Teoria kuantike e fijeve. Shkurtimisht rreth teorisë së fijeve

Fraza e bukur poetike "teoria e fijeve" emërton një nga drejtimet në fizikën teorike, duke ndërthurur idetë e teorisë së relativitetit dhe mekanikës kuantike. Ky drejtim fizikani studion vargjet kuantike - domethënë objektet e zgjeruara njëdimensionale. Ky është ndryshimi kryesor i tij nga shumë degë të tjera të fizikës në të cilat studiohet dinamika e grimcave pika.

Në thelbin e saj, Teoria e Stringut mohon dhe pohon se Universi ka ekzistuar gjithmonë. Domethënë, Universi nuk ishte një pikë infinitimale, por një varg me një gjatësi infinite të vogël, ndërsa teoria e fijeve thotë se ne jetojmë në hapësirë dhjetë-dimensionale, megjithëse ndihemi vetëm 3-4. Pjesa tjetër ekziston në një gjendje të rrënuar dhe nëse vendosni të bëni pyetjen: "Kur do të shpalosen dhe a do të ndodhë kjo ndonjëherë?", atëherë nuk do të merrni përgjigje.

Matematika thjesht nuk e gjeti atë - teoria e fijeve e pamundur të vërtetohet eksperimentalisht. Vërtetë, kishte përpjekje për të zhvilluar një teori universale në mënyrë që të mund të testohej praktikisht. Por që kjo të ndodhë, duhet thjeshtuar aq shumë sa të arrijë nivelin tonë të perceptimit të realitetit. Atëherë ideja e verifikimit bëhet krejtësisht e pakuptimtë.

Kriteret dhe konceptet bazë të teorisë së fijeve

Teoria e relativitetit thotë se Universi ynë është një aeroplan, dhe mekanika kuantike thotë se në nivel mikro ka lëvizje të pafundme, për shkak të së cilës hapësira është e lakuar. Dhe teoria e fijeve përpiqet të kombinojë këto dy supozime, dhe në përputhje me të, grimcat elementare përfaqësohen si përbërës të veçantë në përbërjen e secilit atom - vargje origjinale, të cilat janë një lloj fibrash ultramikroskopike. Grimcat elementare kanë veti që shpjegojnë lëkundje rezonante fijet që formojnë këto grimca. Këto lloj fibrash prodhojnë dridhje në sasi të pafundme.

Për një kuptim më të saktë të thelbit, një laik i thjeshtë mund të imagjinojë telat e instrumenteve të zakonshëm muzikorë, të cilët mund të kohë të ndryshme shtrihet, përkulet me sukses, vibrojnë vazhdimisht. Fijet që ndërveprojnë me njëri-tjetrin nën dridhje të caktuara kanë të njëjtat veti.

Duke u palosur në sythe standarde, fijet formojnë lloje më të mëdha grimcash - kuarke, elektrone, masa e të cilave do të varet drejtpërdrejt nga niveli i tensionit dhe frekuenca e dridhjeve të fibrave. Pra, energjia e vargjeve lidhet pikërisht me këto kritere. Pesha grimcat elementare do të jetë më i lartë me më shumë energji të emetuar.

Çështjet aktuale në teorinë e fijeve

Gjatë studimit të teorisë së fijeve, shkencëtarët nga shumë vende hasën në mënyrë periodike një sërë problemesh dhe pyetjesh të pazgjidhshme. Më së shumti pikë e rëndësishme mund të konsiderohet mungesë formulash matematikore, ndaj specialistët ende nuk kanë mundur t'i japin teorisë një formë të plotë.

Problemi i dytë i rëndësishëm është konfirmimi i thelbit të teorisë së pranisë së 10 dimensioneve, kur në fakt mund të ndjejmë vetëm 4 prej tyre. Me sa duket 6 prej tyre të mbetur ekzistojnë në një gjendje të përdredhur dhe nuk është e mundur t'i ndiejmë në kohë reale. Prandaj, megjithëse përgënjeshtrimi i teorisë është thelbësisht i pamundur, konfirmim eksperimental Deri tani duket gjithashtu mjaft e vështirë.

Në të njëjtën kohë, studimi i teorisë së fijeve u bë një shtysë e qartë për zhvillimin e konstruksioneve origjinale matematikore, si dhe topologjinë. Fizika me të drejtimet teorike rrënjosur mjaft fort në matematikë edhe me ndihmën e teorisë që studiohet. Për më tepër, thelbi i gravitetit dhe materies kuantike moderne ishte në gjendje të kuptohej plotësisht, pasi kishte filluar të studionte shumë më thellë se sa ishte e mundur më parë.

Prandaj, kërkimi në teorinë e fijeve vazhdon vazhdimisht, dhe rezultati i eksperimenteve të shumta, duke përfshirë testet në Përplasësin e Madh të Hadronit, mund të sigurojë konceptet dhe elementet që mungojnë. Në këtë rast, teoria fizike do të jetë një fenomen absolutisht i provuar dhe i pranuar përgjithësisht.

Në fillim të shekullit të 20-të, u formuan dy shtylla mbështetëse të njohurive moderne shkencore. Një prej tyre është teoria e përgjithshme e relativitetit të Ajnshtajnit, e cila shpjegon fenomenin e gravitetit dhe strukturën e hapësirë-kohës. Tjetra është mekanika kuantike, e cila përshkruan proceset fizike përmes prizmit të probabilitetit. Teoria e fijeve synon të kombinojë këto dy qasje. Mund të shpjegohet shkurt dhe qartë duke përdorur analogji në jetën e përditshme.

Teoria e fijeve në terma të thjeshtë

Dispozitat kryesore të një prej "teorive më të famshme të gjithçkaje" përfundojnë në sa vijon:

Baza e universit përbëhet nga objekte të zgjatura që kanë formë si vargje;
Këto objekte priren të kryejnë dridhje të ndryshme, sikur në një instrument muzikor;
Si rezultat i këtyre dridhjeve formohen grimca të ndryshme elementare (kuarke, elektrone etj.).
Masa e objektit që rezulton është drejtpërdrejt proporcionale me amplituda e dridhjes së përsosur;
Teoria ndihmon në sigurimin e një pasqyre të re mbi vrimat e zeza;
Gjithashtu, me ndihmën e mësimit të ri, u bë e mundur të zbulohej forca e gravitetit në ndërveprimet midis grimcave themelore;
Ndryshe nga idetë mbizotëruese për botën katërdimensionale, teoria e re prezanton dimensione shtesë;
Aktualisht, koncepti ende nuk është pranuar zyrtarisht nga komuniteti i gjerë shkencor. Nuk dihet asnjë eksperiment i vetëm që do të konfirmonte këtë teori harmonike dhe të verifikuar në letër.

Sfondi historik

Historia e kësaj paradigme përfshin disa dekada kërkimesh intensive. Falë përpjekjeve të përbashkëta të fizikantëve në mbarë botën, u zhvillua një teori koherente që përfshinte konceptet e materies së kondensuar, kozmologjisë dhe matematikës teorike.

Fazat kryesore të zhvillimit të tij:

1943-1959 U shfaq doktrina e Werner Heisenberg për matricën s, brenda së cilës u propozua të hidheshin poshtë konceptet e hapësirës dhe kohës për fenomenet kuantike. Heisenberg ishte i pari që zbuloi se pjesëmarrësit në ndërveprime të forta janë objekte të zgjeruara, jo pika;
1959-1968 U zbuluan grimca me rrotullime të larta (momente rrotullimi). Fizikani italian Tullio Regge do të propozojë grupimin e gjendjeve kuantike në trajektore (të cilat u emëruan sipas tij);
1968-1974 Garibrele Veneziano propozoi një model rezonance të dyfishtë për të përshkruar ndërveprimet e forta. Yoshiro Nambu e zhvilloi këtë ide dhe e përshkroi forcat bërthamore si vargjet njëdimensionale vibruese;
1974-1994 Zbulimi i superstrings, kryesisht falë punës së shkencëtarit rus Alexander Polyakov;
1994-2003 Shfaqja e teorisë M lejoi më shumë se 11 dimensione;
2003 - sot V. Michael Douglas zhvilloi teorinë e vargut të peizazhit me konceptin vakum i rremë.

Teoria kuantike e fijeve

Objektet kryesore në të renë paradigmë shkencore janë objektet më të bukura, të cilat janë të tyre lëvizjet osciluese i japin masë dhe ngarkesë çdo grimce elementare.

Karakteristikat kryesore të vargjeve sipas ideve moderne:

Gjatësia e tyre është jashtëzakonisht e vogël - rreth 10 -35 metra. Në këtë shkallë, ndërveprimet kuantike bëhen të dallueshme;
Megjithatë, në të zakonshme kushtet laboratorike, të cilat nuk kanë të bëjnë me objekte kaq të vogla, një varg është absolutisht i padallueshëm nga një objekt me pikë pa dimension;
Një karakteristikë e rëndësishme e një objekti të vargut është orientimi. Vargjet që e posedojnë janë çiftuar me të drejtim të kundërt. Ka edhe raste të padrejtuara.

Vargjet mund të ekzistojnë ose në formën e një segmenti të kufizuar në të dy skajet, ose në formën e një laku të mbyllur. Për më tepër, transformimet e mëposhtme janë të mundshme:

Një segment ose lak mund të "shumohet" për të krijuar një palë objektesh përkatëse;
Një segment krijon një lak nëse një pjesë e tij "lakohet";
Lakja prishet dhe bëhet një varg i hapur;
Dy segmente shkëmbejnë segmente.

