхнэ. Хэрэв мэдрэгч фотоныг илрүүлэхгүй бол муур амьд, сайн хэвээр байна. (Стефан мууртай зүй бус харьцаж байгааг, тэр ч байтугай сэтгэхүйн туршилтанд ч хүлээн зөвшөөрдөггүйг би мэднэ!) Ийм системийн долгионы функц нь эдгээр хоёр боломжийн хэт байрлал юм... Гэхдээ яагаад зөвхөн макроскопийн хувилбарууд "муур үхсэн" вэ? "Амьд муур" ийм төлөвийн макроскопийн суперпозиция биш үү? ...

  Харьцангуйн ерөнхий онолын тусламжтайгаар орон зай-цаг хугацааны альтернатив геометрийн хэт байрлалуудыг ашиглах нь ноцтой бэрхшээлтэй тулгардаг гэж би санал болгож байна. Хоёр өөр геометрийн давхцал нь тогтворгүй бөгөөд эдгээр хоёр хувилбарын аль нэгэнд задрах боломжтой. Ийм геометр нь жишээлбэл, амьд эсвэл үхсэн муурны орон зай, цаг хугацаа байж болно. Альтернатив төлөвүүдийн аль нэгэнд суперпозиция задрахын тулд би объектив бууралт гэсэн нэр томъёог ашигладаг бөгөөд энэ нь сайн товчлол (OR) байдаг тул надад таалагддаг. Планкийн 10-33 сантиметр урт нь үүнтэй ямар холбоотой вэ? Энэ урт нь геометрүүд үнэхээр өөр ертөнц мөн эсэхийг тодорхойлох байгалийн шалгуур юм. Планкийн хуваарь нь янз бүрийн хувилбаруудыг бууруулах цаг хугацааны хуваарийг тодорхойлдог.

  Хокинг квант сансар судлалын талаар:

  Би Рожер бид хоёрт байгаа асуултын талаар ярилцаж энэ лекцээ дуусгаж байна өөр өөр үзэл бодол- энэ бол цаг хугацааны сум. Орчлон ертөнцийн манай хэсэгт цаг хугацааны урагш болон хойшхи чиглэлийн хооронд маш тодорхой ялгаа байдаг. Энэ ялгааг харахын тулд ямар ч киног эргүүлэхэд л хангалттай. Ширээн дээрээс аяганууд унаж, жижиг хэсгүүдэд хуваагдахын оронд бид эдгээр хэлтэрхийнүүд буцаж нийлж, ширээн дээр үсрэхийг хардаг. Тийм биш гэж үү бодит амьдралүүнтэй төстэй зүйл биш үү?

  Физик талбайн орон нутгийн хуулиуд нь цаг хугацааны тэгш хэмийн шаардлагыг хангадаг, эсвэл илүү нарийвчлалтай хэлбэл, CPT-ийн өөрчлөгдөөгүй (Цэнэг-Парит-Цаг) юм. Тиймээс өнгөрсөн ба ирээдүйн хоорондох ажиглагдсан ялгаа нь орчлон ертөнцийн хилийн нөхцлөөс үүдэлтэй. Орон зайн хувьд хаалттай орчлон ертөнц хамгийн дээд хэмжээндээ хүртэл тэлж, дараа нь дахин сүйрдэг загварыг авч үзье. Рожерийн хэлснээр, энэ түүхийн төгсгөлд орчлон ертөнц тэс өөр байх болно. Эхэндээ орчлон ертөнц нэлээд жигд, тогтмол байх болно гэж бид одоо бодож байна. Гэсэн хэдий ч энэ нь дахин нурж эхлэхэд бид үүнийг маш эмх замбараагүй, жигд бус байх болно гэж найдаж байна. Захиалгатаас илүү олон эмх замбараагүй тохиргоо байдаг тул энэ нь эхний нөхцлүүдийг маш нарийн сонгох ёстой гэсэн үг юм.

  Үүний үр дүнд эдгээр үед хилийн нөхцөл өөр байх ёстой. Рожерын таамаглал бол Вейлийн тензор зөвхөн нэг л төгсгөлд алга болно гэсэн таамаглал юм. Вейлийн тензор нь Эйнштейний тэгшитгэлээр дамжуулан материйн орон нутгийн тархалтаар тодорхойлогддоггүй орон зай-цаг хугацааны муруйлтын хэсэг юм. Энэхүү муруйлт нь эрэмбэлэгдсэн эхний шатанд маш бага, харин сүйрч буй орчлонд маш том байдаг. Тиймээс энэ санал нь цаг хугацааны хоёр төгсгөлийг бие биенээсээ ялгаж, цаг хугацааны сум байгаа эсэхийг тайлбарлах боломжийг бидэнд олгоно.

  Рожерын санал бол хоёр утгаараа Вэйлиан гэж би бодож байна. Нэгдүгээрт, энэ нь CPT-инвариант биш юм. Рожер энэ өмчийг ариун журам гэж үздэг ч тэгш хэмийг хүндэтгэх шалтгаангүйгээр орхиж болохгүй гэж би боддог. Хоёрдугаарт, хэрэв Вейлийн тензор нь орчлон ертөнцийн эхэн үед яг тэгтэй тэнцүү байсан бол дараагийн цаг хугацааны туршид нэгэн төрлийн, изотроп хэвээр байх болно. Рожерын Вейлийн таамаглал нь богино долгионы фон дахь хэлбэлзэл эсвэл бидэнтэй адил галактикууд болон биетүүдээс үүдэлтэй эвдрэлийг тайлбарлаж чадахгүй.

  Энэ бүхнээс үл хамааран Рожер эдгээр хоёр цагийн зааг хоорондын маш чухал ялгааг онцолсон гэж би бодож байна. Гэхдээ аль нэг хил хязгаар дахь Вейл тензорын жижиг байдлыг бид түр хүлээн зөвшөөрөх ёсгүй, харин "хязгааргүй" гэсэн үндсэн зарчмаас олж авах ёстой.

  Хоёр цагийн хил хэрхэн ялгаатай байж болох вэ? Яагаад нэгд нь эвдрэл бага байхад нөгөөд нь тийм биш байх ёстой гэж? Үүний шалтгаан нь хээрийн тэгшитгэлүүд нь хоёр боломжит нийлмэл шийдлүүдтэй байдаг.... Мэдээжийн хэрэг, нэг шийдэл нь цаг хугацааны нэг төгсгөлд, нөгөө нь нөгөөтэй нь тохирч байна.... Цаг хугацааны нэг төгсгөлд орчлон ертөнц маш жигд байсан. , мөн Вейл тензор нь жижиг байсан. Гэсэн хэдий ч энэ нь тодорхойгүй байдлын хамаарлыг зөрчихөд хүргэдэг тул тэгтэй яг тэнцүү байх боломжгүй юм. Үүний оронд хожим бидэнтэй адил галактик, биет болж хувирах жижиг хэлбэлзэл байх ёстой. Эхлэлээс ялгаатай нь орчлон ертөнцийн төгсгөл маш жигд бус, эмх замбараагүй байх ёстой бөгөөд Вейл тензор нь маш том байх ёстой. Энэ нь яагаад цаг хугацааны сум болж байгааг тайлбарлах болно, яагаад аяганууд ширээн дээрээс унаж, буцаж сэргэхээсээ илүү хурдан хагардаг.

  Пенроуз квант сансар судлалын талаар:

  Стефаны үзэл баримтлалын талаар би ойлгосноор бидний санал зөрөлдөөн дээр гэж дүгнэж байна энэ асуудал(Вэйлийн муруйлтын таамаглал a) туйлын том... Анхны онцгой байдлын хувьд Вейлийн муруйлт нь ойролцоогоор тэг байна.... Стефан эхний төлөвт бага хэмжээний квантын хэлбэлзэл байх ёстой гэж үзсэн тул тэг Вейлийн муруйлтын таамаглал a. сонгодог бөгөөд хүлээн зөвшөөрөгдөхгүй. Гэхдээ энэ таамаглалыг нарийн тодорхойлох эрх чөлөө бий гэж би бодож байна. Миний бодлоор квантын горимд бага зэргийн цочролыг хүлээн зөвшөөрөх нь мэдээжийн хэрэг. Бид зөвхөн тэг орчимд эдгээр хэлбэлзлийг мэдэгдэхүйц хязгаарлах хэрэгтэй....

  Жеймс-Хартли-Хокингийн "хязгааргүй" зарчим нь анхны төлөвийн бүтцийг тодорхойлоход тохиромжтой нэр дэвшигч байж магадгүй юм. Гэсэн хэдий ч эцсийн төлөвийг тайлбарлахад өөр зүйл хэрэгтэй юм шиг санагдаж байна. Ялангуяа өвөрмөц байдлын бүтцийг тайлбарласан онол нь Вейлийн муруйлтын таамаглалтай нийцэхийн тулд CPT болон бусад тэгш хэмийн эвдрэлийг багтаах ёстой. Цагийн тэгш хэмийн ийм зөрчил нь нэлээд бага байж болно; мөн квант механикаас давсан шинэ онолд далд хэлбэрээр агуулагдаж болох юм.

