Çfarë është teoria e fijeve? Shkurtimisht rreth teorisë së fijeve

Fizika teorikeështë e paqartë për shumë njerëz, por në të njëjtën kohë është e një rëndësie të madhe në studimin e botës përreth nesh. Detyra e çdo fizikani teorik është të ndërtojë një model matematikor, një teori të aftë për të shpjeguar procese të caktuara në natyrë.

Nevoja

Siç e dini, ligjet fizike të makrokozmosit, domethënë botës në të cilën ne ekzistojmë, ndryshojnë ndjeshëm nga ligjet e natyrës në mikrokozmosin - brenda të cilit jetojnë atomet, molekulat dhe grimcat elementare. Një shembull do të ishte një parim i vështirë për t'u kuptuar i quajtur dualizëm i valës karpuskulare, sipas të cilit mikro-objektet (elektroni, proton dhe të tjerët) mund të jenë grimca dhe valë.

Ashtu si ne, fizikantët teorikë duan ta përshkruajnë botën shkurt dhe qartë, gjë që është qëllimi kryesor i teorisë së fijeve. Mund të përdoret për të shpjeguar disa proceset fizike, si në nivelin e makrobotës ashtu edhe në nivelin e mikrobotës, gjë që e bën atë universale, duke unifikuar teori të tjera të palidhura më parë (relativiteti i përgjithshëm dhe mekanika kuantike).

Thelbi

Sipas teorisë së fijeve, e gjithë bota është ndërtuar jo nga grimcat, siç besohet sot, por nga objekte pafundësisht të holla 10-35 m të gjata që kanë aftësinë të vibrojnë, gjë që na lejon të nxjerrim një analogji me fijet. Duke përdorur një mekanizëm kompleks matematikor, këto dridhje mund të lidhen me energjinë, dhe për rrjedhojë me masën, me fjalë të tjera, çdo grimcë lind si rezultat i një ose një lloji tjetër të dridhjeve të një vargu kuantik.

Çështjet dhe Veçoritë

Ashtu si çdo teori e pakonfirmuar, teoria e vargut ka një sërë problemesh që tregojnë se ajo kërkon përmirësim. Këto probleme përfshijnë, për shembull, sa vijon: si rezultat i llogaritjeve, matematikisht ka pasur lloj i ri grimcat që nuk mund të ekzistojnë në natyrë - takione, katrori i masës së të cilave më pak se zero, dhe shpejtësia e lëvizjes e kalon shpejtësinë e dritës.

Tjetri çështje e rëndësishme, ose më saktë e veçanta është ekzistenca e teorisë së fijeve vetëm në hapësirën 10-dimensionale. Pse i perceptojmë dimensionet e tjera? “Shkencëtarët kanë arritur në përfundimin se në përmasa shumë të vogla këto hapësira palosen dhe mbyllen në vetvete, duke e bërë të pamundur identifikimin e tyre.

Zhvillimi

Ekzistojnë dy lloje të grimcave: fermionet - grimcat e materies dhe bozonet - bartës të ndërveprimit. Për shembull, një foton është një bozon që mbart ndërveprim elektromagnetik, një graviton është gravitacional, ose i njëjti bozon Higgs që mbart ndërveprim me fushën e Higgs. Pra, nëse teoria e fijeve merrte parasysh vetëm bozonet, atëherë teoria e superstringut merrte parasysh edhe fermionet, të cilat bënë të mundur heqjen e takioneve.

Versioni përfundimtar i parimit të superstringut u zhvillua nga Edward Witten dhe quhet "teoria m", sipas së cilës duhet të bashkohen të gjitha versione të ndryshme Teoria e superstringut duhet të prezantojë dimensionin e 11-të.

Ndoshta mund të përfundojmë këtu. Fizikanët teorikë po punojnë me zell për të zgjidhur problemet dhe për të përmirësuar modelin ekzistues matematikor vende të ndryshme paqen. Ndoshta së shpejti më në fund do të jemi në gjendje të kuptojmë strukturën e botës përreth nesh, por duke parë shtrirjen dhe kompleksitetin e sa më sipër, është e qartë se përshkrimi që rezulton i botës nuk do të jetë i kuptueshëm pa një bazë të caktuar njohurish në fushën e fizikës dhe matematikës.

Versione të ndryshme të teorisë së fijeve tani konsiderohen pretenduesit kryesorë për titullin e teorisë gjithëpërfshirëse. teori universale që shpjegon natyrën e të gjitha gjërave. Dhe ky është një lloj Grali i Shenjtë i fizikantëve teorikë të përfshirë në teorinë e grimcave elementare dhe kozmologjisë. Teoria universale (gjithashtu teoria e gjithçkaje që ekziston) përmban vetëm disa ekuacione që kombinojnë të gjithë grupin njohuritë njerëzore për natyrën e ndërveprimeve dhe vetive të elementeve themelore të materies nga të cilat është ndërtuar Universi.