Objekte të tjera themelore

Në vitin 1995, doli se jo vetëm objektet njëdimensionale janë blloqet ndërtuese të universit tonë. Parashikohej ekzistenca e formacioneve të pazakonta - branes- në formën e një cilindri ose unaze vëllimore, të cilat kanë këto karakteristika:

Ato janë disa miliarda herë më të vogla se atomet;
Mund të përhapet në hapësirë dhe kohë, të ketë masë dhe ngarkesë;
Në Universin tonë ata përfaqësojnë objekte tredimensionale. Megjithatë, sugjerohet se forma e tyre është shumë më misterioze, pasi një pjesë e konsiderueshme e tyre mund të shtrihet në dimensione të tjera;
Hapësira shumëdimensionale që shtrihet poshtë branes është hiperhapësirë;
Këto struktura lidhen me ekzistencën e grimcave që bartin gravitetin - gravitone. Ato ndahen lirisht nga branes dhe rrjedhin pa probleme në dimensione të tjera;
Ndërveprimet elektromagnetike, bërthamore dhe të dobëta janë gjithashtu të lokalizuara në brane;
Lloji më i rëndësishëm janë D-brane. Pikat fundore të vargut të hapur ngjiten në sipërfaqen e tyre në momentin kur ai kalon nëpër hapësirë.

Kritikat

Si çdo revolucion shkencor, ky depërton ferrat e keqkuptimeve dhe kritikave nga ithtarët e pikëpamjeve tradicionale.

Ndër komentet e shprehura më shpesh:

Futja e dimensioneve shtesë të hapësirë-kohës krijon mundësinë hipotetike të ekzistencës sasi e madhe universet. Sipas matematikanit Peter Volt, kjo çon në pamundësinë e parashikimit të ndonjë procesi apo fenomeni. Çdo eksperiment fillon numër i madh skenarë të ndryshëm që mund të interpretohen në mënyra të ndryshme;
Nuk ka asnjë opsion konfirmimi. Niveli aktual i zhvillimit teknologjik nuk lejon që kërkimi në tavolinë të konfirmohet ose të përgënjeshtrohet eksperimentalisht;
Vëzhgimet e fundit të objekteve astronomike nuk i përshtaten teorisë, e cila i detyron shkencëtarët të rishqyrtojnë disa nga përfundimet e tyre;
Një numër fizikantësh shprehin mendimin se koncepti është spekulativ dhe pengon zhvillimin e koncepteve të tjera themelore.

Ndoshta është më e lehtë të provosh teoremën e Fermatit sesa të shpjegosh teorinë e fijeve me fjalë të thjeshta. Aparati i tij matematikor është aq i gjerë sa që vetëm shkencëtarët me përvojë nga institutet më të mëdha kërkimore mund ta kuptojnë atë.

Ende nuk është e qartë nëse zbulimet e bëra në majë të stilolapsit gjatë dekadave të fundit do të gjejnë zbatim real. Nëse po, atëherë na pret një gjë e mrekullueshme. botë e re me antigravitetin, universe të shumta dhe të dhëna për natyrën e vrimave të zeza.

Video: teoria e vargut e shkurtër dhe e arritshme

Në këtë video, fizikani Stanislav Efremov do t'ju tregojë me fjalë të thjeshta se çfarë është teoria e fijeve:

Një pyetje e ngjashme është bërë tashmë këtu:

Por unë do të përpiqem t'ju tregoj për këtë në stilin tim të nënshkrimit;)

Ne kemi një bisedë shumë të gjatë përpara, por shpresoj se do t'ju duket interesante o vëlla. Në përgjithësi, dëgjoni se çfarë është thelbi këtu. Ideja kryesoreështë tashmë e dukshme në vetë emrin: në vend të grimcave elementare të ngjashme me pikë (të tilla si elektronet, fotonet, etj.), kjo teori propozon vargje - një lloj fije energjie njëdimensionale vibruese mikroskopike që janë aq të vogla sa nuk ka pajisje moderne ato nuk mund të zbulohen (konkretisht, ato janë të vendosura në gjatësinë e Planck, por kjo nuk është pika). Për të mos thënë se grimcat përbëhet të bëra me vargje, ato dhe ka vargjet, thjesht për shkak të papërsosmërisë së pajisjeve tona, ne i shohim ato si grimca. Dhe nëse pajisjet tona janë në gjendje të arrijnë gjatësinë e Planck, atëherë, siç pritej, ne do të gjejmë vargje atje. Dhe ashtu si një varg violine vibron, duke prodhuar nota të ndryshme, varg kuantik dridhet, duke prodhuar veti të ndryshme grimcat (për shembull, ngarkesat ose masat). Kjo, në përgjithësi, është ideja kryesore.

Megjithatë, është e rëndësishme të theksohet këtu se teoria e fijeve ka ambicie shumë të mëdha dhe nuk pretendon asgjë më pak se statusin e një "teorie të gjithçkaje", duke kombinuar gravitetin (teorinë e relativitetit) dhe mekanikën kuantike (d.m.th., makrobotën - bota e objekteve të mëdha të njohura për ne, dhe mikrobota - bota e grimcave elementare). Graviteti shfaqet në mënyrë elegante më vete në teorinë e fijeve, dhe ja pse. Fillimisht, teoria e fijeve u perceptua në përgjithësi vetëm si një teori e forcës së fortë bërthamore (ndërveprimi për shkak të të cilit protonet dhe neutronet mbahen së bashku në bërthamën e një atomi), asgjë më shumë, pasi disa lloje të vargjeve vibruese u ngjanin vetive të gluoneve. (grimca që bartin forcën e fortë). Megjithatë, përveç gluoneve, në të kishte edhe lloje të tjera lëkundjesh të vargut, që të kujtonin grimcat e tjera që mbanin një lloj ndërveprimi, i cili nuk kishte asnjë lidhje me gluonet. Pasi studiuan vetitë e këtyre grimcave, shkencëtarët zbuluan se këto dridhje përkojnë saktësisht me vetitë e një grimce hipotetike - një graviton - një grimcë bartës ndërveprimi gravitacional. Kështu u shfaq graviteti në teorinë e fijeve.

Por këtu përsëri (çfarë do të bëni!) lind një problem i quajtur "luhatje kuantike". Mos kini frikë, ky term është i frikshëm vetëm në pamje. Pra, luhatjet kuantike shoqërohen me lindjen dhe shkatërrimin e vazhdueshëm të grimcave virtuale (ato që nuk mund të shihen drejtpërdrejt për shkak të shfaqjes dhe zhdukjes së tyre të vazhdueshme). Procesi më domethënës në këtë kuptim është asgjësimi - përplasja e një grimce dhe një antigrimcë me formimin e një fotoni (grimcë drite), i cili më pas gjeneron një grimcë dhe antigrimcë tjetër. Çfarë është graviteti, në thelb? Është një pëlhurë gjeometrike e lakuar lehtësisht e hapësirë-kohës. Fjala kyçe këtu është pa probleme. Dhe në botën kuantike, për shkak të të njëjtave luhatje, hapësira nuk është aspak e qetë dhe e qetë, ka një kaos të tillë që po ndodh atje sa që është edhe e frikshme të imagjinohet. Siç e keni kuptuar tashmë, gjeometria e qetë e hapësirës së teorisë së relativitetit është plotësisht e papajtueshme me luhatjet kuantike. Konfuzion, por fizikantët gjetën një zgjidhje, duke thënë se bashkëveprimi i vargjeve zbut këto luhatje. Si, ju pyesni? Por imagjinoni dy vargje të mbyllura (sepse ka edhe të hapura, të cilat janë një lloj fije e vogël me dy skaje të hapura; vargjet e mbyllura, në përputhje me rrethanat, janë një lloj sythe). Këto dy vargje të mbyllura janë në një kurs përplasjeje dhe në një moment përplasen, duke u kthyer në një varg më të madh. Ky varg vazhdon të lëvizë për ca kohë, pas së cilës ndahet në dy vargje më të vogla. Tani hapi tjetër. Le ta imagjinojmë të gjithë këtë proces në pamjet e filmuara: do të shohim që ky proces ka marrë një vëllim të caktuar tredimensional. Ky vëllim quhet "sipërfaqja e botës". Tani le të imagjinojmë që ju dhe unë po e shikojmë të gjithë këtë proces poshtë kënde të ndryshme: Unë po shikoj drejt, dhe ju po shikoni në një kënd të lehtë. Ne do të shohim që nga këndvështrimi juaj dhe nga këndvështrimi im, vargjet do të përplasen në vende të ndryshme, pasi për ju këto "laqe" (le t'i quajmë kështu) do të lëvizin pak në një kënd, por për mua ato do të lëviz drejt. Megjithatë, është i njëjti proces, të njëjtat dy vargje përplasëse, ndryshimi qëndron vetëm në dy këndvështrime. Kjo do të thotë se ekziston një "njollosje" e caktuar e ndërveprimit të vargjeve: nga pozicioni i vëzhguesve të ndryshëm, ato ndërveprojnë në vende të ndryshme. Megjithatë, pavarësisht këtyre pika të ndryshme Nga një këndvështrim, procesi është megjithatë një, dhe pika e ndërveprimit është një. Kështu, vëzhgues të ndryshëm do të regjistrojnë të njëjtin vend të bashkëveprimit të dy grimcave pika. Pikërisht ashtu! E kuptoni se çfarë po ndodh? Ne kemi zbutur luhatjet kuantike dhe kështu kemi bashkuar gravitetin dhe mekanikën kuantike! Shikoni!