  Хокинг физик бодит байдлын талаар:

  Эдгээр лекцүүд Рожер бид хоёрын ялгааг маш тодорхой харуулсан. Тэр бол платонист, би бол позитивист. Тэрээр Шрөдингерийн муур хагас амьд, хагас үхсэн квант төлөв байдалд байгаадаа маш их санаа зовж байна. Энэ нь бодит байдалтай зөрж байгааг тэрээр мэдэрдэг. Гэхдээ ийм зүйл надад төвөг учруулдаггүй. Би бодит байдал гэж юу байдгийг мэдэхгүй учраас онолыг бодит байдалтай нийцүүлэхийг шаарддаггүй. Бодит байдал бол лакмус цаасаар туршиж болох чанар биш юм. Миний анхаарах зүйл бол онол нь хэмжилтийн үр дүнг урьдчилан таамаглах явдал юм. Квантын онол үүнийг маш амжилттай хийдэг....

  Рожер ... долгионы функцын уналт нь CPT тэгш хэмийг физикт эвдэж байгааг мэдэрдэг. Тэрээр физикийн хамгийн багадаа сансар судлал, хар нүх гэсэн хоёр салбарт ийм эвдрэлийг олж хардаг. Ажиглалтын талаар асуулт асуухдаа цаг хугацааны тэгш бус байдлыг ашиглаж болно гэдэгтэй би санал нэг байна. Гэхдээ зарим нь байдаг гэсэн санааг би бүрмөсөн үгүйсгэдэг физик үйл явц, долгионы функцийг бууруулахад хүргэдэг, эсвэл энэ нь квант таталцал эсвэл ухамсартай ямар нэгэн холбоотой юм. Энэ бүхэн ид шид, ид шидтэй холбоотой боловч шинжлэх ухаантай холбоотой биш юм.

  Пенроуз физик бодит байдлын талаар:

  Квант механик 75 жил л бий болсон. Энэ нь ялангуяа Ньютоны таталцлын онолтой харьцуулахад тийм ч их биш юм. Тиймээс квант механикийг маш том биетүүдэд өөрчилсөн бол би гайхахгүй байх болно.

  Энэ мэтгэлцээний эхэнд Стивен өөрийгөө позитивист, харин би платонист гэж зөвлөсөн. Түүнийг позитивист гэдэгт би баяртай байна, гэхдээ би өөрийгөө илүү реалист гэж хэлж болно. Түүнчлэн, хэрэв та энэ мэтгэлцээнийг 70-аад жилийн өмнөх алдарт Бор-Эйнштейний мэтгэлцээнтэй харьцуулбал Стивен Борын дүрд, би Эйнштейний дүрд тоглож байна гэж бодож байна! Эйнштейний хувьд үүнтэй төстэй зүйл байх шаардлагатай байсан бодит ертөнц, заавал долгионы функцээр тайлбарлагдаагүй байхад Бор долгионы функц нь бодит ертөнцийг дүрсэлдэггүй, зөвхөн туршилтын үр дүнг урьдчилан таамаглахад шаардлагатай мэдлэгийг л онцолсон.

  Одоо Борын аргументууд илүү хүчтэй байсан гэж үздэг бөгөөд Эйнштейн (Абрахам Паисын бичсэн намтарт нь бичсэнээр) 1925 оноос хойш загас агнуур хийж байсан байж магадгүй юм. Үнэхээр ч тэрээр квант механикт төдийлөн хувь нэмэр оруулаагүй боловч түүний гүн гүнзгий шүүмжлэл сүүлийн үед маш их хэрэгтэй байсан. Үүний шалтгаан нь квант онолд зарим зүйл дутагдаж байсантай холбоотой гэж би үзэж байна чухал бүрэлдэхүүн хэсгүүд. Эдгээр бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн нэг нь 50 жилийн дараа Стефаны нээсэн хар нүхний цацраг байв. Хар нүхний цацрагтай холбоотой мэдээлэл алдагдсан нь квант онолыг шинэ түвшинд хүргэж болзошгүй үзэгдэл юм.

  Стивен Хокинг орчлон ертөнцийн тухай тодорхой онол байхгүй байж магадгүй гэж үздэг

  Английн алдарт физикч Стивен Хокинг Массачусетсийн олон сонсогчдод зориулж телевизээр лекц уншиж байна. Технологийн дээд сургууль(Массачусетсийн Технологийн Институт - MIT) Орчлон ертөнцийн бүрэн онолыг эрэлхийлэх эрдэмтдийн эрэл хайгуулыг тодорхойлсон. Эцэст нь хэлэхэд, "Цаг хугацааны товч түүх", "Бүх зүйлийн онол" зэрэг шилдэг номуудын зохиогч, Кембрижийн их сургуулийн математикийн профессор "энэ нь боломжтой [ийм онол] боломжгүй" гэж санал болгов.

  "Тодорхой онол байхгүй гэдгийг мэдээд зарим хүмүүс маш их урам хугарах болно" гэж Хокинг "Би ч гэсэн тэр хуаранд байсан, гэхдээ одоо би бодлоо өөрчилсөн. Шинжлэх ухааны шинэ нээлтүүд биднийг үргэлж сорьж байх болно" гэж Хокинг хэлэв. соёл иргэншил зогсонги байдалд орно." "Эрлийг маш удаан хугацаанд үргэлжлүүлж болно."

  Зураг, дуу авианы хувьд техникийн зарим хүндрэл гарсан телевизийн нэвтрүүлгийг мөн интернетээр дамжуулсан. Үүнийг Кембриж-MIT хүрээлэн (CMI) зохион байгуулсан - гурван жилийн стратегийн холбоо Кембрижийн их сургуульАнгли болон Массачусетсийн Технологийн Институт).

  Хокинг бөөмийн физикийн түүхийг голчлон дүгнэж, гол анхаарлаа хандуулсан гол тоонуудАристотельээс эхлээд Стивен Вайнберг (Стефен Вайнберг, Нобелийн шагналт, 1933 онд төрсөн) хүртэл энэ салбарын онолууд.

  Жишээлбэл, Максвелл, Дирак хоёрын тэгшитгэлүүд нь "бараг бүх физик, хими, биологийг зохицуулдаг" гэж Хокинг "Тиймээс, эдгээр тэгшитгэлийг мэдсэнээр бид хүний ​​​​зан байдлыг урьдчилан таамаглаж чадна, гэхдээ би өөрөө ийм байсан гэж хэлж чадахгүй энэ асуудалд их амжилт"гэж тэр төгсгөлд нь үзэгчдийн инээлдэв.

  Хүний тархи хэн нэгний зан төлөвийг урьдчилан таамаглахад шаардлагатай бүх тэгшитгэлийг шийдвэрлэхэд хэтэрхий олон тоосонцор агуулдаг. Магадгүй ойрын ирээдүйд бид нематод хорхойн зан төлөвийг урьдчилан таамаглаж сурах болно.

  Орчлон ертөнцийг тайлбарлахын тулд өнөөг хүртэл боловсруулсан бүх онолууд нь "зөрчилтэй эсвэл бүрэн бус" гэж Хокинг хэлэв. Мөн тэрээр яагаад орчлон ертөнцийн бүрэн бүтэн онолыг боловсруулах нь зарчмын хувьд боломжгүй вэ гэдгийг санал болгов. Тэрээр өөрийн аргументыг Математикийн аль ч салбар дахь тодорхой саналуудыг нотлох эсвэл үгүйсгэх боломжгүй алдартай теоремыг зохиогч Чехийн математикч Курт Годелийн бүтээл дээр үндэслэсэн.

  Физикчид бөөмстэй ажиллахад дассан: онолыг боловсруулж, туршилтууд нэгддэг. Цөмийн реактор ба атомын бөмбөгтоосонцор ашиглан тооцоолсон.

  Нэг анхааруулга - бүх тооцоонд таталцлыг тооцдоггүй.

  Таталцал бол биеийг татах хүч юм. Бид таталцлын тухай ярихдаа таталцлыг төсөөлдөг. Утас таталцлын нөлөөгөөр таны гараас асфальтан дээр унана. Сансарт Сар Дэлхийд, Дэлхий Нар руу татагддаг. Дэлхий дээрх бүх зүйл бие биедээ татагддаг, гэхдээ үүнийг мэдрэхийн тулд танд маш хүнд зүйл хэрэгтэй. Хүнээс 7,5х10 22 дахин хүнд дэлхийн таталцлыг бид мэдэрч, тэнгэр баганадсан барилга 4х10 6 дахин хүнд байгааг анзаардаггүй.

  7.5×10 22 = 75,000,000,000,000,000,000,000

  4×10 6 = 4,000,000 Таталцлыг Эйнштейний харьцангуйн ерөнхий онолоор тайлбарладаг. Онолын хувьд асар том биетүүд орон зайг нугалж байдаг. Ойлгохын тулд хүүхдийн цэцэрлэгт хүрээлэнд очиж, трамплин дээр хүнд чулуу тавь.Батутын резинэн дээр тогоо гарч ирнэ. Хэрэв та үүнийг трамплин дээр тавьсан бол

  жижиг бөмбөг

  , дараа нь юүлүүрээр чулуу руу өнхрөх болно. Энэ нь ойролцоогоор ийм байдлаар гаригууд сансарт юүлүүр үүсгэдэг бөгөөд бид бөмбөг шиг тэдэн дээр унадаг.

  10 38 = 100 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000

  Маш том гаригууд орон зайг нугалж байдаг

  Бүх зүйлийг энгийн бөөмсийн түвшинд дүрслэхийн тулд таталцал шаардлагагүй. Бусад хүчнүүдтэй харьцуулахад таталцал нь маш бага тул квант тооцооноос хасагдсан. Дэлхийн таталцлын хүч нь атомын цөмийн бөөмсийг барих хүчнээс 10 38 дахин бага.