Sot teoria e fijeve është kombinuar me konceptin e supersimetrisë, duke rezultuar në lindjen e teorisë së superstringut dhe sot ky është maksimumi që është arritur në drejtim të unifikimit të teorisë së të katër ndërveprimeve bazë (forcat që veprojnë në natyrë). Vetë teoria e supersimetrisë është ndërtuar tashmë mbi bazën e një apriori koncept modern, sipas të cilit çdo ndërveprim i largët (fushë) shkaktohet nga shkëmbimi i grimcave-bartësve të ndërveprimit të llojit përkatës ndërmjet grimcave ndërvepruese (shih Modelin Standard). Për qartësi, grimcat ndërvepruese mund të konsiderohen "tulla" të universit, dhe grimcat bartëse mund të konsiderohen çimento.

Teoria e fijeve është një degë e fizikës matematikore që studion dinamikën jo të grimcave pikësore, si shumica e degëve të fizikës, por të objekteve të zgjeruara njëdimensionale, d.m.th. vargjet
Brenda modelit standard, kuarkët veprojnë si blloqe ndërtimi, dhe bozonet matës, të cilët këta kuarkë shkëmbejnë me njëri-tjetrin, veprojnë si bartës të ndërveprimit. Teoria e supersimetrisë shkon edhe më tej dhe thotë se vetë kuarkët dhe leptonët nuk janë themelorë: ata të gjithë përbëhen nga struktura (blloqe ndërtimi) të materies edhe më të rënda dhe jo të zbuluara eksperimentalisht, të mbajtura së bashku nga një "çimento" edhe më e fortë e grimcave superenergjike. -bartës të ndërveprimeve sesa kuarket e përbëra nga hadrone dhe bozone.

Natyrisht, asnjë nga parashikimet e teorisë së supersimetrisë nuk është testuar ende në kushte laboratorike, por komponentët hipotetikë të fshehur bota materiale tashmë kanë emra - për shembull, selektron (një partner supersimetrik i elektronit), squark, etj. Ekzistenca e këtyre grimcave, megjithatë, parashikohet pa mëdyshje nga teoritë e këtij lloji.

Sidoqoftë, pamja e Universit e ofruar nga këto teori është mjaft e lehtë për t'u vizualizuar. Në një shkallë prej rreth 10E–35 m, domethënë 20 rend magnitudë më të vogël se diametri i të njëjtit proton, i cili përfshin tre kuarkë të lidhur, struktura e materies ndryshon nga ajo që jemi mësuar edhe në nivelin e grimcave elementare. . Në distanca kaq të vogla (dhe në energji kaq të larta ndërveprimi sa është e paimagjinueshme) materia shndërrohet në një seri valësh në terren, të ngjashme me ato të ngacmuara në telat e instrumenteve muzikore. Ashtu si një varg kitarë, në një varg të tillë, përveç tonit themelor, mund të ngacmohen shumë nuanca ose harmonikë. Çdo harmonik ka të vetin gjendje energjetike. Sipas parimit të relativitetit (shiko Teorinë e Relativitetit), energjia dhe masa janë ekuivalente, që do të thotë se sa më e lartë të jetë frekuenca e dridhjes së valës harmonike të vargut, aq më e lartë është energjia e tij dhe aq më e madhe është masa e grimcës së vëzhguar.

Megjithatë, nëse është mjaft e thjeshtë të përfytyrosh një valë në këmbë në një varg kitarë, valët në këmbë, e propozuar nga teoria e superstrings, janë të vështira për t'u vizualizuar - fakt është se dridhjet e superstrings ndodhin në një hapësirë që ka 11 dimensione. Jemi mësuar hapësirë katërdimensionale, i cili përmban tre dimensione hapësinore dhe një kohore (majtas-djathtas, lart-poshtë, përpara-prapa, e shkuara-e ardhmja). Në hapësirën e superstringut, gjërat janë shumë më të ndërlikuara (shih kutinë). Fizikanët teorikë e rrethojnë problemin e rrëshqitshëm të dimensioneve hapësinore "ekstra" duke argumentuar se ato janë "të fshehura" (ose, në terma shkencorë, "të ngjeshura") dhe për këtë arsye nuk vërehen në energjitë e zakonshme.

Kohët e fundit, teoria e vargut ka marrë zhvillimin e mëtejshëm në formën e një teorie të membranave shumëdimensionale - në thelb, këto janë të njëjtat vargje, por të sheshta. Siç bëri shaka rastësisht një nga autorët e saj, membranat ndryshojnë nga vargjet në të njëjtën mënyrë si petët ndryshojnë nga vermiçeli.