Mirë, le të vazhdojmë. Jeni lodhur akoma? Epo, dëgjo. Tani do të flas për diçka që personalisht nuk më pëlqen shumë në teorinë e fijeve. Dhe ky quhet "matematizim". Disi teoricienët u tërhoqën shumë me matematikën... por çështja këtu është e thjeshtë: sa dimensione të hapësirës dini? Është e drejtë, tre: gjatësia, gjerësia dhe lartësia (koha është dimensioni i katërt). Pra, matematika e teorisë së fijeve shkon shumë keq me këto katër dimensione. Dhe gjithashtu me pesë. Dhe me dhjetë. Por ai shkon mirë me njëmbëdhjetë. Dhe teoricienët vendosën: mirë, meqë matematika e kërkon atë, le të ketë njëmbëdhjetë dimensione. E shihni, matematika kërkon! Matematikë, jo realitet! (Thirrje mënjanë: nëse e kam gabim, dikush të më bindë! Dua të ndryshoj mendje!) Epo, ku, mund të pyesë dikush, shkuan shtatë dimensionet e tjera? Teoria i përgjigjet kësaj pyetjeje duke thënë se ato janë "të ngjeshur", të mbështjellë në formacione mikroskopike në gjatësinë e Plankut (d.m.th., në një shkallë që ne nuk jemi në gjendje të vëzhgojmë). Këto formacione quhen "Calabi-Yau manifold" (sipas emrave të dy fizikanëve të shquar).

Është gjithashtu interesante që teoria e fijeve na çon në Multiverse, domethënë në idenë e ekzistencës numër i pafund universet paralele. E gjithë çështja këtu është se në teorinë e fijeve nuk ka vetëm vargje, por edhe brane (nga fjala "membranë"). Branes mund të jenë madhësive të ndryshme, deri në nëntë. Ne supozohet të jetojmë në një brane 3, por mund të ketë të tjerë pranë kësaj brane dhe ato mund të përplasen periodikisht. Por ne nuk i shohim ato, sepse vargjet e hapura janë të lidhura fort me branë në të dy skajet. Këto vargje me skajet e tyre mund të lëvizin përgjatë branës, por nuk mund ta lënë atë (të shkëputen). Dhe nëse besoni teorinë e fijeve, atëherë e gjithë materia dhe të gjithë ne përbëhen nga grimca që në gjatësinë e Plankut duken si vargje. Rrjedhimisht, meqenëse vargjet e hapura nuk mund të largohen nga brane, atëherë ne nuk mund të ndërveprojmë në asnjë mënyrë me një branë tjetër (lexo: univers paralel) ose ta shohësh disi. E vetmja grimcë që, në parim, nuk kujdeset për këtë kufizim dhe mund ta bëjë këtë është gravitoni hipotetik, i cili është një varg i mbyllur. Megjithatë, askush nuk ka qenë ende në gjendje të zbulojë një graviton. Një Multiverse i tillë quhet "Multiverse i Brane" ose "Skenar i Botës Brane".

Nga rruga, për shkak të faktit se jo vetëm vargjet, por edhe branat u zbuluan në teorinë e fijeve, teoricienët filluan ta quajnë atë "teori M", por askush nuk e di se çfarë do të thotë kjo "M";)

Pikërisht ashtu. Kjo është historia. Shpresoj t'ju duket interesante, vëlla. Nëse diçka mbetet e paqartë, pyesni në komente dhe unë do t'ju shpjegoj.

Kjo është tashmë tema e katërt. Vullnetarëve u kërkohet gjithashtu të mos harrojnë se cilat tema shprehën dëshirën për të mbuluar, ose ndoshta dikush sapo ka zgjedhur një temë nga lista. Unë jam përgjegjës për ripostimin dhe promovimin në rrjetet sociale. Dhe tani tema jonë: "teoria e fijeve"

Ju ndoshta keni dëgjuar se më të njohurit teori shkencore e kohës sonë - teoria e fijeve - nënkupton ekzistencën e shumë më tepër dimensioneve sesa na thotë arsyeja e shëndoshë.

Më së shumti problem i madh fizikanët teorikë - si të kombinohen gjithçka ndërveprimet themelore(gravitacionale, elektromagnetike, të dobëta dhe të forta) në teori e unifikuar. Teoria e superstringut pretendon të jetë Teoria e Gjithçkaje.

Por doli se numri më i përshtatshëm i dimensioneve që kërkohen që kjo teori të funksionojë është deri në dhjetë (nëntë prej të cilave janë hapësinore, dhe një është kohore)! Nëse ka pak a shumë dimensione, ekuacionet matematikore japin rezultate irracionale që shkojnë në pafundësi - një singularitet.

Faza tjetër në zhvillimin e teorisë së superstringut - teoria M - ka numëruar tashmë njëmbëdhjetë dimensione. Dhe një version tjetër i saj - teoria F - të dymbëdhjetët. Dhe kjo nuk është aspak një ndërlikim. Teoria F përshkruan një hapësirë 12-dimensionale prej më shumë se ekuacione të thjeshta sesa teoria M - 11-dimensionale.

Sigurisht, fizika teorike nuk quhet teorike kot. Të gjitha arritjet e saj ekzistojnë deri më tani vetëm në letër. Pra, për të shpjeguar pse ne mund të lëvizim vetëm në hapësirën tre-dimensionale, shkencëtarët filluan të flasin se si dimensionet e mbetura fatkeqe duhej të tkurren në sfera kompakte në nivelin kuantik. Për të qenë të saktë, jo në sfera, por në hapësira Calabi-Yau. Këto janë figura tredimensionale, brenda të cilave ka një botën e vet me dimensionin e vet. Një projeksion dy-dimensional i një manifoldi të tillë duket diçka si kjo:

Dihen më shumë se 470 milionë shifra të tilla. Cila prej tyre korrespondon me realitetin tonë aktualisht është duke u llogaritur. Nuk është e lehtë të jesh fizikan teorik.

Po, kjo duket pak e largët. Por ndoshta kjo shpjegon pse bota kuantike kaq ndryshe nga ajo që ne perceptojmë.

Le të kthehemi pak në histori

Në vitin 1968, një fizikan i ri teorik, Gabriele Veneziano, po shqyrtonte shumë karakteristika të vëzhguara eksperimentalisht të forcës së fortë bërthamore. Veneziano, i cili atëherë punonte në CERN, Laboratori Evropian i Përshpejtuesve në Gjenevë, Zvicër, punoi në këtë problem për disa vite derisa një ditë pati një njohuri të shkëlqyer. Për habinë e tij të madhe, ai kuptoi se formula ekzotike matematikore, e shpikur rreth dyqind vjet më parë nga matematikani i famshëm zviceran Leonhard Euler, ishte thjesht qëllime matematikore- i ashtuquajturi funksion beta i Euler-it - duket se është në gjendje të përshkruajë me një goditje të vetme të gjitha vetitë e shumta të grimcave që marrin pjesë në ndërveprimin e fortë bërthamor. Prona e vënë re nga Veneziano dha një të fuqishme përshkrimi matematik shumë tipare të ndërveprimit të fortë; ai ndezi një stuhi pune në të cilën funksioni beta dhe përgjithësimet e tij të ndryshme u përdorën për të përshkruar sasitë e mëdha të të dhënave të grumbulluara nga studimi i përplasjeve të grimcave në mbarë botën. Megjithatë, në njëfarë kuptimi, vëzhgimi i Venezianos ishte i paplotë. Ashtu si një formulë përmendësh e përdorur nga një student që nuk e kupton kuptimin ose kuptimin e saj, funksioni beta i Euler-it funksionoi, por askush nuk e kuptoi pse. Ishte një formulë që kërkonte shpjegim.

Gabriele Veneziano

Gjërat ndryshuan në vitin 1970, kur Yoichiro Nambu nga Universiteti i Çikagos, Holger Nielsen nga Instituti Niels Bohr dhe Leonard Susskind nga Universiteti i Stanfordit ishin në gjendje të identifikonin kuptimi fizik, i fshehur pas formulës së Euler-it. Këta fizikanë treguan se kur grimcat elementare përfaqësohen nga vargje të vogla vibruese njëdimensionale ndërveprim i fortë e këtyre grimcave përshkruhet saktësisht nga funksioni i Euler-it. Nëse segmentet e vargut do të ishin mjaft të vogla, arsyetuan këta studiues, ato do të dukeshin ende si grimca pikash, dhe për këtë arsye nuk do të kundërshtonin vëzhgimet eksperimentale. Edhe pse kjo teori ishte e thjeshtë dhe tërheqëse në mënyrë intuitive, përshkrimi i vargut të forcës së fortë shpejt u tregua i gabuar. Në fillim të viteve 1970. specialistë të fizikës energjitë e larta ishin në gjendje të shikonin më thellë në botën nënatomike dhe treguan se një numër parashikimesh të modelit të bazuar në vargje janë në konflikt të drejtpërdrejtë me rezultatet e vëzhgimit. Në të njëjtën kohë, pati një zhvillim paralel të teorisë së fushës kuantike - kromodinamika kuantike - e cila përdori një model pikësor të grimcave. Suksesi i kësaj teorie në përshkrimin e ndërveprimit të fortë çoi në braktisjen e teorisë së fijeve.
Shumica e fizikanëve të grimcave besonin se teoria e fijeve ishte dërguar përgjithmonë në koshin e plehrave, por një numër studiuesish i qëndruan besnikë asaj. Schwartz, për shembull, mendonte se "struktura matematikore e teorisë së fijeve është aq e bukur dhe ka kaq shumë veti mahnitëse sa që padyshim duhet të tregojë diçka më të thellë" 2 ). Një nga problemet që kishin fizikanët me teorinë e fijeve ishte se ajo dukej se ofronte shumë zgjedhje, gjë që ishte konfuze. Disa konfigurime të vargjeve vibruese në këtë teori kishin veti që i ngjanin vetive të gluoneve, gjë që dha arsye për ta konsideruar me të vërtetë një teori të ndërveprimit të fortë. Sidoqoftë, përveç kësaj, ai përmbante grimca shtesë bartëse të ndërveprimit që nuk kishin asnjë lidhje me manifestimet eksperimentale të ndërveprimit të fortë. Në vitin 1974, Schwartz dhe Joel Sherk nga Arsimi i Lartë Francez shkolla teknike bëri një supozim të guximshëm që e ktheu këtë disavantazh të dukshëm në një avantazh. Pasi studiuan mënyrat e çuditshme të dridhjeve të vargjeve që ngjajnë me grimcat bartëse, ata kuptuan se këto veti përkojnë çuditërisht ngushtë me vetitë e supozuara të një bartësi hipotetik të grimcave të ndërveprimit gravitacional - gravitonin. Edhe pse këto " grimca të vogla Meqenëse bashkëveprimi gravitacional ende nuk është zbuluar, teoricienët mund të parashikojnë me siguri disa veti themelore që duhet të kenë këto grimca. Sherk dhe Schwartz zbuluan se këto karakteristika janë realizuar saktësisht për disa mënyra vibrimi. Bazuar në këtë, ata sugjeruan se ardhja e parë e teorisë së fijeve dështoi sepse fizikanët e ngushtuan tej mase fushën e saj. Sherk dhe Schwartz njoftuan se teoria e fijeve nuk është vetëm një teori e forcës së fortë, ajo është një teori kuantike, e cila ndër të tjera përfshin gravitetin).