  Физикчид эхлээд зохион бүтээж, дараа нь эрэл хайгуул хийдэг. Хиггс бозоныг нээхээс 50 жилийн өмнө зохион бүтээжээ.

  Гравитоныг бөөмс биш, харин чавхдас гэж үзэх үед тооцооллын зөрүүтэй асуудлууд алга болсон. Утаснууд нь хязгаарлагдмал урт, энергитэй байдаг тул гравитоны энерги зөвхөн тодорхой хязгаар хүртэл өсөх боломжтой. Тиймээс эрдэмтэд хар нүхийг судлах ажлын хэрэгсэлтэй болжээ.

  Хар нүхийг судлах дэвшил нь орчлон ертөнц хэрхэн үүссэнийг ойлгоход тусалдаг. Их тэсрэлтийн онолоор бол дэлхий бичил харуурын цэгээс өссөн. Амьдралын эхний мөчүүдэд орчлон ертөнц маш нягт байсан - орчин үеийн бүх одод, гаригууд бага хэмжээгээр цугларчээ. Таталцал нь бусад хүчний адил хүчтэй байсан тул таталцлын нөлөөг мэдэх нь орчлон ертөнцийн эхэн үеийг ойлгоход чухал юм.

  Квантын таталцлыг тайлбарлах дэвшил нь дэлхийн бүх зүйлийг дүрслэх онолыг бий болгох алхам юм.

  Ийм онол нь орчлон ертөнц хэрхэн үүссэн, одоо юу болж байгаа, түүний төгсгөл юу болохыг тайлбарлах болно.

  Энэ бол аль хэдийн дөрөв дэх сэдэв юм. Сайн дурын ажилтнууд ямар сэдвийг хамрах хүсэлтэй байгаагаа мартаж болохгүй, эсвэл хэн нэгэн нь жагсаалтаас сэдвийг сонгосон байх. Би нийгмийн сүлжээнд дахин байршуулах, сурталчлах үүрэгтэй. Одоо бидний сэдэв: "мөрний онол"

  Манай цаг үеийн шинжлэх ухааны хамгийн алдартай онол болох утсан онол нь эрүүл ухаанаас илүү олон хэмжигдэхүүн байгааг илтгэж байгааг та сонссон байх. Хамгийн ихтом асуудал

  онолын физикчдэд - бүх үндсэн харилцан үйлчлэлийг (таталцлын, цахилгаан соронзон, сул ба хүчтэй) хэрхэн нэгтгэж, нэг онол болгох. Суперстрилийн онол нь өөрийгөө Бүх зүйлийн онол гэж үздэг. Гэхдээ энэ онолыг хэрэгжүүлэхэд шаардагдах хамгийн тохиромжтой хэмжээсүүд нь арав (үүний есөн нь орон зайн, нэг нь цаг хугацааны) байдаг нь тогтоогджээ! Хэмжилт их эсвэл бага байвалматематик тэгшитгэл

  хязгааргүйд очдог үндэслэлгүй үр дүнг өгөх - онцгой байдал.

  Мэдээжийн хэрэг, онолын физикийг онол гэж хэлээгүй. Түүний бүх амжилт одоог хүртэл зөвхөн цаасан дээр байгаа. Тиймээс бид яагаад зөвхөн гурван хэмжээст орон зайд хөдөлж чаддагийг тайлбарлахын тулд эрдэмтэд үлдсэн харамсалтай хэмжээсүүд хэрхэн квант түвшинд авсаархан бөмбөрцөг болж багассан тухай ярьж эхлэв. Нарийвчилж хэлэхэд, бөмбөрцөгт биш, харин Калаби-Яу орон зайд. Эдгээр нь гурван хэмжээст дүрсүүд бөгөөд тэдгээрийн дотор нь байдаг өөрийн ертөнцөөрийн гэсэн хэмжээстэй. Ийм олон талт хоёр хэмжээст проекц нь иймэрхүү харагдаж байна.

  
  Ийм 470 сая гаруй тоо мэдэгдэж байна. Тэдгээрийн аль нь бидний бодит байдалд нийцэж байна вэ? одоогоортооцоолсон. Онолын физикч байна гэдэг амаргүй.

  Тийм ээ, энэ нь жаахан алслагдсан юм шиг санагдаж байна. Гэхдээ энэ нь квант ертөнц яагаад бидний төсөөлж байгаагаас тийм өөр байдгийг тайлбарлаж байгаа юм болов уу.

  Түүх рүүгээ жаахан буцаж орцгооё

  1968 онд залуу онолын физикч Габриэль Венециано хүчтэй цөмийн хүчний олон тооны туршилтаар ажиглагдсан шинж чанаруудыг судалж байв. Тухайн үед Швейцарийн Женев дэх Европын хурдасгуурын лаборатори болох CERN-д ажиллаж байсан Венециано энэ асуудал дээр хэдэн жил ажилласан бөгөөд нэг л өдөр гайхалтай ойлголттой болсон. Хоёр зуу орчим жилийн өмнө Швейцарийн алдарт математикч Леонхард Эйлерийн зохиосон чамин математикийн томьёо нь цэвэр байсан гэдгийг тэрээр гайхшрууллаа. математикийн зорилгоЭйлерийн бета функц гэгдэх нь цөмийн хүчтэй харилцан үйлчлэлд оролцдог бөөмсийн олон тооны шинж чанарыг нэг дор тайлбарлах боломжтой юм шиг санагддаг. Венецианогийн анзаарсан эд хөрөнгө нь хүчтэй харилцан үйлчлэлийн олон шинж чанаруудын хүчирхэг математик тайлбарыг өгсөн; Энэ нь дэлхийн өнцөг булан бүрт бөөмсийн мөргөлдөөнийг судлах явцад хуримтлагдсан асар их хэмжээний өгөгдлийг дүрслэхийн тулд бета функц болон түүний янз бүрийн ерөнхий дүгнэлтийг ашигласан ажил шуугианыг үүсгэсэн. Гэсэн хэдий ч Венецианогийн ажиглалт нэг талаар бүрэн бус байсан. Утга, утга учрыг нь ойлгодоггүй оюутны хэрэглэдэг цээжилсэн томьёо шиг Эйлерийн бета функц ажиллаж байсан ч яагаад гэдгийг хэн ч ойлгосонгүй. Энэ бол тайлбар шаарддаг томьёо байсан.

  Габриэль Венециано

  1970 онд Чикагогийн их сургуулийн Ёичиро Намбу, Нилс Борын хүрээлэнгийн Холгер Нилсен, Стэнфордын их сургуулийн Леонард Сусскинд нар Эйлерийн томъёоны цаадах физик утгыг олж мэдсэнээр энэ байдал өөрчлөгдсөн. Эдгээр физикчид энгийн бөөмсийг жижиг чичиргээт нэг хэмжээст утсаар дүрслэх үед эдгээр хэсгүүдийн хүчтэй харилцан үйлчлэлийг Эйлерийн функцээр яг таг дүрсэлдэг болохыг харуулсан. Хэрэв утаснуудын сегментүүд хангалттай жижиг байсан бол тэдгээр судлаачид цэгэн бөөмс шиг харагдах бөгөөд туршилтын ажиглалттай зөрчилдөхгүй гэж үзжээ. Хэдийгээр энэ онол нь энгийн бөгөөд зөн совингийн хувьд сэтгэл татам байсан ч хүчтэй хүчний утсыг дүрсэлсэн нь удалгүй алдаатай болохыг харуулсан. 1970-аад оны эхээр. Өндөр энергийн физикчид атомын доорх ертөнцийг илүү гүнзгий судалж чадсан бөгөөд утсан дээр суурилсан хэд хэдэн загварын таамаглал нь ажиглалтын үр дүнтэй шууд зөрчилдөж байгааг харуулсан. Үүний зэрэгцээ бөөмсийн цэгийн загварыг ашигласан квант талбайн онол-квант хромодинамик зэрэг хөгжиж байв. Хүчтэй харилцан үйлчлэлийг тайлбарлах энэхүү онолын амжилт нь утсан онолыг орхиход хүргэсэн.
  Ихэнх бөөмийн физикчид утаснуудын онолыг хогийн саванд үүрд хадгалсан гэж үздэг байсан ч олон тооны судлаачид үүнд үнэнч хэвээр үлджээ. Жишээлбэл, Шварц "мөрний онолын математик бүтэц нь маш үзэсгэлэнтэй бөгөөд маш олон гайхалтай шинж чанартай тул илүү гүн гүнзгий зүйлийг зааж өгөх ёстой" гэж мэдэрсэн. Физикчдэд утаснуудын онолтой тулгардаг бэрхшээлүүдийн нэг нь хэтэрхий их сонголттой мэт санагдсан нь төөрөгдүүлсэн юм. Энэ онол дахь чичиргээт утаснуудын зарим тохиргоо нь глюонуудын шинж чанартай төстэй шинж чанартай байсан нь үүнийг хүчтэй харилцан үйлчлэлийн онол гэж үзэх үндэслэл болсон юм. Гэсэн хэдий ч үүнээс гадна энэ нь хүчтэй харилцан үйлчлэлийн туршилтын илрэлтэй ямар ч холбоогүй нэмэлт харилцан үйлчлэлийн тээвэрлэгч хэсгүүдийг агуулсан байв. 1974 онд Францын дээд боловсролын Шварц, Жоэл Шерк нар техникийн сургуульэнэ илэрхий сул талыг давуу тал болгон хувиргасан зоримог таамаглал дэвшүүлэв. Тээвэрлэгч бөөмстэй төстэй утаснуудын хачирхалтай чичиргээний горимуудыг судалсны дараа тэд эдгээр шинж чанарууд нь таталцлын харилцан үйлчлэлийн таамагласан бөөмс тээвэрлэгч болох гравитоны шинж чанаруудтай гайхалтай давхцаж байгааг ойлгосон. Хэдийгээр таталцлын харилцан үйлчлэлийн эдгээр "жижиг тоосонцор" хараахан илрээгүй ч онолчид зарим зүйлийг итгэлтэйгээр таамаглаж чадна. үндсэн шинж чанарууд, эдгээр хэсгүүдэд байх ёстой. Шерк, Шварц нар эдгээр шинж чанарууд нь зарим чичиргээний горимд яг таарч байгааг олж мэдсэн. Үүний үндсэн дээр тэд физикчид түүний хамрах хүрээг хэт нарийсгасан учир утсан онолын анхны нээлт бүтэлгүйтсэн гэж үзсэн. Шерк, Шварц нар утаснуудын онол бол зөвхөн хүчтэй хүчний онол биш, харин квант онол бөгөөд үүнд таталцлыг багтаасан болно).