Kjo, ndoshta, është gjithçka që mund të thuhet shkurtimisht për një nga teoritë që, jo pa arsye, sot pretendojnë të jenë teoria universale e Unifikimit të Madh të të gjitha ndërveprimeve të forcave. Mjerisht, kjo teori nuk është pa mëkat. Para së gjithash, ajo ende nuk është sjellë në një rreptë formë matematikore për shkak të pamjaftueshmërisë së aparatit matematikor për ta sjellë atë në korrespondencë të rreptë të brendshme. Kanë kaluar 20 vjet që nga lindi kjo teori dhe askush nuk ka mundur të harmonizojë vazhdimisht disa nga aspektet dhe versionet e saj me të tjera. Ajo që është edhe më e pakëndshme është se asnjë nga teoricienët që propozojnë teorinë e fijeve (dhe veçanërisht superstrings) nuk kanë propozuar ende një eksperiment të vetëm në të cilin këto teori mund të testohen në laborator. Mjerisht, kam frikë se derisa ta bëjnë këtë, e gjithë puna e tyre do të mbetet një lojë e çuditshme fantazie dhe ushtrimesh për të kuptuar njohuritë ezoterike jashtë rrjedhës kryesore të shkencës natyrore.

Studimi i vetive të vrimave të zeza

Në vitin 1996, teoricienët e fijeve Andrew Strominger dhe Kumrun Vafa u mbështetën në rezultatet e mëparshme nga Susskind dhe Sen për të botuar "Natyra mikroskopike e Bekenstein dhe Entropisë Hawking". Në këtë punë, Strominger dhe Vafa ishin në gjendje të përdorin teorinë e fijeve për të gjetur përbërësit mikroskopikë të një klase të caktuar vrimash të zeza dhe për të llogaritur me saktësi kontributet e entropisë së këtyre komponentëve. Puna u bazua në një metodë të re që shkoi pjesërisht përtej teorisë së shqetësimit të përdorur në vitet 1980 dhe fillimin e viteve 1990. Rezultati i punës përkoi saktësisht me parashikimet e Bekenstein dhe Hawking, të bëra më shumë se njëzet vjet më parë.

Strominger dhe Vafa kundërshtuan proceset reale të formimit të vrimave të zeza me një qasje konstruktive. Ata ndryshuan pamjen e formimit të vrimave të zeza, duke treguar se ato mund të ndërtohen duke mbledhur me kujdes në një mekanizëm grupin e saktë të branes të zbuluar gjatë revolucionit të dytë të superstringut.

Duke pasur në duar të gjitha levat e kontrollit të strukturës mikroskopike vrima e zezë, Strominger dhe Vafa ishin në gjendje të llogaritnin numrin e permutacioneve të përbërësve mikroskopikë të një vrime të zezë në të cilat karakteristikat e përgjithshme të vëzhgueshme, si masa dhe ngarkesa, mbeten të pandryshuara. Ata më pas krahasuan numrin që rezulton me zonën e horizontit të ngjarjes së vrimës së zezë - entropinë e parashikuar nga Bekenstein dhe Hawking - dhe gjetën përputhje të përsosur. Të paktën për klasën e vrimave të zeza ekstreme, Strominger dhe Vafa ishin në gjendje të gjenin një aplikim të teorisë së fijeve për të analizuar përbërësit mikroskopikë dhe për të llogaritur me saktësi entropinë përkatëse. Problemi me të cilin ishin përballur fizikanët për një çerek shekulli ishte zgjidhur.

Për shumë teoricienë, ky zbulim ishte një argument i rëndësishëm dhe bindës në mbështetje të teorisë së fijeve. Zhvillimi i teorisë së fijeve është ende shumë i papërpunuar për të drejtpërdrejtë dhe krahasimi i saktë Me rezultatet eksperimentale, për shembull, me rezultatet e matjeve të masave të një kuarku ose elektroni. Teoria e fijeve, megjithatë, jep shpjegimin e parë themelor për një veti të zbuluar prej kohësh të vrimave të zeza, pamundësia për të shpjeguar e cila ka ngecur në kërkimin e fizikantëve që punojnë me teoritë tradicionale për shumë vite. Edhe Sheldon Glashow laureat i Nobelit në fizikë dhe një kundërshtar i vendosur i teorisë së fijeve në vitet 1980, pranoi në një intervistë në 1997 se "kur teoricienët e fijeve flasin për vrimat e zeza, ata pothuajse flasin për fenomene të vëzhgueshme, dhe kjo është mbresëlënëse".