Komuniteti i fizikës reagoi ndaj këtij sugjerimi me shumë rezervë. Në fakt, sipas kujtimeve të Schwartz-it, "puna jonë u injorua nga të gjithë" 4). Shtigjet e përparimit ishin tashmë tërësisht të rrëmujshme me përpjekje të shumta të dështuara për të kombinuar gravitetin dhe mekanikën kuantike. Teoria e fijeve kishte dështuar në përpjekjen e saj fillestare për të përshkruar forcën e fortë, dhe shumëve iu duk e kotë të përpiqeshin ta përdornin atë për të arritur qëllime edhe më të mëdha. Studime të mëvonshme, më të hollësishme në fund të viteve 1970 dhe fillim të viteve 1980. tregoi se midis teorisë së fijeve dhe mekanika kuantike lindin kontradiktat e tyre, edhe pse më të vogla në shkallë. Dukej se forcë gravitacionale ishte përsëri në gjendje t'i rezistonte përpjekjes për ta integruar atë në përshkrimin e universit në nivel mikroskopik.
Kjo ishte deri në vitin 1984. Në një punim historik që përmblodhi më shumë se një dekadë kërkimesh intensive që ishin injoruar ose refuzuar kryesisht nga shumica e fizikanëve, Green dhe Schwartz konstatuan se mospërputhja e vogël me teorinë kuantike që rrënonte teorinë e fijeve mund të lejohej. Për më tepër, ata treguan se teoria që rezulton ishte mjaft e gjerë për të mbuluar të katër llojet e forcave dhe të gjitha llojet e materies. Fjala për këtë rezultat u përhap në të gjithë komunitetin e fizikës, me qindra fizikanë të grimcave që ndaluan punën në projektet e tyre për të marrë pjesë në një sulm që dukej të ishte beteja teorike përfundimtare në një sulm shekullor mbi themelet më të thella të universit.
Fjala e suksesit të Green dhe Schwartz arriti përfundimisht edhe te studentët e diplomuar të vitit të parë dhe zymtësia e mëparshme u zëvendësua nga një ndjenjë emocionuese e pjesëmarrjes në një pikë kthese në historinë e fizikës. Shumë prej nesh qëndruan zgjuar deri në orët e vona të natës, duke u kujdesur për to fizikës teorike dhe matematika abstrakte, njohja e së cilës është e nevojshme për të kuptuar teorinë e fijeve.

Nëse besoni shkencëtarët, atëherë ne vetë dhe gjithçka rreth nesh përbëhet nga një numër i pafundëm mikro-objektesh të tilla misterioze të palosur.
Periudha nga 1984 deri në 1986 tani i njohur si "revolucioni i parë në teorinë e superstringut". Gjatë kësaj periudhe, më shumë se një mijë punime mbi teorinë e fijeve u shkruan nga fizikantë në mbarë botën. Këto punime treguan përfundimisht se vetitë e shumta të modelit standard, të zbuluara gjatë dekadave të kërkimit të mundimshëm, rrjedhin natyrshëm nga sistemi i mrekullueshëm i teorisë së fijeve. Siç ka vënë në dukje Michael Green, "Momenti kur ju jeni futur në teorinë e fijeve dhe kuptoni se pothuajse të gjitha përparimet kryesore në fizikë të shekullit të kaluar kanë rrjedhur - dhe kanë rrjedhur me një elegancë të tillë - nga një pikënisje kaq e thjeshtë, tregon qartë të pabesueshmen. fuqia e kësaj teorie.”5 Për më tepër, për shumë nga këto veti, siç do të shohim më poshtë, teoria e vargut ofron një përshkrim shumë më të plotë dhe më të kënaqshëm sesa modeli standard. Këto arritje kanë bindur shumë fizikanë se teoria e fijeve mund të përmbushë premtimin e saj dhe të bëhet teoria përfundimtare unifikuese.

Projeksioni dydimensional i një manifoldi tredimensional Calabi-Yau. Ky projeksion jep një ide se sa komplekse janë dimensionet shtesë.

Sidoqoftë, përgjatë kësaj rruge, fizikantët që punonin në teorinë e fijeve përsëri dhe përsëri u ndeshën me pengesa serioze. Në fizikën teorike, ne shpesh duhet të merremi me ekuacione që janë ose shumë komplekse për t'u kuptuar ose të vështira për t'u zgjidhur. Zakonisht në një situatë të tillë, fizikanët nuk dorëzohen dhe përpiqen të marrin një zgjidhje të përafërt të këtyre ekuacioneve. Situata në teorinë e fijeve është shumë më e ndërlikuar. Edhe vetë derivimi i ekuacioneve doli të ishte aq i ndërlikuar sa deri më tani është marrë vetëm një formë e përafërt e tyre. Kështu, fizikantët që punojnë në teorinë e fijeve e gjejnë veten në një situatë ku duhet të kërkojnë zgjidhje të përafërta për ekuacionet e përafërta. Pas disa vitesh e mahnitshme progresi i arritur gjatë revolucionit të parë të teorisë së superstringut, fizikanët u përballën me faktin se ekuacionet e përafërta që ata përdorën nuk ishin në gjendje të jepnin përgjigjen e saktë për serinë çështje të rëndësishme, duke ngadalësuar kështu zhvillimin e mëtejshëm kërkimore. Pa ide konkrete për të lëvizur përtej këtyre metodave të përafërta, shumë fizikanë që punojnë në fushën e teorisë së fijeve përjetuan një ndjenjë në rritje të zhgënjimit dhe iu kthyen kërkimeve të tyre të mëparshme. Për ata që mbetën, fundi i viteve 1980 dhe fillimi i viteve 1990. ishin një periudhë testimi.

Bukuria dhe fuqia e mundshme e teorisë së fijeve u bënë shenjë studiuesve si një thesar i artë i mbyllur në mënyrë të sigurtë në një kasafortë, i dukshëm vetëm nga një vrimë e vogël, por askush nuk e kishte çelësin që do të çlironte këto forca të fjetura. Periudha e gjatë e "thatës" ndërpritet herë pas here nga zbulime të rëndësishme, por për të gjithë ishte e qartë se kërkoheshin metoda të reja që do të shkonin përtej zgjidhjeve të përafërta tashmë të njohura.

Ngërçi përfundoi me një fjalim befasues të mbajtur nga Edward Witten në vitin 1995 në një konferencë të teorisë së fijeve në Universitetin e Kalifornisë Jugore – një fjalim që mahniti një dhomë të mbushur plot me fizikanët kryesorë në botë. Në të, ai zbuloi një plan për fazën tjetër të kërkimit, duke sjellë kështu "revolucionin e dytë në teorinë e superstringut". Teoricienët e fijeve tani po punojnë me energji në metoda të reja që premtojnë të kapërcejnë pengesat që hasin.

Për popullarizimin e gjerë të TS, njerëzimi duhet t'i ngrejë një monument profesorit të Universitetit të Kolumbisë, Brian Greene. Libri i tij i vitit 1999 “The Elegant Universe. Superstrings, dimensionet e fshehura dhe kërkimi i teorisë përfundimtare" u bë bestseller dhe u prit Çmimi Pulitzer. Puna e shkencëtarit formoi bazën e një mini-seriali shkencor të njohur me vetë autorin si mikpritës - një fragment i tij mund të shihet në fund të materialit (foto Amy Sussman/Columbia University).

e klikueshme 1700 px

Tani le të përpiqemi të kuptojmë thelbin e kësaj teorie të paktën pak.

Le të fillojmë nga fillimi. Dimensioni zero është një pikë. Ajo nuk ka përmasa. Nuk ka ku të lëvizë, nuk nevojiten koordinata për të treguar vendndodhjen në një dimension të tillë.

Le të vendosim një të dytë pranë pikës së parë dhe të vizatojmë një vijë përmes tyre. Këtu është dimensioni i parë. Një objekt njëdimensional ka një madhësi - gjatësi, por jo gjerësi ose thellësi. Lëvizja brenda hapësirës njëdimensionale është shumë e kufizuar, sepse një pengesë që del në rrugë nuk mund të shmanget. Për të përcaktuar vendndodhjen në këtë segment, ju duhet vetëm një koordinatë.

Le të vendosim një pikë pranë segmentit. Për t'iu përshtatur të dyja këtyre objekteve, do të na duhet një hapësirë dydimensionale me gjatësi dhe gjerësi, domethënë sipërfaqe, por pa thellësi, domethënë vëllim. Vendndodhja e çdo pike në këtë fushë përcaktohet nga dy koordinata.

Dimensioni i tretë lind kur i shtojmë këtij sistemi një bosht të tretë koordinativ. Është shumë e lehtë për ne, banorët e universit tredimensional, ta imagjinojmë këtë.