  Физикийн нийгэмлэг энэ саналыг маш их нөөцтэй хүлээж авсан. Чухамдаа Шварцын дурсамжийн дагуу “бидний ажлыг бүгд үл тоомсорлодог байсан” 4). Таталцал ба квант механикийг хослуулах олон тооны бүтэлгүй оролдлогуудаар ахиц дэвшлийн замууд аль хэдийн бүрэн бөглөрсөн байв. Утасны онол нь хүчтэй хүчийг дүрслэх анхны оролдлогодоо бүтэлгүйтсэн бөгөөд үүнийг илүү том зорилгод хүрэхийн тулд ашиглахыг оролдох нь олон хүнд утгагүй мэт санагдаж байв. Дараа нь 1970-аад оны сүүл, 1980-аад оны эхээр илүү нарийвчилсан судалгаа хийсэн. чавхдаст онол ба квант механик нь өөрийн гэсэн хэдийгээр жижиг зөрчилтэй байдгийг харуулсан. Тийм юм шиг санагдсан таталцлын хүчбичил харуурын түвшинд орчлон ертөнцийн дүрслэлд нэгтгэх оролдлогыг дахин эсэргүүцэж чадсан.
  Энэ нь 1984 он хүртэл байсан. Ихэнх физикчдийн үл тоомсорлож, үгүйсгэж байсан арав гаруй жилийн эрчимтэй судалгааг нэгтгэн дүгнэсэн чухал баримт бичигт Грин, Шварц нар утаснуудын онолыг зовоож байсан квант онолтой бага зэрэг зөрчилдсөнийг тогтоожээ. Түүгээр ч зогсохгүй тэдгээр нь үүссэн онол нь бүх дөрвөн төрлийн хүч, бүх төрлийн бодисыг хамарч чадахуйц өргөн хүрээтэй болохыг харуулсан. Энэ үр дүнгийн тухай яриа физикийн нийгэмлэгт тархаж, олон зуун бөөмийн физикчид орчлон ертөнцийн хамгийн гүн суурь руу хийсэн олон зуун жилийн турш үргэлжилсэн довтолгооны онолын эцсийн тулаан болсон довтолгоонд оролцохоор төсөл дээрээ ажиллахаа больсон.
  Ногоон болон Шварц нарын амжилтын тухай үг эцэстээ нэгдүгээр курсын төгсөх ангийн оюутнуудад хүртэл хүрч, өмнөх уйтгар гуниг физикийн түүхэн дэх эргэлтийн цэгт оролцох сэтгэл хөдөлгөм мэдрэмжээр солигдов. Бидний олонх нь шөнө болтол унтаагүй, асар их хэмжээний ном чихэв онолын физикба хийсвэр математикийн мэдлэг нь утсан онолыг ойлгоход зайлшгүй шаардлагатай.

  Эрдэмтдийн үзэж байгаагаар бид өөрсдөө болон бидний эргэн тойрон дахь бүх зүйл үүнээс бүрддэг хязгааргүй тооийм нууцлаг атираат бичил биетүүд.
  1984-1986 он хүртэл одоо "супер утаснуудын онолын анхны хувьсгал" гэж нэрлэгддэг. Энэ хугацаанд дэлхийн физикчид утсан онолын талаар мянга гаруй бүтээл бичсэн байна. Эдгээр бүтээлүүд нь олон арван жилийн шаргуу судалгааны үр дүнд олж илрүүлсэн стандарт загварын олон шинж чанар нь утсан онолын гайхамшигт системээс аяндаа урган гарч ирдгийг баттай харуулсан. Майкл Грийн тэмдэглэснээр, "Чи утсанд орсон онолтой танилцаж, өнгөрсөн зууны физикийн бараг бүх томоохон ололт амжилтууд ийм энгийн эхлэлээс урсаж, мөн ийм дэгжин урсаж байсныг ухаарах тэр мөчүүд үнэхээр гайхалтай болохыг тодорхой харуулж байна. энэ онолын хүч.”5 Түүгээр ч зогсохгүй эдгээр шинж чанаруудын ихэнхийг бид доор үзэх болно, мөрний онол нь стандарт загвараас хамаагүй илүү бүрэн гүйцэд бөгөөд хангалттай тайлбарыг өгдөг. Эдгээр ололт амжилтууд нь олон физикчдэд утсан онол нь амлалтаа биелүүлж, эцсийн нэгтгэх онол болж чадна гэдэгт итгүүлсэн.
  

  Гурван хэмжээст Калаби-Яу олон талт хоёр хэмжээст проекц. Энэхүү төсөөлөл нь нэмэлт хэмжээсүүд хэр төвөгтэй болохыг харуулж байна.

  Гэсэн хэдий ч энэ замд утсан онол дээр ажиллаж байсан физикчид дахин дахин ноцтой саад бэрхшээлтэй тулгарсан. Онолын физикийн хувьд бид ойлгоход хэтэрхий төвөгтэй эсвэл шийдвэрлэхэд хэцүү тэгшитгэлүүдтэй байнга тулгардаг. Ихэвчлэн ийм нөхцөлд физикчид бууж өгөхгүй бөгөөд эдгээр тэгшитгэлийн ойролцоо шийдлийг олж авахыг хичээдэг. Утасны онолын нөхцөл байдал илүү төвөгтэй байдаг. Тэр ч байтугай тэгшитгэлийн гарал үүсэл нь маш нарийн төвөгтэй болж хувирсан тул одоогоор тэдгээрийн зөвхөн ойролцоо хэлбэрийг олж авлаа. Тиймээс чавхдаст онолоор ажилладаг физикчид ойролцоогоор тэгшитгэлийн ойролцоо шийдлийг хайх нөхцөл байдалд ордог. Анхны супер чавхдаст хувьсгалын үеэр хэдэн жилийн турш гайхалтай ахиц дэвшил гаргасны дараа физикчид өөрсдийн ашиглаж буй ойролцоо тэгшитгэлүүд цувралд зөв хариулж чадахгүй гэсэн асуудалтай тулгарсан. чухал асуудлууд, улмаар судалгааны цаашдын хөгжилд саад болж байна. Ойролцоогоор эдгээр аргуудаас давж гарах тодорхой санаа байхгүй байсан ч утсан онолын чиглэлээр ажиллаж байсан олон физикчид урам хугарах мэдрэмжийг мэдэрч, өмнөх судалгаанууддаа буцаж ирэв. Үлдсэн хүмүүсийн хувьд 1980-аад оны сүүл, 1990-ээд оны эхэн үе. туршилтын үе байсан.

  Утасны онолын гоо үзэсгэлэн, боломжит хүч нь судлаачдад сейфэнд найдвартай түгжигдсэн, зөвхөн жижигхэн нүхээр харагдах алтан эрдэнэ мэт санагдсан боловч эдгээр унтаа хүчийг суллах түлхүүр хэнд ч байсангүй. Удаан хугацааны "ган" үе үе тасалдсан чухал нээлтүүд, гэхдээ бидэнд аль хэдийн мэдэгдэж байсан ойролцоо шийдлүүдээс илүү гарах боломжийг олгох шинэ аргууд шаардлагатай байгаа нь хэнд ч ойлгомжтой байсан.

  1995 онд Өмнөд Калифорнийн Их Сургуульд болсон утаснуудын онолын бага хурал дээр Эдвард Виттений хэлсэн сэтгэл хөдөлгөм илтгэлээр мухардмал дуусч, дэлхийн тэргүүлэгч физикчдээр дүүрэн өрөөг гайхшруулсан. Үүнд тэрээр судалгааны дараагийн шатны төлөвлөгөөг танилцуулж, улмаар "супер утаснуудын онол дахь хоёр дахь хувьсгал"-ыг эхлүүлсэн. Утасны онолчид одоо тулгарсан саад бэрхшээлийг даван туулах амлалт өгөх шинэ аргууд дээр эрч хүчтэй ажиллаж байна.
  

  Хүн төрөлхтөн TS-ийг өргөнөөр сурталчлахын тулд Колумбын их сургуулийн профессор Брайан Гринийн хөшөөг босгох ёстой. Түүний 1999 онд хэвлэгдсэн “Дэгжин орчлон. Superstrings, Hidden Dimensions, and the Quest for the Ultimate Theory” нь бестселлер болж, Пулитцерийн шагнал хүртжээ. Эрдэмтний бүтээл нь зохиолч өөрөө хөтлөгчөөр ажилладаг шинжлэх ухааны алдартай мини цувралын үндэс суурь болсон бөгөөд үүний нэг хэсгийг материалын төгсгөлд харж болно (Эми Суссман/Колумбийн их сургуулийн зураг).