Kozmologjia e vargut

Ekzistojnë tre mënyra kryesore në të cilat teoria e fijeve modifikon modelin standard kozmologjik. Së pari, në shpirt kërkime moderne, duke sqaruar gjithnjë e më shumë situatën, nga teoria e fijeve rrjedh se Universi duhet të ketë një madhësi minimale të pranueshme. Ky përfundim ndryshon të kuptuarit e strukturës së Universit menjëherë për momentin shpërthim i madh, për të cilin modeli standard jep një madhësi zero të Universit. Së dyti, koncepti i T-dualitetit, domethënë dualiteti i të vogla dhe rreze të mëdha(në lidhjen e ngushtë me ekzistencën e një madhësie minimale) në teorinë e fijeve, ka implikime në kozmologji. Së treti, numri i dimensioneve hapësirë-kohë në teorinë e fijeve është më shumë se katër, kështu që kozmologjia duhet të përshkruajë evolucionin e të gjitha këtyre dimensioneve.

Modelja Brandenberg dhe Vafa

Në fund të viteve 1980. Robert Brandenberger dhe Kumrun Vafa kanë ndërmarrë hapat e parë të rëndësishëm drejt të kuptuarit se çfarë ndryshon në implikimet e standardit modeli kozmologjik do të çojë në përdorimin e teorisë së fijeve. Ata erdhën në dy konkluzione të rëndësishme. Së pari, ndërsa kthehemi në Big Bang, temperatura vazhdon të rritet derisa madhësia e Universit në të gjitha drejtimet të bëhet e barabartë me gjatësinë e Plankut. Në këtë moment temperatura do të arrijë maksimumin dhe do të fillojë të ulet. Në një nivel intuitiv, nuk është e vështirë të kuptosh arsyen e këtij fenomeni. Le të supozojmë për thjeshtësi (duke ndjekur Brandenberger dhe Vafa) se të gjitha dimensionet hapësinore të Universit janë ciklike. Ndërsa lëvizim prapa në kohë, rrezja e çdo rrethi tkurret dhe temperatura e universit rritet. Nga teoria e fijeve, ne e dimë se tkurrja e rrezeve së pari në dhe më pas nën gjatësinë e Plankut është fizikisht ekuivalente me zvogëlimin e rrezeve në gjatësinë e Plankut, e ndjekur nga rritja e tyre pasuese. Meqenëse temperatura bie gjatë zgjerimit të Universit, përpjekjet e pasuksesshme për të kompresuar Universin në madhësi më të vogla se gjatësia e Plankut do të çojnë në një ndërprerje të rritjes së temperaturës dhe në uljen e mëtejshme të saj.

Si rezultat, Brandenberger dhe Vafa arritën në pamjen e mëposhtme kozmologjike: së pari, të gjitha dimensionet hapësinore në teorinë e fijeve janë palosur fort në një madhësi minimale në rendin e gjatësisë së Planck. Temperatura dhe energjia janë të larta, por jo të pafundme: paradokse pikënisje madhësia zero në teorinë e vargjeve janë zgjidhur. NË momenti i fillimit ekzistenca e Universit, të gjitha dimensionet hapësinore të teorisë së fijeve janë plotësisht të barabarta dhe plotësisht simetrike: ato janë të gjitha të përdredhura në një gungë shumëdimensionale të dimensioneve të Planck. Më tej, sipas Brandenberger dhe Vafa, Universi kalon në fazën e parë të reduktimit të simetrisë, kur në momentin e Planck-ut zgjidhen tre dimensione hapësinore për zgjerimin e mëvonshëm, dhe pjesa tjetër ruan madhësinë e tyre origjinale Planck. Këto tre dimensione më pas identifikohen me dimensionet në skenarin e kozmologjisë inflacioniste dhe, nëpërmjet procesit të evolucionit, marrin formën e vëzhguar tani.

Modelja Veneziano dhe Gasperini

Që nga puna e Brandenberger dhe Vafa, fizikanët kanë bërë përparim të vazhdueshëm drejt kuptimit të kozmologjisë së fijeve. Ndër ata që udhëheqin këtë hulumtim janë Gabriele Veneziano dhe kolegu i tij Maurizio Gasperini nga Universiteti i Torinos. Këta shkencëtarë paraqitën versionin e tyre të kozmologjisë së vargjeve, i cili në disa vende është i ngjashëm me skenarin e përshkruar më sipër, por në vende të tjera është thelbësisht i ndryshëm nga ai. Ashtu si Brandenberger dhe Vafa, për të përjashtuar temperaturën e pafundme dhe densitetin e energjisë që lindin në modelet standarde dhe ato inflacioniste, ata u mbështetën në ekzistencën e një gjatësi minimale në teorinë e fijeve. Megjithatë, në vend që të arrinin në përfundimin se, për shkak të kësaj vetie, Universi lind nga një gungë e dimensioneve të Plankut, Gasperini dhe Veneziano sugjeruan se ekzistonte një univers parahistorik që u ngrit shumë përpara momentit të quajtur pikë zero, dhe që lindi këtë “embrion” kozmik me përmasa Planck.