Le të përpiqemi të imagjinojmë se si banorët e hapësirës dy-dimensionale e shohin botën. Për shembull, këta dy persona:

Secili prej tyre do ta shohë shokun e tij kështu:

Dhe në këtë situatë:

Heronjtë tanë do ta shohin njëri-tjetrin kështu:

Është ndryshimi i këndvështrimit që i lejon heronjtë tanë të gjykojnë njëri-tjetrin si objekte dydimensionale dhe jo si segmente njëdimensionale.

Tani le të imagjinojmë që një objekt i caktuar vëllimor lëviz në dimensionin e tretë, i cili kryqëzon këtë botë dy-dimensionale. Për një vëzhgues të jashtëm, kjo lëvizje do të shprehet në një ndryshim në projeksionet dy-dimensionale të objektit në aeroplan, si brokoli në një makinë MRI:

Por për një banor të Flatland tonë një pamje e tillë është e pakuptueshme! Ai as që mund ta imagjinojë atë. Për të, secili nga projeksionet dydimensionale do të shihet si një segment njëdimensional me një gjatësi misterioze të ndryshueshme, që shfaqet në një vend të paparashikueshëm dhe gjithashtu zhduket në mënyrë të paparashikueshme. Përpjekjet për të llogaritur gjatësinë dhe vendin e origjinës së objekteve të tilla duke përdorur ligjet e fizikës së hapësirës dy-dimensionale janë të dënuara me dështim.

Ne, banorët e botës tredimensionale, e shohim çdo gjë si dydimensionale. Vetëm lëvizja e një objekti në hapësirë na lejon të ndjejmë vëllimin e tij. Ne gjithashtu do të shohim çdo objekt shumëdimensional si dydimensional, por ai do të ndryshojë në mënyra të mahnitshme në varësi të marrëdhënies sonë me të ose kohës.

Nga ky këndvështrim është interesante të mendosh, për shembull, për gravitetin. Me siguri të gjithë kanë parë foto si kjo:

Ato zakonisht përshkruajnë se si graviteti përkul hapësirë-kohën. Përkulet... ku? Pikërisht jo në asnjë nga dimensionet e njohura për ne. A tunelizimi kuantik, pra aftësia e një grimce për t'u zhdukur në një vend dhe për t'u shfaqur në një vend krejtësisht tjetër, dhe pas një pengese përmes së cilës në realitetet tona nuk mund të depërtonte pa bërë një vrimë në të? Po vrimat e zeza? Po sikur të gjitha këto dhe mistere të tjera shkenca moderne A shpjegohen ato me faktin se gjeometria e hapësirës nuk është aspak e njëjtë me atë që jemi mësuar ta perceptojmë?

Ora po troket

Koha shton një tjetër koordinatë në Universin tonë. Në mënyrë që një festë të zhvillohet, duhet të dini jo vetëm në cilin lokal do të zhvillohet, por edhe kohën e saktë të këtij eventi.

Bazuar në perceptimin tonë, koha nuk është aq një vijë e drejtë sa një rreze. Kjo do të thotë, ajo ka një pikënisje, dhe lëvizja kryhet vetëm në një drejtim - nga e kaluara në të ardhmen. Për më tepër, vetëm e tashmja është e vërtetë. Nuk ekziston as e shkuara dhe as e ardhmja, ashtu siç nuk ekzistojnë mëngjeset dhe darkat nga këndvështrimi i një punonjësi zyre në kohën e drekës.

Por teoria e relativitetit nuk pajtohet me këtë. Nga këndvështrimi i saj, koha është një dimension i plotë. Të gjitha ngjarjet që kanë ekzistuar, ekzistojnë dhe do të ekzistojnë janë po aq reale, ashtu si plazhi i detit është real, pavarësisht se ku na çuan saktësisht ëndrrat e tingullit të sërfit. Perceptimi ynë është diçka si një qendër e vëmendjes që ndriçon një segment të caktuar në një vijë të drejtë kohore. Njerëzimi në dimensionin e tij të katërt duket diçka si kjo:

Por ne shohim vetëm një projeksion, një pjesë të këtij dimensioni në çdo moment individual në kohë. Po, po, si brokoli në një aparat MRI.

Deri më tani, të gjitha teoritë kanë funksionuar një numër i madh dimensionet hapësinore, dhe kohore ka qenë gjithmonë e vetmja. Por pse hapësira lejon dimensione të shumëfishta për hapësirën, por vetëm një herë? Derisa shkencëtarët të mund t'i përgjigjen kësaj pyetjeje, hipoteza e dy ose më shumë hapësirave kohore do të duket shumë tërheqëse për të gjithë filozofët dhe shkrimtarët e trillimeve shkencore. Dhe fizikanët gjithashtu, po çfarë? Për shembull, astrofizikani amerikan Itzhak Bars e sheh rrënjën e të gjitha telasheve me Teorinë e Gjithçkaje si dimensionin e dytë të anashkaluar. Si një ushtrim mendor, le të përpiqemi të imagjinojmë një botë me dy kohë.

Çdo dimension ekziston veçmas. Kjo shprehet në faktin se nëse ndryshojmë koordinatat e një objekti në një dimension, koordinatat në të tjerët mund të mbeten të pandryshuara. Pra, nëse lëvizni përgjatë një boshti kohor që kryqëzon një tjetër në një kënd të drejtë, atëherë në pikën e kryqëzimit koha rreth do të ndalet. Në praktikë do të duket diçka si kjo:

Gjithçka që Neo duhej të bënte ishte të vendoste boshtin e tij kohor njëdimensional pingul me boshtin e kohës së plumbave. Një gjë e vogël, do të pajtoheni. Në realitet, gjithçka është shumë më e ndërlikuar.

Koha e saktë në një univers me dy dimensione kohore do të përcaktohet nga dy vlera. A është e vështirë të imagjinohet një ngjarje dydimensionale? Domethënë, ai që shtrihet njëkohësisht përgjatë dy akseve kohore? Ka të ngjarë që një botë e tillë të kërkojë specialistë në hartimin e kohës, ashtu si hartografët hartojnë sipërfaqen dydimensionale të globit.

Çfarë tjetër e dallon hapësirën dydimensionale nga hapësira njëdimensionale? Aftësia për të anashkaluar një pengesë, për shembull. Kjo është krejtësisht përtej kufijve të mendjes sonë. Një banor i një bote njëdimensionale nuk mund ta imagjinojë se si është të kthesh një qoshe. Dhe çfarë është kjo - një kënd në kohë? Përveç kësaj, në hapësirën dy-dimensionale mund të udhëtoni përpara, prapa, apo edhe diagonalisht. Nuk e kam idenë se si është të kalosh në kohë në mënyrë diagonale. Për të mos përmendur faktin se koha qëndron në themel të shumë ligjeve fizike dhe është e pamundur të imagjinohet se si fizika e Universit do të ndryshojë me ardhjen e një dimensioni tjetër kohor. Por është kaq emocionuese të mendosh për këtë!

Enciklopedi shumë e madhe

Dimensionet e tjera nuk janë zbuluar ende, dhe ekzistojnë vetëm në modele matematikore. Por ju mund të përpiqeni t'i imagjinoni ato si kjo.

Siç zbuluam më herët, ne shohim një projeksion tredimensional të dimensionit të katërt (kohor) të Universit. Me fjalë të tjera, çdo moment i ekzistencës së botës sonë është një pikë (e ngjashme me dimensionin zero) në intervalin kohor nga shpërthim i madh deri në fund të botës.

Ata prej jush që kanë lexuar për udhëtimin në kohë e dinë se çfarë roli të rëndësishëm luan lakimi i vazhdimësisë hapësirë-kohë në të. Ky është dimensioni i pestë - është në të që hapësirë-koha katërdimensionale "përkulet" në mënyrë që të afrojë dy pika në këtë linjë. Pa këtë, udhëtimi midis këtyre pikave do të ishte shumë i gjatë, madje edhe i pamundur. Përafërsisht, dimensioni i pestë është i ngjashëm me të dytin - ai lëviz vijën "njëdimensionale" të hapësirës-kohës në një plan "dydimensionale" me gjithçka që nënkupton në formën e aftësisë për të kthyer një qoshe.

Lexuesit tanë me mendje veçanërisht filozofike pak më herët ndoshta kanë menduar për mundësinë vullneti i lirë në kushtet kur e ardhmja tashmë ekziston, por ende nuk dihet. Shkenca i përgjigjet kësaj pyetjeje në këtë mënyrë: probabilitetet. E ardhmja nuk është një shkop, por një fshesë e tërë opsionet e mundshme zhvillimet e ngjarjeve. Se cila do të realizohet do ta zbulojmë kur të arrijmë atje.

Secila nga probabilitetet ekziston në formën e një segmenti "njëdimensional" në "rrafshin" e dimensionit të pestë. Cila është mënyra më e shpejtë për të kërcyer nga një segment në tjetrin? Kjo është e drejtë - përkuleni këtë aeroplan si një fletë letre. Ku duhet ta përkul? Dhe përsëri saktë - në dimensionin e gjashtë, i cili i jep të gjitha këto strukturë komplekse"vëllimi". Dhe kështu e bën atë si hapësirë tredimensionale, “mbaruar”, pikë e re.

Dimensioni i shtatë është një vijë e re e drejtë, e cila përbëhet nga "pika" gjashtë-dimensionale. Cila është ndonjë pikë tjetër në këtë linjë? I gjithë grupi i pafund i opsioneve për zhvillimin e ngjarjeve në një univers tjetër, i formuar jo si rezultat i Big Bengut, por në kushte të tjera dhe që vepron sipas ligjeve të tjera. Kjo do të thotë, dimensioni i shtatë janë rruaza nga botët paralele. Dimensioni i tetë i mbledh këto "vija të drejta" në një "rrafsh". Dhe i nënti mund të krahasohet me një libër që përmban të gjitha "fletët" e dimensionit të tetë. Ky është tërësia e të gjitha historive të të gjitha universeve me të gjitha ligjet e fizikës dhe të gjitha kushtet fillestare. Periudha përsëri.