  

  товших боломжтой 1700 пиксел

  Одоо энэ онолын мөн чанарыг бага ч болов ойлгохыг хичээцгээе.

  Эхнээс нь эхэлцгээе. Тэг хэмжээс нь цэг юм. Түүнд хэмжээ байхгүй. Хөдлөх газар байхгүй, ийм хэмжээст байрлалыг зааж өгөх координат шаардлагагүй.

  Хоёрдахь цэгийг эхний цэгийн хажууд байрлуулж, тэдгээрийн дундуур шугам татъя. Энд эхний хэмжээс байна. Нэг хэмжээст объект нь хэмжээтэй байдаг - урт, гэхдээ өргөн, гүн гэж байдаггүй. Нэг хэмжээст орон зайн доторх хөдөлгөөн маш хязгаарлагдмал, учир нь замд гарч буй саад бэрхшээлээс зайлсхийх боломжгүй юм. Энэ сегмент дээрх байршлыг тодорхойлохын тулд танд зөвхөн нэг координат хэрэгтэй.

  Хэсгийн хажууд цэг тавья. Эдгээр объектуудыг хоёуланг нь багтаахын тулд бидэнд урт ба өргөн, өөрөөр хэлбэл талбай, гэхдээ гүнгүй, өөрөөр хэлбэл эзэлхүүн бүхий хоёр хэмжээст орон зай хэрэгтэй болно. Энэ талбайн аль ч цэгийн байршлыг хоёр координатаар тодорхойлно.

  Гурав дахь хэмжээс нь энэ системд гурав дахь координатын тэнхлэгийг нэмэхэд үүсдэг. Гурван хэмжээст ертөнцийн оршин суугчид бид үүнийг төсөөлөхөд маш хялбар байдаг.

  Хоёр хэмжээст орон зайн оршин суугчид ертөнцийг хэрхэн харж байгааг төсөөлөхийг хичээцгээе. Жишээлбэл, эдгээр хоёр хүн:

  Тэд бүгдээрээ нөхрөө ингэж харах болно.

  Мөн энэ нөхцөлд:

  Манай баатрууд бие биенээ ингэж харах болно.

  Бидний баатрууд бие биенээ нэг хэмжээст сегмент биш харин хоёр хэмжээст объект гэж дүгнэх боломжийг олгодог үзэл бодлын өөрчлөлт юм.

  Одоо энэ хоёр хэмжээст ертөнцийг огтолж буй гурав дахь хэмжээст тодорхой эзэлхүүнтэй объект хөдөлж байна гэж төсөөлье. Гадны ажиглагчийн хувьд энэ хөдөлгөөн нь MRI машин дахь брокколи шиг хавтгай дээрх объектын хоёр хэмжээст проекцын өөрчлөлтөөр илэрхийлэгдэх болно.

  Гэхдээ манай тэгш газрын оршин суугчдын хувьд ийм дүр зураг нь ойлгомжгүй юм! Тэр түүнийг төсөөлж ч чадахгүй. Түүний хувьд хоёр хэмжээст проекц бүр нь нууцлагдмал хувьсах урттай нэг хэмжээст сегмент мэт харагдах бөгөөд тааварлашгүй газар гарч ирэх бөгөөд мөн урьдчилан таамаглах аргагүй алга болно. Хоёр хэмжээст орон зайн физикийн хуулиудыг ашиглан ийм объектын урт, үүссэн газрыг тооцоолох оролдлого бүтэлгүйтэх болно.

  Гурван хэмжээст ертөнцийн оршин суугчид бид бүх зүйлийг хоёр хэмжээст гэж үздэг. Зөвхөн орон зайд объектыг хөдөлгөж байгаа нь түүний эзлэхүүнийг мэдрэх боломжийг бидэнд олгодог. Мөн бид ямар ч олон хэмжээст объектыг хоёр хэмжээст гэж харах боловч түүнтэй харьцах харьцаа эсвэл цаг хугацаанаас хамааран гайхалтай байдлаар өөрчлөгдөнө.

  Энэ үүднээс авч үзвэл, жишээлбэл, таталцлын талаар бодох нь сонирхолтой юм. Хүн бүр ийм зургуудыг харсан байх:

  Тэд ихэвчлэн таталцал орон-цаг хугацааг хэрхэн нугалж байгааг дүрсэлдэг. Энэ нь тонгойдог ... хаана? Яг бидэнд танил болсон хэмжигдэхүүнүүдийн аль нь ч биш. А квант туннель хийх, өөрөөр хэлбэл бөөмс нэг газар алга болж, огт өөр газар гарч ирэх чадвар, бидний бодит байдалд нүх гаргахгүйгээр нэвтэрч чадахгүй саад бэрхшээлийн цаана уу? Хар нүхний талаар юу хэлэх вэ? Орчин үеийн шинжлэх ухааны эдгээр болон бусад нууцыг сансар огторгуйн геометр нь бидний ойлгож дассантай огт адилгүй байгаатай холбон тайлбарлавал яах вэ?

  Цаг зүүж байна

  Цаг хугацаа манай орчлонд өөр координат нэмж байна. Үдэшлэг болохын тулд зөвхөн аль бааранд орохыг төдийгүй бас мэдэх хэрэгтэй яг цагэнэ үйл явдал.

  Бидний ойлголтоор бол цаг хугацаа бол туяа шиг шулуун шугам биш юм. Өөрөөр хэлбэл, энэ нь эхлэх цэгтэй бөгөөд хөдөлгөөн нь зөвхөн нэг чиглэлд - өнгөрсөн үеэс ирээдүй рүү явагддаг. Түүгээр ч барахгүй зөвхөн одоо байгаа зүйл л бодитой байдаг. Өдрийн цайны цагаар оффисын ажилтны нүдээр өглөөний цай, оройн хоол байдаггүйтэй адил өнгөрсөн ч, ирээдүй ч байдаггүй.

  Гэхдээ харьцангуйн онол үүнтэй санал нийлэхгүй байна. Түүний бодлоор цаг хугацаа бол бүрэн хэмжээний хэмжээс юм. Далайн эрэг бодитой байдаг шиг, далайн эрэг дээрх далайн эрэг яг хаана нь биднийг гайхшруулж байснаас үл хамааран оршин байсан, байгаа, оршин тогтнох бүх үйл явдлууд адилхан бодитой юм. Бидний ойлголт бол цаг хугацааны шулуун шугамын тодорхой хэсгийг гэрэлтүүлдэг гэрэлтүүлэгтэй адил зүйл юм. Хүн төрөлхтөн дөрөв дэх хэмжигдэхүүндээ дараах байдлаар харагдаж байна.

  Гэхдээ бид цаг хугацааны хувь хүн бүрт энэ хэмжээсийн зөвхөн төсөөлөл, зүсмэлийг л хардаг. Тийм ээ, тийм ээ, MRI аппарат дахь брокколи шиг.

  Өнөөг хүртэл бүх онолууд олон тооны орон зайн хэмжигдэхүүнтэй ажилладаг байсан бөгөөд цаг хугацааны хувьд үргэлж цорын ганц онол байдаг. Гэхдээ яагаад орон зай нь орон зайд олон хэмжээсийг зөвшөөрдөг, гэхдээ зөвхөн нэг удаа? Эрдэмтэд энэ асуултад хариулж чадах хүртэл хоёр буюу түүнээс олон цаг хугацааны орон зайн таамаглал нь бүх философич, шинжлэх ухааны уран зөгнөлт зохиолчдын хувьд маш сонирхолтой санагдах болно. Мөн физикчид, тэгээд яах вэ? Жишээлбэл, Америкийн астрофизикч Итжак Барс "Бүх зүйлийн онол"-той холбоотой бүх бэрхшээлийн үндсийг үл тоомсорлож буй хоёр дахь цаг хугацаа гэж үздэг. Оюуны дасгалын хувьд ертөнцийг хоёр удаа төсөөлөхийг хичээцгээе.

  Хэмжээ бүр нь тусдаа байдаг. Энэ нь хэрэв бид нэг хэмжигдэхүүн дэх объектын координатыг өөрчилвөл бусад дахь координатууд өөрчлөгдөхгүй хэвээр үлдэж болно гэдгийг илэрхийлдэг. Тиймээс, хэрэв та нэг цаг хугацааны тэнхлэгийн дагуу нөгөөг нь зөв өнцгөөр огтолж байвал огтлолцох цэг дээр цаг хугацаа зогсох болно. Практикт энэ нь иймэрхүү харагдах болно.

  Неогийн хийх ёстой зүйл бол нэг хэмжээст цагийн тэнхлэгээ сумны цагийн тэнхлэгт перпендикуляр байрлуулах явдал байв. Зүгээр л өчүүхэн зүйл, та санал нийлэх болно. Бодит байдал дээр бүх зүйл илүү төвөгтэй байдаг.

  Хоёр цаг хэмжигдэхүүнтэй орчлонд яг цаг хугацаа хоёр утгаар тодорхойлогдоно. Хоёр хэмжээст үйл явдлыг төсөөлөхөд хэцүү байна уу? Энэ нь хоёр цагийн тэнхлэгийн дагуу нэгэн зэрэг сунадаг нэг юм уу? Газрын зурагчид дэлхийн хоёр хэмжээст гадаргуугийн зураглал хийдэг шиг ийм ертөнцөд цаг хугацааны зураглал хийх мэргэжилтнүүд хэрэгтэй байх магадлалтай.