Gjendja fillestare e Universit në këtë skenar dhe në modelin e Big Bang janë shumë të ndryshme. Sipas Gasperinit dhe Venezianos, Universi nuk ishte një top i nxehtë dhe i përdredhur fort me dimensione, por ishte i ftohtë dhe kishte një shtrirje të pafund. Më pas, siç vijon nga ekuacionet e teorisë së fijeve, paqëndrueshmëria pushtoi Universin dhe të gjitha pikat e tij filluan, si në epokën e inflacionit sipas Guth, të shpërndaheshin me shpejtësi në anët.

Gasperini dhe Veneziano treguan se për shkak të kësaj, hapësira u bë gjithnjë e më e lakuar dhe si rezultat pati një kërcim të mprehtë të temperaturës dhe densitetit të energjisë. Kaloi pak kohë dhe sipërfaqja tredimensionale me dimensione milimetrash brenda tyre hapësira të pafundme shndërruar në një pikë të nxehtë dhe të dendur, identike me vendin që krijohet gjatë ekspansionit inflacioniste sipas Guth. Pastaj gjithçka shkoi sipas skenarit standard të kozmologjisë së Big Bengut, dhe pika në zgjerim u shndërrua në Univers të vëzhgueshëm.

Që në epokën para Big Bengut kishte diçka që po ndodhte zgjerim inflacioniste, zgjidhja e Guthit për paradoksin e horizontit duket se është ndërtuar automatikisht në këtë skenar kozmologjik. Siç tha Veneziano (në një intervistë të vitit 1998), "teoria e fijeve na jep një version të kozmologjisë inflacioniste në një pjatë argjendi".

Studimi i kozmologjisë së fijeve po bëhet shpejt një fushë e kërkimit aktiv dhe produktiv. Për shembull, skenari i evolucionit përpara Big Bengut ka qenë subjekt i debatit të nxehtë më shumë se një herë, dhe vendi i tij në formulimin e ardhshëm kozmologjik nuk është aspak i qartë. Megjithatë, nuk ka dyshim se ky formulim kozmologjik do të bazohet fort në të kuptuarit e fizikantëve për rezultatet e zbuluara gjatë revolucionit të dytë të superstringut. Për shembull, pasojat kozmologjike të ekzistencës së membranave shumëdimensionale janë ende të paqarta. Me fjalë të tjera, si do të ndryshojë ideja e momenteve të para të ekzistencës së Universit si rezultat i analizës së teorisë M të përfunduar? Kjo çështje është duke u hulumtuar intensivisht.

Në shkollë mësuam se lënda përbëhet nga atome dhe atomet përbëhen nga bërthama rreth të cilave rrotullohen elektronet. Planetët rrotullohen rreth diellit në të njëjtën mënyrë, kështu që është e lehtë për ne të imagjinojmë. Pastaj atomi u nda në grimca elementare dhe u bë më e vështirë të imagjinohet struktura e universit. Në shkallën e grimcave, zbatohen ligje të ndryshme dhe nuk është gjithmonë e mundur të gjesh një analogji nga jeta. Fizika është bërë abstrakte dhe konfuze.

Por hapi tjetër i fizikës teorike ktheu një ndjenjë realiteti. Teoria e fijeve përshkroi botën me terma që janë përsëri të imagjinueshëm dhe për këtë arsye më të lehta për t'u kuptuar dhe mbajtur mend.

Tema nuk është ende e lehtë, kështu që le të shkojmë me radhë. Së pari, le të kuptojmë se çfarë është teoria, pastaj le të përpiqemi të kuptojmë pse u shpik. Dhe për ëmbëlsirë, pak histori teoria e fijeve ka një histori të shkurtër, por me dy revolucione.

Universi përbëhet nga fije energjie vibruese

Përpara teorisë së fijeve, grimcat elementare konsideroheshin si pika-forma pa dimension veti të caktuara. Teoria e fijeve i përshkruan ato si fije energjie që kanë një dimension - gjatësi. Këto fije njëdimensionale quhen vargjet kuantike.

Fizika teorike

Fizika teorike
përshkruan botën duke përdorur matematikën, në krahasim me fizika eksperimentale. Fizikani i parë teorik ishte Isak Njutoni (1642-1727)

Bërthama e një atomi me elektrone, grimca elementare dhe vargje kuantike përmes syve të një artisti. Fragment film dokumentar"Universi elegant"

Vargjet kuantike shumë i vogël, gjatësia e tyre është rreth 10 -33 cm Kjo është njëqind milionë miliardë herë më e vogël se protonet që përplasen në Përplasësin e Madh të Hadronit. Eksperimente të tilla me vargje do të kërkonin ndërtimin e një përshpejtuesi me madhësinë e një galaktike. Nuk kemi gjetur ende një mënyrë për të zbuluar vargjet, por falë matematikës mund të marrim me mend disa nga vetitë e tyre.