Këtu kemi arritur kufirin. Për të imagjinuar dimensionin e dhjetë, na duhet një vijë e drejtë. Dhe çfarë pikë tjetër mund të ketë në këtë linjë nëse dimensioni i nëntë tashmë mbulon gjithçka që mund të imagjinohet, madje edhe atë që është e pamundur të imagjinohet? Rezulton se dimensioni i nëntë nuk është vetëm një pikënisje tjetër, por ajo përfundimtare - të paktën për imagjinatën tonë.

Teoria e fijeve thotë se është në dimensionin e dhjetë që fijet vibrojnë - grimcat bazë që përbëjnë gjithçka. Nëse dimensioni i dhjetë përmban të gjitha universet dhe të gjitha mundësitë, atëherë vargjet ekzistojnë kudo dhe gjatë gjithë kohës. Dua të them, çdo varg ekziston si në universin tonë ashtu edhe në çdo tjetër. Në çdo kohë. Menjëherë. E bukur, a?

Fizikan, specialist i teorisë së fijeve. I njohur për punën e tij në simetria e pasqyrës, lidhur me topologjinë e manifoldeve përkatëse Calabi-Yau. I njohur për një audiencë të gjerë si autor i librave shkencorë popullorë. Universi i tij Elegant u nominua për çmimin Pulitzer.

Në shtator 2013, Brian Greene erdhi në Moskë me ftesë të Muzeut Politeknik. Fizikan i njohur, teoricien i fijeve, profesor në Universitetin e Kolumbias, ai njihet për publikun e gjerë kryesisht si popullarizues i shkencës dhe autor i librit "Universi Elegant". Lenta.ru foli me Brian Greene rreth teorisë së fijeve dhe vështirësive të fundit me të cilat është përballur teoria, si dhe gravitetit kuantik, amplituedronit dhe kontrollit social.

Letërsi në Rusisht: Kaku M., Thompson J.T. "Përtej Ajnshtajnit: Superstrings dhe kërkimi për teorinë përfundimtare" dhe çfarë ishte Artikulli origjinal është në faqen e internetit InfoGlaz.rf Lidhja me artikullin nga i cili është bërë kjo kopje -

Natyrisht, vargjet e universit nuk janë të ngjashme me ato që ne imagjinojmë. Në teorinë e fijeve, ato janë fije tepër të vogla vibruese të energjisë. Këto fije janë më shumë si "shirita gome" të vogla që mund të tunden, shtrihen dhe ngjeshen në të gjitha mënyrat. E gjithë kjo, megjithatë, nuk do të thotë se është e pamundur të "luhet" simfonia e Universit mbi to, sepse, sipas teoricienëve të fijeve, gjithçka që ekziston përbëhet nga këto "fije".

Kontradikta fizike

Në gjysmën e dytë të shekullit të 19-të, fizikantëve iu duk se asgjë serioze nuk mund të zbulohej më në shkencën e tyre. Fizika klasike besonte se probleme serioze nuk kishte mbetur asgjë në të dhe e gjithë struktura e botës dukej si një makinë e rregulluar në mënyrë të përsosur dhe e parashikueshme. Problemi, si zakonisht, ndodhi për shkak të marrëzive - një nga "retë" e vogla që mbeti ende në qiellin e qartë dhe të kuptueshëm të shkencës. Gjegjësisht, gjatë llogaritjes së energjisë së rrezatimit të një trupi absolutisht të zi (trup hipotetik që në çdo temperaturë thith plotësisht rrezatimin që bie mbi të, pavarësisht nga gjatësia e valës - NS). Llogaritjet treguan se energjia totale e rrezatimit të çdo trupi absolutisht të zi duhet të jetë pafundësisht e madhe. Për t'u larguar nga një absurditet kaq i dukshëm, shkencëtari gjerman Max Planck në vitin 1900 sugjeroi që dritë e dukshme, rrezet X dhe të tjera valët elektromagnetike mund të emetohet vetëm nga pjesë të caktuara diskrete të energjisë, të cilat ai i quajti kuantë. Me ndihmën e tyre, ishte e mundur të zgjidhej problemi i veçantë i një trupi absolutisht të zi. Megjithatë, pasojat e hipotezës kuantike për determinizmin nuk ishin realizuar ende. Derisa, në vitin 1926, një tjetër shkencëtar gjerman, Werner Heisenberg, formuloi parimin e famshëm të pasigurisë.

Thelbi i saj qëndron në faktin se, në kundërshtim me të gjitha deklaratat mbizotëruese më parë, natyra kufizon aftësinë tonë për të parashikuar të ardhmen në bazë të ligjeve fizike. Ne, natyrisht, po flasim për të ardhmen dhe të tashmen e grimcave nënatomike. Doli se ata sillen krejtësisht ndryshe nga mënyra se si bëjnë gjërat në makrokozmosin rreth nesh. Në nivelin subatomik, struktura e hapësirës bëhet e pabarabartë dhe kaotike. Bota e grimcave të vogla është aq e turbullt dhe e pakuptueshme sa bie ndesh sens të përbashkët. Hapësira dhe koha janë aq të përdredhura dhe të ndërthurura në të sa nuk ka koncepte të zakonshme të majta dhe djathtas, lart e poshtë, madje as para dhe pas. Nuk ka asnjë mënyrë për të thënë me siguri se në cilën pikë të hapësirës ndodhet aktualisht një grimcë e caktuar dhe cili është momenti i saj këndor. Ekziston vetëm një probabilitet i caktuar për të gjetur një grimcë në shumë rajone të hapësirë-kohës. Grimcat në nivelin nënatomik duket se janë "të lyer" në të gjithë hapësirën. Jo vetëm kaq, por vetë "statusi" i grimcave nuk është i përcaktuar: në disa raste ato sillen si valë, në të tjera ato shfaqin vetitë e grimcave. Kjo është ajo që fizikanët e quajnë dualitet valë-grimcë mekanika kuantike.

Nivelet e strukturës së botës: 1. Niveli makroskopik - materia 2. Niveli molekular 3. Niveli atomik - protonet, neutronet dhe elektronet 4. Niveli nënatomik - elektroni 5. Niveli nënatomik - kuarkët 6. Niveli i vargut / ©Bruno P. Ramos

Në Teorinë e Përgjithshme të Relativitetit, sikur në një gjendje me ligje të kundërta, situata është thelbësisht e ndryshme. Hapësira duket se është si një trampolinë - një pëlhurë e lëmuar që mund të përkulet dhe shtrihet nga objektet me masë. Ata krijojnë deformime në hapësirë-kohë - atë që ne e përjetojmë si gravitet. Eshtë e panevojshme të thuhet se Teoria e Përgjithshme e Relativitetit harmonike, korrekte dhe e parashikueshme është në një konflikt të pazgjidhshëm me "huliganin e çuditshëm" - mekanikën kuantike, dhe, si rezultat, makrobota nuk mund të "bëjë paqe" me mikrobotën. Këtu vjen në shpëtim teoria e fijeve.

Universi 2D. Grafiku poliedrik E8 / ©John Stembridge/Atlas of Lie Groups Project

Teoria e gjithçkaje

Teoria e fijeve mishëron ëndrrën e të gjithë fizikantëve për të bashkuar dy relativitetin e përgjithshëm dhe mekanikën kuantike thelbësisht kontradiktore, një ëndërr që përndiqte "ciganin dhe endacakin" më të madh Albert Einstein deri në fund të ditëve të tij.

Shumë shkencëtarë besojnë se gjithçka, nga vallëzimi i mrekullueshëm i galaktikave deri te vallëzimi i çmendur i grimcave nënatomike, në fund të fundit mund të shpjegohet vetëm me një themel. parimi fizik. Ndoshta edhe një ligj i vetëm që bashkon të gjitha llojet e energjisë, grimcave dhe ndërveprimeve në një formulë elegante.

Relativiteti i përgjithshëm përshkruan një nga forcat më të famshme të Universit - gravitetin. Mekanika kuantike përshkruan tre forca të tjera: forcën e fortë bërthamore, e cila ngjit protonet dhe neutronet së bashku në atome, elektromagnetizmin dhe forcën e dobët, e cila është e përfshirë në zbërthimi radioaktiv. Çdo ngjarje në univers, nga jonizimi i një atomi deri në lindjen e një ylli, përshkruhet nga ndërveprimet e materies përmes këtyre katër forcave. Duke përdorur matematika më komplekse Ishte e mundur të tregohej se ndërveprimet elektromagnetike dhe të dobëta kanë një natyrë të përbashkët, duke i kombinuar ato në një ndërveprim të vetëm elektro-të dobët. Më pas, atyre iu shtua ndërveprim i fortë bërthamor - por graviteti nuk i bashkon në asnjë mënyrë. Teoria e fijeve është një nga kandidatët më seriozë për lidhjen e të katër forcave, dhe, për rrjedhojë, duke përqafuar të gjitha fenomenet në Univers - nuk është më kot që quhet edhe "Teoria e gjithçkaje".

Në fillim kishte një mit

Deri më tani, jo të gjithë fizikanët janë të kënaqur me teorinë e fijeve. Dhe në agimin e shfaqjes së saj, dukej pafundësisht larg realitetit. Vetë lindja e saj është një legjendë.