  Хоёр хэмжээст орон зайг нэг хэмжээст орон зайнаас өөр юу ялгах вэ? Саад бэрхшээлийг даван туулах чадвар, жишээлбэл. Энэ нь бидний оюун санааны хил хязгаараас бүрэн давсан зүйл юм. Нэг хэмжээст ертөнцийн оршин суугч булан эргэх нь ямар байдгийг төсөөлж чадахгүй. Энэ юу вэ - цаг хугацааны өнцөг? Нэмж дурдахад, хоёр хэмжээст орон зайд та урагшаа, арагшаа, тэр ч байтугай диагналаар аялж болно. Цаг хугацааг диагональ байдлаар туулах ямар байдгийг би мэдэхгүй. Цаг хугацаа физикийн олон хуулиудын үндэс суурь болдогийг дурдахгүй өнгөрч болохгүй бөгөөд өөр цаг хугацааны хэмжигдэхүүн гарч ирснээр Ертөнцийн физик хэрхэн өөрчлөгдөхийг төсөөлөхийн аргагүй юм. Гэхдээ энэ тухай бодоход үнэхээр сэтгэл хөдөлгөм!

  Маш том нэвтэрхий толь бичиг

  Бусад хэмжигдэхүүнүүд хараахан нээгдээгүй байгаа бөгөөд зөвхөн математик загварт байдаг. Гэхдээ та тэднийг ингэж төсөөлөхийг оролдож болно.

  Өмнө нь олж мэдсэнээр бид Орчлон ертөнцийн дөрөв дэх (цаг хугацааны) хэмжээсийн гурван хэмжээст проекцийг харж байна. Өөрөөр хэлбэл, манай ертөнцийн оршин тогтнох мөч бүр нь Их тэсрэлтээс дэлхийн төгсгөл хүртэлх цаг хугацааны цэг (тэг хэмжээстэй төстэй) юм.

  Цаг хугацаагаар аялах тухай уншсан хүмүүс орон зай-цаг хугацааны тасралтгүй байдлын муруйлт ямар чухал үүрэг гүйцэтгэдэгийг мэддэг. Энэ бол тав дахь хэмжээс бөгөөд энэ шугамын хоёр цэгийг ойртуулахын тулд дөрвөн хэмжээст орон зай-цаг "нугалж" байдаг. Үүнгүйгээр эдгээр цэгүүдийн хооронд аялах нь хэтэрхий урт, эсвэл бүр боломжгүй байх болно. Товчоор хэлбэл, тав дахь хэмжээс нь хоёр дахь хэмжээтэй төстэй бөгөөд энэ нь орон зай-цаг хугацааны "нэг хэмжээст" шугамыг "хоёр хэмжээст" хавтгайд шилжүүлдэг бөгөөд энэ нь өнцөг эргүүлэх чадвартай хэлбэрээр илэрхийлэгддэг.

  Манай ялангуяа гүн ухааны сэтгэлгээтэй уншигчид боломжийн талаар арай эрт бодож байсан байх чөлөөт хүсэлирээдүй аль хэдийн байгаа боловч хараахан тодорхойгүй байгаа нөхцөлд. Шинжлэх ухаан энэ асуултад ингэж хариулдаг: магадлал. Ирээдүй бол саваа биш, харин боломжит хувилбаруудын бүхэл шүүр юм. Аль нь биелэхийг бид тэнд очоод олж мэдэх болно.

  Магадлал бүр нь тав дахь хэмжээсийн "хавтгай" дээр "нэг хэмжээст" сегмент хэлбэрээр байдаг. Нэг сегментээс нөгөө хэсэг рүү шилжих хамгийн хурдан арга юу вэ? Энэ нь зөв - энэ онгоцыг цаас шиг нугална. Би үүнийг хаана нугалах ёстой вэ? Мөн дахин зөв - энэ бүхнийг өгдөг зургаа дахь хэмжээст нарийн төвөгтэй бүтэц"эзлэхүүн". Тэгээд үүнийг дуртай болгодог гурван хэмжээст орон зай, "дууссан", шинэ цэг.

  Долоо дахь хэмжээс нь зургаан хэмжээст "цэг" -ээс бүрдэх шинэ шулуун шугам юм. Энэ шугамын өөр ямар цэг байна вэ? Их тэсрэлтийн үр дүнд биш, харин өөр нөхцөлд үүссэн, бусад хууль тогтоомжийн дагуу үйл ажиллагаа явуулдаг өөр ертөнц дэх үйл явдлын хөгжлийн хязгааргүй олон сонголтууд. Өөрөөр хэлбэл, долоо дахь хэмжээс нь зэрэгцээ ертөнцийн бөмбөлгүүдийг юм. Найм дахь хэмжээс нь эдгээр "шулуун шугамуудыг" нэг "хавтгай" болгон цуглуулдаг. Есдүгээр нь найм дахь хэмжээсийн бүх "хуудас" -ыг агуулсан номтой харьцуулж болно. Энэ бол физикийн бүх хууль тогтоомж, бүх анхны нөхцөл бүхий бүх ертөнцийн бүх түүхийн нийлбэр юм. Дахин үе.

  Энд бид хязгаарт хүрсэн. Арав дахь хэмжээсийг төсөөлөхийн тулд бидэнд шулуун шугам хэрэгтэй. Хэрэв ес дэх хэмжээс нь төсөөлж болох бүх зүйлийг, бүр төсөөлөхийн аргагүй зүйлийг хамарсан бол энэ мөрөнд өөр ямар цэг байж болох вэ? Эндээс харахад ес дэх хэмжээс нь зөвхөн өөр нэг эхлэлийн цэг биш, харин эцсийнх нь юм - наад зах нь бидний төсөөллийн хувьд.

  Утасны онол нь арав дахь хэмжээст утсыг чичирдэг буюу бүх зүйлийг бүрдүүлдэг үндсэн бөөмс гэж үздэг. Хэрэв арав дахь хэмжээст бүх орчлон ертөнц, бүх боломжуудыг агуулж байвал утаснууд хаа сайгүй, үргэлж оршин байдаг. Утас бүр манай орчлонд ч, өөр аль ч ертөнцөд байдаг. Ямар ч үед. Шууд. Гайхалтай, тийм үү?

  Физикч, утсан онолын мэргэжилтэн. Тэрээр Калаби-Яугийн харгалзах олон талт топологитой холбоотой толин тусгал тэгш хэмийн чиглэлээр хийсэн ажлаараа алдартай. Шинжлэх ухааны алдартай номын зохиолч гэдгээрээ олон нийтэд танигдсан. Түүний "Дэгжин орчлон" кино Пулицерийн шагналд нэр дэвшсэн.

  2013 оны 9-р сард Брайн Грин Политехникийн музейн урилгаар Москвад иржээ. Алдарт физикч, утсан онолч, Колумбийн их сургуулийн профессор, түүнийг шинжлэх ухааныг сурталчлагч, "Дэгжин орчлон" номын зохиогч гэдгээрээ олон нийт мэддэг. Lenta.ru сайт Брайн Гринтэй утсан онол болон сүүлийн үед онолд тулгарч буй бэрхшээлүүд, мөн квант таталцал, амплитуэдр болон нийгмийн удирдлагын талаар ярилцав.

  Орос хэл дээрх уран зохиол:Каку М., Томпсон Ж.Т. "Эйнштейний цаана: Супер стрингүүд ба эцсийн онолын эрэл" ба энэ нь юу байсан бэ Өгүүллийн эх хувийг вэбсайт дээр байрлуулсан InfoGlaz.rfЭнэ хуулбарыг хийсэн нийтлэлийн холбоос -

  Суперстрингийн онол нь түгээмэл хэллэгээр орчлон ертөнцийг чичиргээт энергийн хэлхээний цуглуулга гэж төсөөлдөг. Тэд бол байгалийн үндэс суурь юм. Таамаглал нь бусад элементүүдийг дүрсэлсэн байдаг - branes. Манай дэлхий дээрх бүх бодисууд утас, уяаны чичиргээнээс бүрддэг. Онолын байгалийн үр дагавар нь таталцлын дүрслэл юм. Тийм ч учраас эрдэмтэд энэ нь таталцлыг бусад хүчнүүдтэй нэгтгэх гол түлхүүр гэж үздэг.

  Үзэл баримтлал нь хөгжиж байна

  Онол нэг талбар, superstring онол нь цэвэр математикийн онол юм. Физикийн бүх ойлголтуудын нэгэн адил энэ нь тодорхой аргаар тайлбарлаж болох тэгшитгэл дээр суурилдаг.

  Өнөөдөр энэ онолын эцсийн хувилбар яг юу болохыг хэн ч мэдэхгүй. Эрдэмтэд энэ талаар нэлээд тодорхойгүй ойлголттой байдаг нийтлэг элементүүд, гэхдээ хэн ч бүх супер мөрний онолыг хамарсан эцсийн тэгшитгэлийг гаргаж ирээгүй бөгөөд туршилтаар үүнийг батлах боломжгүй байна (хэдийгээр үүнийг үгүйсгэсэн ч). Физикчид тэгшитгэлийн хялбаршуулсан хувилбаруудыг бүтээсэн боловч өнөөг хүртэл энэ нь бидний орчлон ертөнцийг бүрэн дүрсэлж чадахгүй байна.

  Эхлэгчдэд зориулсан Superstring онол

  Таамаглал нь таван үндсэн санаа дээр суурилдаг.