Vargjet kuantike janë të hapura dhe të mbyllura. Skajet e hapura janë të lira, ndërsa skajet e mbyllura mbyllen me njëra-tjetrën, duke formuar sythe. Vargjet vazhdimisht "hapen" dhe "mbyllen", lidhen me vargjet e tjera dhe ndahen në më të vogla.

Vargjet kuantike janë shtrirë. Tensioni në hapësirë ndodh për shkak të ndryshimit në energji: për vargjet e mbyllura midis skajeve të mbyllura, për vargjet e hapura - midis skajeve të vargjeve dhe zbrazëtirës. Fizikanët e quajnë këtë zbrazëti fytyra dydimensionale dydimensionale, ose branes - nga fjala membranë.

centimetra - madhësia më e vogël e mundshme e një objekti në univers. Ajo quhet gjatësia e Plankut

Ne jemi bërë nga vargjet kuantike

Fijet kuantike dridhen. Këto janë dridhje të ngjashme me dridhjet e vargjeve të një balalaika, me valë uniforme dhe një numër të plotë minimalesh dhe maksimalesh. Kur vibron, një varg kuantik nuk prodhon zë në shkallën e grimcave elementare, nuk ka asgjë për të transmetuar dridhjet e zërit. Ai vetë bëhet një grimcë: vibron në një frekuencë - një kuark, në një tjetër - një gluon, në një të tretë - një foton. Prandaj, një varg kuantik është një element i vetëm ndërtimi, një "tullë" e universit.

Universi zakonisht përshkruhet si hapësirë dhe yje, por është gjithashtu planeti ynë, dhe ti dhe unë, dhe teksti në ekran dhe manaferrat në pyll.

Diagrami i dridhjeve të vargut. Në çdo frekuencë, të gjitha valët janë të njëjta, numri i tyre është numër i plotë: një, dy dhe tre

Rajoni i Moskës, 2016. Ka shumë luleshtrydhe - vetëm më shumë mushkonja. Ato janë bërë edhe me vargje.

Dhe hapësira është atje diku. Le të kthehemi në hapësirë

Pra, në thelbin e universit janë vargjet kuantike, fijet njëdimensionale të energjisë që vibrojnë, ndryshojnë madhësinë dhe formën dhe shkëmbejnë energji me vargje të tjera. Por kjo nuk është e gjitha.

Vargjet kuantike lëvizin nëpër hapësirë. Dhe hapësira në shkallën e vargjeve është pjesa më interesante e teorisë.

Vargjet kuantike lëvizin në 11 dimensione

Theodore Kaluza
(1885-1954)

Gjithçka filloi me Albert Einstein. Zbulimet e tij treguan se koha është relative dhe e bashkuan atë me hapësirën në një vazhdimësi të vetme hapësirë-kohë. Puna e Ajnshtajnit shpjegoi gravitetin, lëvizjen e planetëve dhe formimin e vrimave të zeza. Përveç kësaj, ata frymëzuan bashkëkohësit e tyre për të bërë zbulime të reja.

Ajnshtajni botoi ekuacionet e Teorisë së Përgjithshme të Relativitetit në 1915-16, dhe tashmë në 1919 matematikani polak Theodor Kaluza u përpoq të zbatonte llogaritjet e tij në teori. fushë elektromagnetike. Por lindi pyetja: nëse graviteti i Ajnshtajnit përkul katër dimensionet e hapësirë-kohës, cilat janë forcat elektromagnetike që përkulen? Besimi në Ajnshtajni ishte i fortë dhe Kaluza nuk kishte asnjë dyshim se ekuacionet e tij do të përshkruanin elektromagnetizmin. Në vend të kësaj, ai propozoi që forcat elektromagnetike po përkulnin një dimension shtesë, të pestë. Ajnshtajnit i pëlqeu ideja, por teoria nuk u testua me eksperimente dhe u harrua deri në vitet 1960.

Albert Einstein (1879-1955)

Theodore Kaluza
(1885-1954)

Albert Ajnshtajni
(1879-1955)

Ekuacionet e para të teorisë së vargut sollën rezultate të çuditshme. Në to u shfaqën tachyons - grimca me masë negative të cilët lëviznin shpejtësi më të shpejtë Sveta. Këtu erdhi në ndihmë ideja e Kaluzës për shumëdimensionalitetin e universit. Vërtetë, pesë dimensione nuk ishin të mjaftueshme, ashtu siç nuk mjaftuan gjashtë, shtatë ose dhjetë. Matematika e teorisë së parë të fijeve kishte kuptim vetëm nëse universi ynë do të kishte 26 dimensione! Teoritë e mëvonshme u mjaftuan me dhjetë, por në atë moderne ka njëmbëdhjetë prej tyre - dhjetë hapësinore dhe kohore.