Në fund të viteve 1960, një fizikan i ri teorik italian, Gabriele Veneziano, po kërkonte ekuacione që mund të shpjegonin forcën e fortë bërthamore - "ngjitësin" jashtëzakonisht të fuqishëm që mban së bashku bërthamat e atomeve, duke lidhur protonet dhe neutronet së bashku. Sipas legjendës, një ditë ai rastësisht ra në një libër me pluhur mbi historinë e matematikës, në të cilin gjeti një funksion dyqind-vjeçar të shkruar fillimisht nga matematikani zviceran Leonhard Euler. Imagjinoni habinë e Venezianos kur zbuloi se funksioni i Euler-it, i cili për një kohë të gjatë që mendohet të jetë asgjë më shumë se një kuriozitet matematikor, përshkruan këtë ndërveprim të fortë.

Si ishte në të vërtetë? Formula ishte ndoshta rezultat i punës shumëvjeçare të Venezianos dhe rasti vetëm ndihmoi në hedhjen e hapit të parë drejt zbulimit të teorisë së fijeve. Funksioni i Euler-it, i cili shpjegoi mrekullisht forcën e fortë, ka gjetur jetë të re.

Përfundimisht, ajo ra në sy të fizikanit të ri teorik amerikan Leonard Susskind, i cili pa se, para së gjithash, formula përshkruante grimcat që nuk kishin strukturën e brendshme dhe mund të vibronte. Këto grimca silleshin në atë mënyrë që nuk mund të ishin vetëm grimca pika. Susskind e kuptoi - formula përshkruan një fije që është si një brez elastik. Ajo jo vetëm që mund të shtrihej dhe kontraktohej, por edhe të lëkundet dhe të përpëlitej. Pasi përshkroi zbulimin e tij, Susskind prezantoi idenë revolucionare të vargjeve.

Fatkeqësisht, shumica dërrmuese e kolegëve të tij e përshëndetën teorinë shumë ftohtë.

Modeli standard

Në atë kohë, shkenca konvencionale përfaqësonte grimcat si pika dhe jo si vargje. Për vite me radhë, fizikanët kanë studiuar sjelljen e grimcave nënatomike duke i përplasur ato me shpejtësi të madhe dhe duke studiuar pasojat e këtyre përplasjeve. Doli se Universi është shumë më i pasur nga sa mund të imagjinohej. Ishte një "shpërthim i popullatës" i vërtetë i grimcave elementare. Studentët e diplomuar në fizikë vrapuan nëpër korridore duke bërtitur se kishin zbuluar një grimcë të re - nuk kishte as shkronja të mjaftueshme për t'i përcaktuar ato.

Por, mjerisht, në "maternitetin" e grimcave të reja, shkencëtarët nuk ishin në gjendje të gjenin kurrë përgjigjen e pyetjes - pse ka kaq shumë prej tyre dhe nga vijnë?

Kjo i shtyu fizikanët të bënin një parashikim të pazakontë dhe befasues - ata kuptuan se forcat në natyrë mund të shpjegohen edhe në terma të grimcave. Kjo do të thotë, ka grimca të materies, dhe ka grimca që mbartin ndërveprime. Për shembull, një foton është një grimcë drite. Sa më shumë nga këto grimca bartëse - të njëjtat fotone që shkëmbejnë grimcat e materies, aq më shumë dritë më e ndritshme. Shkencëtarët parashikuan se ky shkëmbim i veçantë i grimcave bartëse nuk është asgjë më shumë se ajo që ne e perceptojmë si forcë. Kjo u vërtetua nga eksperimentet. Kjo është mënyra se si fizikanët arritën t'i afroheshin ëndrrës së Ajnshtajnit për bashkimin e forcave.

Shkencëtarët besojnë se nëse ne ecim përpara menjëherë pas Big Bengut, kur Universi ishte triliona gradë më i nxehtë, grimcat që mbartin elektromagnetizmin dhe forcën e dobët do të bëhen të padallueshme dhe do të kombinohen në një forcë të vetme të quajtur forca elektrodobët. Dhe nëse kthehemi edhe më tej në kohë, ndërveprimi elektro i dobët do të kombinohej me atë të fortë në një "superfuqi" totale.

Edhe pse e gjithë kjo është ende në pritje për t'u provuar, mekanika kuantike shpjegoi papritur se si tre nga katër forcat ndërveprojnë në nivelin nënatomik. Dhe ajo e shpjegoi bukur dhe vazhdimisht. Kjo pamje koherente e ndërveprimeve më në fund u bë e njohur si Modeli Standard. Por, mjerisht, kjo teori e përsosur kishte një problem të madh - nuk përfshinte shumicën forca e njohur niveli makro - graviteti.

Graviton

Për teorinë e fijeve, e cila ende nuk kishte pasur kohë të "lulëzonte", "vjeshta" përmbante shumë probleme që nga lindja e saj. Për shembull, llogaritjet e teorisë parashikuan ekzistencën e grimcave, të cilat, siç u vërtetua shpejt, nuk ekzistojnë. Ky është i ashtuquajturi tachyon - një grimcë që lëviz në vakum më shpejt se drita. Ndër të tjera, rezultoi se teoria kërkon deri në 10 dimensione. Nuk është për t'u habitur që kjo ka qenë shumë konfuze për fizikanët, pasi është padyshim më e madhe se ajo që shohim.

Deri në vitin 1973, vetëm disa fizikantë të rinj ende po luftonin me misteret e teorisë së fijeve. Njëri prej tyre ishte fizikani teorik amerikan John Schwartz. Për katër vjet, Schwartz u përpoq të zbuste ekuacionet e padisiplinuara, por pa dobi. Ndër problemet e tjera, një nga këto ekuacione vazhdoi të përshkruante një grimcë misterioze që nuk kishte masë dhe nuk ishte vërejtur në natyrë.

Shkencëtari kishte vendosur tashmë të braktiste biznesin e tij katastrofik, dhe më pas i erdhi në mendje - ndoshta ekuacionet e teorisë së fijeve përshkruajnë gjithashtu gravitetin? Sidoqoftë, kjo nënkuptonte një rishikim të dimensioneve të "heronjve" kryesorë të teorisë - vargjeve. Duke supozuar se vargjet janë miliarda e miliarda herë më të vogla se një atom, "stringers" e kthyen disavantazhin e teorisë në avantazhin e saj. Grimca misterioze nga e cila John Schwartz ishte përpjekur me kaq këmbëngulje të hiqte, tani veproi si një graviton - një grimcë që ishte kërkuar prej kohësh dhe që do të lejonte gravitetin të transferohej në nivelin kuantik. Kështu e plotësoi teoria e fijeve enigmën me gravitetin, që mungonte në Modelin Standard. Por, mjerisht, edhe ndaj këtij zbulimi komuniteti shkencor nuk reagoi në asnjë mënyrë. Teoria e fijeve mbeti në prag të mbijetesës. Por kjo nuk e ndaloi Schwartz-in. Vetëm një shkencëtar donte t'i bashkohej kërkimit të tij, i gatshëm të rrezikonte karrierën e tij për hir të vargjeve misterioze - Michael Green.

Fizikani teorik amerikan John Schwartz dhe Michael Green

Çfarë arsyesh ka për të menduar se graviteti u bindet ligjeve të mekanikës kuantike? Për zbulimin e këtyre “themeleve” në vitin 2011, ajo u shpërblye Çmimin Nobel në fizikë. Ai konsistonte në faktin se zgjerimi i Universit nuk po ngadalësohet, siç mendohej dikur, por, përkundrazi, po përshpejtohet. Ky përshpejtim shpjegohet me veprimin e një "antigraviteti" të veçantë, i cili është disi karakteristik për hapësirën boshe të vakumit të hapësirës. Nga ana tjetër, në nivelin kuantik asgjë absolutisht "bosh" nuk mund të jetë - në vakum ato shfaqen vazhdimisht dhe zhduken menjëherë. grimcat nënatomike. Një "dridhje" e tillë e grimcave besohet se është përgjegjëse për ekzistencën e "antigravitetit". energji e errët, e cila mbush hapësirën boshe.

Në një kohë, ishte Albert Ajnshtajni, i cili deri në fund të jetës së tij nuk pranoi kurrë parimet paradoksale të mekanikës kuantike (të cilat ai vetë i parashikoi), sugjeroi ekzistencën e kësaj forme energjie. Duke ndjekur traditën e filozofisë klasike greke të Aristotelit me besimin e saj në përjetësinë e botës, Ajnshtajni refuzoi të besonte atë që ai parashikoi. teoria e vet, domethënë se Universi ka një fillim. Për të "përjetësuar" universin, Ajnshtajni madje futi një konstante të caktuar kozmologjike në teorinë e tij, dhe kështu përshkroi energjinë e hapësirës boshe. Për fat të mirë, disa vite më vonë u bë e qartë se Universi nuk është aspak një formë e ngrirë, se ai po zgjerohet. Pastaj Ajnshtajni braktisi konstantën kozmologjike, duke e quajtur atë "llogaritjen e gabuar më të madhe të jetës së tij".

Sot shkenca e di se energjia e errët ekziston ende, megjithëse dendësia e saj është shumë më e vogël se sa supozoi Ajnshtajni (problemi i densitetit të energjisë së errët, meqë ra fjala, është një nga misteret më të mëdha fizika moderne). Por sado e vogël të jetë vlera e konstantës kozmologjike, është mjaft e mjaftueshme për të verifikuar që efektet kuantike në gravitet ekzistojnë.

Kukulla me fole nënatomike

Pavarësisht gjithçkaje, në fillim të viteve 1980, teoria e fijeve kishte ende kontradikta të pazgjidhshme, të quajtura anomali në shkencë. Schwartz dhe Green u përpoqën t'i eliminonin ato. Dhe përpjekjet e tyre nuk ishin të kota: shkencëtarët ishin në gjendje të eliminonin disa nga kontradiktat në teori. Imagjinoni habinë e këtyre të dyve, tashmë të mësuar me faktin se teoria e tyre u shpërfill, kur shpërtheu reagimi i komunitetit shkencor. botën shkencore. Në më pak se një vit, numri i teoricienëve të fijeve është rritur në qindra njerëz. Pikërisht atëherë teorisë së fijeve iu dha titulli Teoria e gjithçkaje. Teori e re dukej se ishte në gjendje të përshkruante të gjithë përbërësit e universit. Dhe këta janë komponentët.