  1. Суперстрингийн онол нь манай дэлхийн бүх объектууд чичиргээт утас, энергийн мембранаас бүрддэг гэж таамаглаж байна.
  2. Энэ нь харьцангуйн ерөнхий онол (таталцлыг)-тай хослуулахыг оролддог квант физик.
  3. Superstring онол нь орчлон ертөнцийн бүх үндсэн хүчийг нэгтгэх боломжийг бидэнд олгоно.
  4. Энэхүү таамаглал нь үндсэндээ ялгаатай хоёр төрлийн бөөмс болох бозон ба фермионуудын хооронд шинэ холболт болох супер тэгш хэмийг урьдчилан таамаглаж байна.
  5. Энэхүү үзэл баримтлал нь орчлон ертөнцийн хэд хэдэн нэмэлт, ихэвчлэн ажиглагддаггүй хэмжигдэхүүнүүдийг тодорхойлдог.

  Утас ба уяаг

  1970-аад онд онол гарч ирэхэд түүний доторх энергийн утаснууд нь 1 хэмжээст объектууд - утаснууд гэж тооцогддог байв. "Нэг хэмжээст" гэдэг үг нь жишээлбэл, урт, өндөртэй дөрвөлжин шиг мөр нь зөвхөн 1 хэмжээст урттай гэсэн үг юм.

  Онол нь эдгээр супер мөрийг хаалттай, нээлттэй гэсэн хоёр төрөлд хуваадаг. Нээлттэй утас нь бие биедээ хүрэхгүй төгсгөлтэй байдаг бол битүү утас нь нээлттэй төгсгөлгүй гогцоо юм. Үүний үр дүнд 1-р төрлийн мөр гэж нэрлэгддэг эдгээр мөрүүд нь үндсэн 5 төрлийн харилцан үйлчлэлд өртдөг болохыг тогтоожээ.

  Харилцан уялдаа холбоо нь утсыг холбож, төгсгөлийг нь салгах чадвар дээр суурилдаг. Нээлттэй утаснуудын төгсгөлүүд нийлж гогцоот утсыг үүсгэх боломжтой тул гогцоотой утсыг оруулаагүй супер мөрний онолыг бий болгох боломжгүй юм.

  Битүү утаснууд нь таталцлын хүчийг дүрсэлж чадах шинж чанартай байдаг тул энэ нь чухал болсон. Өөрөөр хэлбэл, эрдэмтэд материйн бөөмсийг тайлбарлахын оронд тэдгээрийн зан төлөв, таталцлыг тайлбарлаж болохыг супер стрелтын онол ойлгосон.

  Олон жилийн туршид онолд утаснаас гадна бусад элементүүд хэрэгтэй болохыг олж мэдсэн. Тэдгээрийг хуудас, эсвэл хивэг гэж үзэж болно. Утаснууд нь нэг эсвэл хоёр талд бэхлэгдэж болно.

  

  Квантын таталцал

  Орчин үеийн физик нь харьцангуйн ерөнхий онол (GTR) ба квант гэсэн хоёр үндсэн шинжлэх ухааны хуультай. Тэд шинжлэх ухааны огт өөр салбаруудыг төлөөлдөг. Квантын физик нь байгалийн хамгийн жижиг хэсгүүдийг судалдаг бөгөөд харьцангуйн ерөнхий онол нь дүрмээр бол гаригууд, галактикууд болон орчлон ертөнцийн хэмжээнд байгалийг тодорхойлдог. Тэдгээрийг нэгтгэхийг оролдсон таамаглалыг квант таталцлын онол гэж нэрлэдэг. Тэднээс өнөөдөр хамгийн ирээдүйтэй нь чавхдаст хөгжим юм.

  Хаалттай утаснууд нь таталцлын үйл ажиллагаанд тохирч байна. Ялангуяа тэдгээр нь гравитон буюу биетүүдийн хооронд таталцлыг дамжуулдаг бөөмсийн шинж чанартай байдаг.

  Хүчээ нэгтгэх

  Утасны онол нь цахилгаан соронзон хүч, хүчтэй ба сул цөмийн хүч, таталцал гэсэн дөрвөн хүчийг нэг болгон нэгтгэхийг оролддог. Манай ертөнцөд тэд өөрсдийгөө дөрвөөр илэрхийлдэг янз бүрийн үзэгдэл, гэхдээ стринг онолчид Орчлон ертөнцийн эхэн үед үнэхээр гайхалтай байсан гэж үздэг өндөр түвшинэнерги, эдгээр бүх хүчийг бие биетэйгээ харилцан үйлчлэлцдэг утсаар дүрсэлсэн байдаг.

  

  Супер тэгш хэм

  Орчлон ертөнцийн бүх бөөмсийг бозон ба фермион гэж хоёр төрөлд хувааж болно. Мөрний онол нь тэдгээрийн хооронд супер тэгш хэм гэж нэрлэгддэг хамаарал байгааг таамаглаж байна. Суперсимметрийн үед бозон бүрт фермион, фермион бүрт бозон байх ёстой. Харамсалтай нь ийм тоосонцор байгаа нь туршилтаар батлагдаагүй байна.

  Супер тэгш хэм бол элементүүдийн хоорондын математик харилцаа юм физик тэгшитгэл. Энэ нь физикийн өөр нэг салбарт нээгдсэн бөгөөд үүнийг хэрэглэснээр 1970-аад оны дундуур хэт тэгш хэмт утаснуудын онол (эсвэл алдартай хэллэгээр супер мөрний онол) гэж нэрлэгдэхэд хүргэсэн.

  Хэт тэгш хэмийн давуу талуудын нэг нь зарим хувьсагчийг хасах замаар тэгшитгэлийг ихээхэн хялбарчилдаг явдал юм. Хэт тэгш хэмгүй бол тэгшитгэл нь хязгааргүй утга, төсөөлөл гэх мэт физикийн зөрчилдөөнд хүргэдэг.

  Эрдэмтэд супер тэгш хэмээр таамагласан бөөмсийг ажиглаагүй тул энэ нь таамаглал хэвээр байна. Үүний шалтгаан нь масстай холбоотой их хэмжээний энергийн хэрэгцээ гэж олон физикчид үздэг. мэдэгдэж байгаа тэгшитгэлЭйнштейн Е = mc 2. Эдгээр бөөмс нь орчлон ертөнцийн эхэн үед оршин байсан байж болох ч Их тэсрэлтийн дараа хөргөж, энерги тархах үед эдгээр бөөмс нь эрчим хүчний доод түвшинд шилжсэн.

  Өөрөөр хэлбэл, өндөр энергитэй бөөмс мэт чичирч байсан утаснууд нь эрчим хүчээ алдаж, бага чичиргээтэй элемент болгон хувиргасан.

  Эрдэмтэд одон орны ажиглалт эсвэл бөөмийн хурдасгуурын туршилтууд нь зарим өндөр энергитэй хэт тэгш хэмтэй элементүүдийг илрүүлснээр онолыг баталгаажуулна гэж найдаж байна.

  

  Нэмэлт хэмжээсүүд

  Утасны онолын өөр нэг математик утга нь гурваас илүү хэмжээс бүхий ертөнцөд утга учиртай байдаг. Одоогоор үүний хоёр тайлбар байна:

  1. Нэмэлт хэмжээсүүд (тэдгээрийн зургаа нь) нурж унасан буюу утсан онолын хэллэгээр хэзээ ч анзаарагдахааргүй гайхалтай жижиг хэмжээтэй нягтаршсан.
  2. Бид 3 хэмжээст хэмжигдэхүүнд гацсан бөгөөд бусад хэмжээсүүд нь үүнээс хэтэрч, бидэнд хүрч чадахгүй.

  Онолчдын дунд судалгааны чухал чиглэл бол математик загварчлалЭдгээр нэмэлт координатууд нь биднийхтэй хэрхэн холбоотой байж болох вэ. Хамгийн сүүлийн үеийн үр дүнгээс харахад эрдэмтэд удахгүй хийх туршилтаар эдгээр нэмэлт хэмжээсүүдийг (хэрэв байгаа бол) илрүүлэх боломжтой болно, учир нь тэдгээр нь урьд өмнө хүлээгдэж байснаас том хэмжээтэй байж магадгүй юм.

  Зорилгоо ойлгох

  Эрдэмтдийн супер чавхдасыг судлахдаа зорьж буй зорилго нь "бүх зүйлийн онол" буюу нэгдмэл физик таамаглал юм. суурь түвшинбүгдийг дүрсэлсэн физик бодит байдал. Хэрэв энэ нь амжилттай болвол манай орчлон ертөнцийн бүтцийн талаарх олон асуултыг тодруулж чадна.

  Матери ба массыг тайлбарлах

  Орчин үеийн судалгааны гол ажлуудын нэг бол бодит бөөмсийн шийдлийг олох явдал юм.

  Мөрний онол нь адрон гэх мэт бөөмсийг утсанд янз бүрийн өндөр чичиргээний төлөвөөр дүрсэлсэн ойлголтоор эхэлсэн. Орчин үеийн ихэнх найрлагад манай орчлонд ажиглагдаж буй бодисууд нь утас, уяаны хамгийн бага энергийн чичиргээний үр дүн юм. Өндөр чичиргээ нь одоогоор манай дэлхийд байхгүй өндөр энергитэй бөөмсийг үүсгэдэг.