Por nëse po, pse nuk i shohim shtatë dimensionet shtesë? Përgjigja është e thjeshtë - ato janë shumë të vogla. Nga një distancë, një objekt tredimensional do të duket i sheshtë: një tub uji do të shfaqet si një fjongo, dhe tullumbace- rreth e rrotull. Edhe nëse do të mund të shihnim objekte në dimensione të tjera, ne nuk do të merrnim parasysh shumëdimensionalitetin e tyre. Shkencëtarët e quajnë këtë efekt ngjeshje.

Dimensionet shtesë janë palosur në forma të vogla të hapësirës së kohës - ato quhen hapësira Calabi-Yau. Nga larg duket e sheshtë.

Ne mund të përfaqësojmë shtatë dimensione shtesë vetëm në formën e modeleve matematikore. Këto janë fantazi që ndërtohen mbi vetitë e hapësirës dhe kohës të njohura për ne. Duke shtuar një dimension të tretë, bota bëhet tredimensionale dhe ne mund ta anashkalojmë pengesën. Ndoshta, duke përdorur të njëjtin parim, është e saktë të shtoni shtatë dimensionet e mbetura - dhe më pas përgjatë tyre mund të shkoni rreth hapësirë-kohës dhe të arrini në çdo pikë të çdo universi në çdo kohë.

matjet në univers sipas versionit të parë të teorisë së fijeve - bosonike. Tani konsiderohet e parëndësishme

Një vijë ka vetëm një dimension - gjatësi

Një tullumbace është tre-dimensionale dhe ka një dimension të tretë - lartësinë. Por për një njeri dydimensional duket si një vijë

Ashtu si një njeri dydimensional nuk mund të imagjinojë shumëdimensionale, ashtu edhe ne nuk mund të imagjinojmë të gjitha dimensionet e universit.

Sipas këtij modeli, vargjet kuantike udhëtojnë gjithmonë dhe kudo, që do të thotë se të njëjtat vargje kodojnë vetitë e të gjitha universeve të mundshme që nga lindja e tyre deri në fund të kohës. Fatkeqësisht, balona jonë është e sheshtë. Bota jonë është vetëm një projeksion katër-dimensional i një universi njëmbëdhjetë-dimensional në shkallët e dukshme të hapësirë-kohës dhe ne nuk mund t'i ndjekim vargjet.

Një ditë do të shohim Big Bengun

Një ditë do të llogarisim frekuencën e dridhjeve të vargut dhe organizimin e dimensioneve shtesë në universin tonë. Atëherë do të mësojmë absolutisht gjithçka rreth tij dhe do të jemi në gjendje të shohim Big Bang-un ose të fluturojmë për në Alpha Centauri. Por deri më tani kjo është e pamundur - nuk ka sugjerime se çfarë të mbështeteni në llogaritjet dhe të gjeni numrat që ju nevojitenËshtë e mundur vetëm me forcë brutale. Matematikanët kanë llogaritur se do të ketë 10,500 opsione për t'u renditur. Teoria ka arritur në një rrugë pa krye.

Megjithatë, teoria e fijeve është ende e aftë të shpjegojë natyrën e universit. Për ta bërë këtë, ajo duhet të lidhë të gjitha teoritë e tjera, të bëhet teoria e gjithçkaje.

Teoria e fijeve do të bëhet teoria e gjithçkaje. Mund të jetë

Në gjysmën e dytë të shekullit të 20-të, fizikanët konfirmuan një sërë teorish themelore rreth natyrës së universit. Dukej se pak më shumë dhe do të kuptonim gjithçka. Megjithatë, problemi kryesor ende nuk është zgjidhur: teoritë funksionojnë mirë individualisht, por nuk japin një pamje të përgjithshme.

Ekzistojnë dy teori kryesore: teoria e relativitetit dhe teoria kuantike e fushës.

opsione për organizimin e 11 dimensioneve në hapësirat Calabi-Yau - të mjaftueshme për të gjitha universet e mundshme. Për krahasim, numri i atomeve në pjesën e vëzhgueshme të universit është rreth 10 80

Ka mundësi të mjaftueshme për organizimin e hapësirave Calabi-Yau për të gjitha universet e mundshme. Për krahasim, numri i atomeve në universin e vëzhgueshëm është rreth 10 80

Teoria e relativitetit
përshkruar ndërveprimi gravitacional midis planetëve dhe yjeve dhe shpjegoi fenomenin e vrimave të zeza. Kjo është fizika e një bote vizuale dhe logjike.

Modeli i ndërveprimit gravitacional të Tokës dhe Hënës në hapësirë-kohën e Ajnshtajnit

Teoria kuantike e fushës
përcaktoi llojet e grimcave elementare dhe përshkroi 3 lloje të bashkëveprimit ndërmjet tyre: të fortë, të dobët dhe elektromagnetik. Kjo është fizika e kaosit.