Çdo atom, siç e dimë, përbëhet nga grimca edhe më të vogla - elektrone, të cilat rrotullohen rreth një bërthame të përbërë nga protone dhe neutrone. Protonet dhe neutronet, nga ana tjetër, përbëhen nga grimca edhe më të vogla - kuarke. Por teoria e fijeve thotë se nuk përfundon me kuarkë. Kuarkët përbëhen nga fije të vogla energjie të përdredhura që i ngjajnë fijeve. Secila prej këtyre vargjeve është e paimagjinueshme e vogël. Aq i vogël sa nëse një atom do të zmadhohej në madhësinë e sistemit diellor, vargu do të kishte madhësinë e një peme. Ashtu si dridhjet e ndryshme të një vargu violonçeli krijojnë atë që ne dëgjojmë si nota të ndryshme muzikore, mënyra të ndryshme(modalitetet) dridhjet e vargut u japin grimcave vetitë e tyre unike - masën, ngarkesën, etj. A e dini se si, duke folur relativisht, protonet në majë të thoit tuaj ndryshojnë nga gravitoni ende i pazbuluar? Vetëm nga koleksioni i vargjeve të vogla që i përbëjnë ato dhe nga mënyra se si ato vargje dridhen.

Sigurisht, e gjithë kjo është më se befasuese. Që atëherë Greqia e lashtë fizikanët janë mësuar me faktin se gjithçka në këtë botë përbëhet nga diçka si topa, grimca të vogla. Dhe kështu, duke mos pasur kohë të mësohen me sjelljen e palogjikshme të këtyre topave, që rrjedh nga mekanika kuantike, atyre u kërkohet të braktisin plotësisht paradigmën dhe të veprojnë me një lloj copëz spageti...

Dimensioni i pestë

Megjithëse shumë shkencëtarë e quajnë teorinë e fijeve një triumf të matematikës, disa probleme mbeten ende me të - më e rëndësishmja, mungesa e çdo mundësie për ta testuar atë eksperimentalisht në të ardhmen e afërt. Asnjë instrument i vetëm në botë, as ekzistues dhe as i aftë për t'u shfaqur në të ardhmen, nuk është i aftë të "shohë" telat. Prandaj, disa shkencëtarë, meqë ra fjala, madje shtrojnë pyetjen: a është teoria e fijeve një teori e fizikës apo e filozofisë?.. Vërtetë, nuk është aspak e nevojshme të shohësh vargjet "me sytë e tu". Provimi i teorisë së fijeve kërkon, më tepër, diçka tjetër - që tingëllon si fantashkencë - konfirmimin e ekzistencës së dimensioneve shtesë të hapësirës.

Për çfarë po flasim? Të gjithë jemi mësuar me tre dimensione të hapësirës dhe një kohë. Por teoria e fijeve parashikon praninë e dimensioneve të tjera - ekstra. Por le të fillojmë me radhë.

Në fakt, ideja e ekzistencës së dimensioneve të tjera lindi pothuajse njëqind vjet më parë. I erdhi në mendje matematikani gjerman i panjohur në atë kohë Theodor Kaluza në vitin 1919. Ai sugjeroi mundësinë e një dimensioni tjetër në Universin tonë që ne nuk e shohim. Albert Einstein mësoi për këtë ide dhe në fillim i pëlqeu shumë. Më vonë, megjithatë, ai dyshoi në korrektësinë e tij dhe vonoi botimin e Kaluza për dy vjet të tërë. Megjithatë, në fund të fundit, artikulli u botua dhe dimensioni shtesë u bë një lloj hobi për gjeniun e fizikës.

Siç e dini, Ajnshtajni tregoi se graviteti nuk është gjë tjetër veçse një deformim i dimensioneve të hapësirë-kohës. Kaluza sugjeroi që elektromagnetizmi mund të jetë gjithashtu valëzime. Pse nuk e shohim? Kaluza gjeti përgjigjen për këtë pyetje - valët e elektromagnetizmit mund të ekzistojnë në një shtesë, dimension i fshehur. Por ku është?

Përgjigjen për këtë pyetje e dha fizikani suedez Oskar Klein, i cili sugjeroi se dimensioni i pestë i Kaluzës është palosur miliarda herë më i fortë se madhësia e një atomi të vetëm, prandaj ne nuk mund ta shohim atë. Ideja e këtij dimensioni të vogël që është rreth nesh është në qendër të teorisë së fijeve.

Një nga format e propozuara të dimensioneve shtesë të përdredhura. Brenda secilës prej këtyre formave, një varg vibron dhe lëviz - përbërësi kryesor i Universit. Çdo formë është gjashtë-dimensionale - sipas numrit të gjashtë dimensioneve shtesë / ©Wikimedia Commons

Dhjetë dimensione

Por në fakt, ekuacionet e teorisë së fijeve nuk kërkojnë as një, por gjashtë dimensione shtesë (në total, me katër që njohim, janë saktësisht 10 të tilla). Ata të gjithë kanë një shumë të përdredhur dhe të përdredhur formë komplekse. Dhe gjithçka është e paimagjinueshme e vogël.

Si mund të ndikojnë këto matje të vogla tek ne bote e madhe? Sipas teorisë së fijeve, është vendimtare: për të, forma përcakton gjithçka. Kur shtypni taste të ndryshme në saksofon, ju merrni dhe tinguj të ndryshëm. Kjo ndodh sepse kur shtypni një tast të caktuar ose kombinim tastesh, ndryshoni formën e hapësirës në instrumentin muzikor ku qarkullon ajri. Falë kësaj, lindin tinguj të ndryshëm.

Teoria e fijeve sugjeron që dimensionet shtesë të lakuara dhe të përdredhura të hapësirës shfaqen në mënyrë të ngjashme. Format e këtyre dimensioneve shtesë janë komplekse dhe të larmishme, dhe secila bën që vargu i vendosur brenda dimensioneve të tilla të lëkundet ndryshe pikërisht për shkak të formave të tyre. Në fund të fundit, nëse supozojmë, për shembull, se një varg dridhet brenda një ene, dhe tjetri brenda një borie të lakuar, këto do të jenë dridhje krejtësisht të ndryshme. Sidoqoftë, nëse besoni në teorinë e fijeve, në realitet format e dimensioneve shtesë duken shumë më komplekse se një enë.

Si funksionon bota

Shkenca sot njeh një grup numrash që janë konstantet themelore të Universit. Janë ata që përcaktojnë vetitë dhe karakteristikat e gjithçkaje që na rrethon. Ndër konstante të tilla janë, për shembull, ngarkesa e një elektroni, konstanta gravitacionale, shpejtësia e dritës në vakum... Dhe nëse këto numra i ndryshojmë edhe me një numër të parëndësishëm herë, pasojat do të jenë katastrofike. Supozoni se kemi rritur fuqinë e ndërveprimit elektromagnetik. Çfarë ndodhi? Mund të zbulojmë papritur se jonet fillojnë të zmbrapsin njëri-tjetrin më fort dhe shkrirja bërthamore, e cila i bën yjet të shkëlqejnë dhe të lëshojnë nxehtësi, papritmas dështon. Të gjithë yjet do të fiken.

Por çfarë lidhje ka teoria e fijeve me dimensionet e saj shtesë? Fakti është se, sipas saj, janë dimensionet shtesë ato që përcaktojnë vlerën e saktë konstante themelore. Disa forma matjeje bëjnë që një varg të lëkundet në një mënyrë të caktuar dhe të prodhojë atë që ne e shohim si foton. Në forma të tjera, vargjet dridhen ndryshe dhe prodhojnë një elektron. Me të vërtetë, Zoti është në "gjërat e vogla" - janë këto forma të vogla që përcaktojnë të gjitha konstantet themelore të kësaj bote.

Teoria e superstringut

Në mesin e viteve 1980, teoria e fijeve mori një pamje madhështore dhe pamje e hollë, por brenda këtij monumenti kishte konfuzion. Në vetëm pak vite, janë shfaqur deri në pesë versione të teorisë së fijeve. Dhe megjithëse secila prej tyre është e ndërtuar mbi vargje dhe dimensione shtesë (të pesë versionet janë të kombinuara në teori e përgjithshme superstrings - NS), këto versione ndryshonin ndjeshëm në detaje.

Pra, në disa versione vargjet kishin skajet e hapura, në të tjera ato ngjanin me unaza. Dhe në disa versione, teoria madje kërkonte jo 10, por deri në 26 dimensione. Paradoksi është se të pesë versionet sot mund të quhen po aq të vërteta. Por cili e përshkruan vërtet Universin tonë? Ky është një tjetër mister i teorisë së fijeve. Kjo është arsyeja pse shumë fizikanë hoqën dorë përsëri nga teoria e "çmendur".

Por më së shumti problemi kryesor vargjet, siç është përmendur tashmë, është e pamundur (të paktën tani për tani) të vërtetohet prania e tyre në mënyrë eksperimentale.

Megjithatë, disa shkencëtarë ende thonë se gjenerata e ardhshme e përshpejtuesve ka një mundësi shumë minimale, por gjithsesi për të testuar hipotezën e dimensioneve shtesë. Edhe pse shumica, natyrisht, janë të sigurt se nëse kjo është e mundur, atëherë, mjerisht, nuk do të ndodhë shumë shpejt - të paktën në dekada, në maksimum - edhe në njëqind vjet.