  Эдгээрийн масс нь уяа болон уяаг хэрхэн нягтруулсан нэмэлт хэмжээсээр ороож байгаагийн илрэл юм. Жишээлбэл, математикч, физикчдийн торус гэж нэрлэдэг пончик хэлбэртэй болгох хялбаршуулсан тохиолдолд утас нь энэ дүрсийг хоёр аргаар ороож болно.

  • торусын дундуур богино гогцоо;
  • торусын бүхэл бүтэн гаднах тойргийн урт гогцоо.

  Богино гогцоо нь хөнгөн бөөмс, урт гогцоо нь хүнд байх болно. Торус хэлбэрийн нягтаршсан хэмжээсүүдээр утсыг ороох үед өөр өөр масстай шинэ элементүүд үүсдэг.

  

  Superstring онол нь уртыг масс руу шилжүүлэхийг товч бөгөөд тодорхой, энгийн бөгөөд гоёмсог тайлбарладаг. Энд байгаа атираат хэмжээсүүд нь торусаас хамаагүй илүү төвөгтэй боловч зарчмын хувьд ижил аргаар ажилладаг.

  Хэдийгээр төсөөлөхөд хэцүү ч утас нь торусыг хоёр чиглэлд нэгэн зэрэг ороож, өөр масстай өөр бөөмс үүсэх боломжтой. Бранс нь нэмэлт хэмжээсийг бүрхэж, илүү их боломжийг бий болгож чадна.

  Орон зай ба цаг хугацааны тодорхойлолт

  Супер мөрний онолын олон хувилбарт хэмжилтүүд нурж, технологийн өнөөгийн түвшинд тэдгээрийг ажиглах боломжгүй болгодог.

  Утасны онол нь орон зай, цаг хугацааны үндсэн мөн чанарыг Эйнштэйнээс илүү тайлбарлаж чадах эсэх нь одоогоор тодорхойгүй байна. Үүнд хэмжилтүүд нь утаснуудын харилцан үйлчлэлийн суурь ба бие даасан байдал юм жинхэнэ утга учирбайхгүй.

  Орон зай-цаг хугацааг бүх хэлхээний харилцан үйлчлэлийн нийлбэрийн дериватив болгон дүрслэх талаар бүрэн боловсруулаагүй тайлбаруудыг санал болгосон.

  Энэ хандлага нь зарим физикчдийн санаатай нийцэхгүй байгаа нь таамаглалыг шүүмжлэхэд хүргэсэн. Өрсөлдөөнт онол нь орон зай, цаг хугацааны квантчлалыг эхлэлийн цэг болгон ашигладаг. Эцсийн эцэст энэ нь ижил үндсэн таамаглалд өөр хандлага болж хувирна гэж зарим хүмүүс үздэг.

  Таталцлын квантчлал

  Энэхүү таамаглалын гол ололт нь батлагдвал таталцлын квант онол байх болно. Ерөнхий харьцангуйн онолын одоогийн тодорхойлолт нь квант физиктэй нийцэхгүй байна. Сүүлийнх нь жижиг хэсгүүдийн зан төлөвт хязгаарлалт тогтоосноор Ертөнцийг маш бага хэмжээгээр судлахыг оролдох үед зөрчилдөөнд хүргэдэг.

  Хүчний нэгдэл

  Одоогийн байдлаар физикчид таталцал, цахилгаан соронзон, сул ба хүчтэй цөмийн харилцан үйлчлэл гэсэн дөрвөн үндсэн хүчийг мэддэг. Утасны онолоос үзэхэд тэд бүгд нэгэн цагт нэг илрэл байсан.

  Энэ таамаглалын дагуу, оноос хойш эрт орчлон ертөнцдараа хөргөнө том тэсрэлт, энэ ганц харилцан үйлчлэл нь өнөөдөр ажиллаж байгаа өөр өөр харилцан үйлчлэлд задарч эхэлсэн.

  Өндөр энергитэй туршилтууд нь хэзээ нэгэн цагт эдгээр хүчийг нэгтгэх боломжийг бидэнд олгох болно, гэхдээ ийм туршилтууд нь өнөөгийн технологийн хөгжлөөс хамаагүй хол байна.

  Таван сонголт

  1984 оны супер чавхдаст хувьсгалаас хойш хөгжил халуухан хурдтай явагдсан. Үүний үр дүнд нэг ойлголтын оронд I, IIA, IIB, HO, HE гэж нэрлэгддэг таван зүйл байсан бөгөөд тэдгээр нь тус бүр нь бидний ертөнцийг бараг бүрэн дүрсэлсэн боловч бүрэн биш юм.

  Физикчид бүх нийтийн үнэн томьёог олох найдвараар утсан онолын хувилбаруудыг судалж, бие даасан 5 өөр хувилбарыг бүтээжээ. Тэдний зарим шинж чанар нь дэлхийн физик бодит байдлыг тусгасан байсан бол зарим нь бодит байдалд тохирохгүй байв.

  

  М-онол

  1995 онд болсон бага хурал дээр физикч Эдвард Виттен таван таамаглалын асуудлыг зоригтой шийдэхийг санал болгов. Шинээр нээсэн хоёрдмол шинж чанарт үндэслэн тэд бүгд Виттений М-супер утаснуудын онол гэж нэрлэгддэг нэг ерөнхий ойлголтын онцгой тохиолдол болсон. Үүний гол ойлголтуудын нэг нь 1-ээс илүү хэмжээс бүхий үндсэн объект болох branes (мембран гэсэн үгийн товчлол) байв. Зохиогч нь бүрэн хувилбарыг санал болгоогүй ч одоог хүртэл байхгүй байгаа ч супер мөрний M-онол нь дараах шинж чанаруудаас бүрддэг.

  • 11 хэмжээст (10 орон зайн 1 цаг хугацааны хэмжээ);
  • ижил физик бодит байдлыг тайлбарлах таван онолд хүргэдэг хоёрдмол байдал;
  • Branes нь 1-ээс дээш хэмжээст мөр юм.

  Үр дагавар

  Үүний үр дүнд нэг биш 10500 шийдэл гарч ирэв. Зарим физикчдийн хувьд энэ нь хямралыг үүсгэсэн бол зарим нь орчлон ертөнцийн шинж чанарыг бидний оршин байгаагаар тайлбарладаг антропийн зарчмыг хүлээн зөвшөөрсөн. Онолчид супер мөрний онолыг удирдах өөр арга замыг олох болно гэдгийг харах л үлдлээ.

  Зарим тайлбараас харахад манай ертөнц цорын ганц биш юм. Хамгийн радикал хувилбарууд нь хязгааргүй тооны орчлон ертөнцийг оршин тогтнох боломжийг олгодог бөгөөд тэдгээрийн зарим нь бидний яг хуулбарыг агуулдаг.

  Эйнштейний онол нь өтний нүх буюу Эйнштейн-Розены гүүр гэж нэрлэгддэг нурсан орон зай байгааг таамаглаж байна. Энэ тохиолдолд хоёр алслагдсан газар нь богино гарцаар холбогддог. Superstring онол нь зөвхөн үүнийг төдийгүй зэрэгцээ ертөнцийн алслагдсан цэгүүдийг холбох боломжийг олгодог. Тэр ч байтугай физикийн өөр өөр хуультай орчлон ертөнцүүдийн хооронд шилжих боломжтой. Гэсэн хэдий ч таталцлын квант онол тэдний оршин тогтнох боломжгүй болгох магадлалтай.

  

  Сансар огторгуйд агуулагдах бүх мэдээлэл нь түүний гадаргуу дээр бичигдсэн мэдээлэлтэй тохирч байх үед голограф зарчим нь энергийн утаснуудын тухай ойлголтыг илүү гүнзгий ойлгох боломжийг олгоно гэж олон физикчид үздэг.

  Зарим хэсэг нь супер мөрний онол нь цаг хугацааны олон хэмжигдэхүүнийг зөвшөөрдөг бөгөөд энэ нь тэдгээрийг даван туулахад хүргэдэг гэж үздэг.

  Нэмж дурдахад, энэ таамаглал нь манай орчлон ертөнц хоёр дамжлага мөргөлдсөний үр дүнд бий болсон бөгөөд олон дахин бүтээн байгуулалт, сүйрлийн мөчлөгийг туулдаг их тэсрэлтийн загвараас өөр хувилбарыг санал болгож байна.

  Орчлон ертөнцийн эцсийн хувь тавилан нь физикчдийг үргэлж зовоож ирсэн бөгөөд утсан онолын эцсийн хувилбар нь материйн нягт ба сансар судлалын тогтмолыг тодорхойлоход тусална. Эдгээр утгыг мэдсэнээр сансар судлаачид орчлон ертөнц тэсэрч дахин эхлэх хүртэл агших эсэхийг тодорхойлох боломжтой болно.

  Үүнийг боловсруулж, туршиж үзэх хүртэл энэ нь юунд хүргэж болохыг хэн ч мэдэхгүй. Эйнштейн E=mc 2 тэгшитгэлийг бичсэнийхээ дараа энэ нь цөмийн зэвсэг бий болно гэж төсөөлөөгүй. Бүтээгчид квант физикЭнэ нь лазер болон транзистор бүтээх үндэс болно гэдгийг тэд мэдээгүй. Ийм цэвэр онолын үзэл баримтлал юунд хүргэх нь хараахан тодорхойгүй байгаа ч гайхалтай зүйл гарах нь гарцаагүй гэдгийг түүх харуулж байна.

  Энэ таамаглалын талаар та Эндрю Зиммерманы "Даммигийн супер стринг онол" номноос илүү ихийг уншиж болно.