Bota kuantike përmes syve të një artisti. Video nga faqja e internetit MiShorts

Teoria kuantike e fushës me masë të shtuar për neutrinot quhet Modeli standard. Kjo është teoria bazë e strukturës së universit në nivelin kuantik. Shumica e parashikimeve të teorisë konfirmohen në eksperimente.

Modeli Standard i ndan të gjitha grimcat në fermione dhe bozone. Fermionet formojnë materien - ky grup përfshin të gjitha grimcat e vëzhgueshme si kuarku dhe elektroni. Bozonet janë forcat që janë përgjegjëse për bashkëveprimin e fermioneve, si fotoni dhe gluoni. Dy duzina grimcash janë tashmë të njohura, dhe shkencëtarët vazhdojnë të zbulojnë të reja.

Është logjike të supozohet se bashkëveprimi gravitacional transmetohet gjithashtu nga bozoni i tij. Ata nuk e kanë gjetur ende, por ata përshkruan pronat e tij dhe dolën me një emër - graviton.

Por është e pamundur të bashkohen teoritë. Nga Modeli standard, grimcat elementare - pika pa dimensione, të cilat ndërveprojnë në distanca zero. Nëse ky rregull zbatohet për gravitonin, ekuacionet japin rezultate të pafundme, gjë që i bën ato të pakuptimta. Kjo është vetëm një nga kontradiktat, por ilustron mirë se sa larg është një fizikë nga tjetra.

Prandaj, shkencëtarët po kërkojnë teori alternative, të aftë për të bashkuar të gjitha teoritë në një. Kjo teori u quajt teori e unifikuar fusha, ose teoria e gjithçkaje.

Fermionet
formojnë të gjitha llojet e materies përveç materies së errët

Bozonet
transferimi i energjisë ndërmjet fermioneve

Teoria e fijeve mund të bashkohet botën shkencore

Teoria e fijeve në këtë rol duket më tërheqëse se të tjerat, pasi zgjidh menjëherë kontradiktën kryesore. Vargjet kuantike dridhen në mënyrë që distanca ndërmjet tyre të jetë më e madhe se zero, dhe rezultatet e llogaritjes së pamundur për gravitonin shmangen. Dhe vetë gravitoni përshtatet mirë në konceptin e vargjeve.

Por teoria e fijeve nuk është vërtetuar me eksperimente, arritjet e saj mbeten në letër. Aq më befasues është fakti që nuk është braktisur për 40 vjet - potenciali i tij është kaq i madh. Për të kuptuar pse ndodh kjo, le të shohim prapa dhe të shohim se si u zhvillua.

Teoria e fijeve ka kaluar nëpër dy revolucione

Gabriele Veneziano
(lindur më 1942)

Në fillim, teoria e fijeve nuk u konsiderua aspak një kandidat për unifikimin e fizikës. U zbulua rastësisht. Në vitin 1968, fizikani i ri teorik Gabriele Veneziano studioi ndërveprimet e forta brenda bërthamës atomike. Papritur, ai zbuloi se ato u përshkruan mirë nga funksioni beta i Euler-it, një grup ekuacionesh që matematikani zviceran Leonhard Euler i kishte përpiluar 200 vjet më parë. Ishte e çuditshme: në ato ditë atomi konsiderohej i pandashëm dhe puna e Euler zgjidhej ekskluzivisht problemet e matematikës. Askush nuk e kuptoi pse ekuacionet funksionuan, por ato u përdorën në mënyrë aktive.

Kuptimi fizik Funksionet beta të Euler u zbuluan dy vjet më vonë. Tre fizikanë, Yoichiro Nambu, Holger Nielsen dhe Leonard Susskind, sugjeruan se grimcat elementare mund të mos jenë pika, por vargje vibruese njëdimensionale. Ndërveprimi i fortë për objekte të tilla u përshkrua në mënyrë ideale nga ekuacionet e Euler-it. Versioni i parë i teorisë së fijeve u quajt bosonik, pasi përshkruante natyrën e vargut të bozoneve përgjegjës për ndërveprimet e materies dhe nuk kishte të bënte me fermionet nga të cilat përbëhet materia.

Teoria ishte e papërpunuar. Ai përfshinte takione, dhe parashikimet kryesore kundërshtonin rezultatet eksperimentale. Dhe megjithëse ishte e mundur të hiqeshin qafe takionët duke përdorur shumëdimensionalitetin Kaluza, teoria e vargut nuk zuri rrënjë.

Gabriele Veneziano
Yoichiro Nambu
Holger Nielsen
Leonard Susskind
John Schwartz
Michael Green
Edward Witten

Gabriele Veneziano
Yoichiro Nambu
Holger Nielsen
Leonard Susskind
John Schwartz
Michael Green
Edward Witten

Por teoria ka ende mbështetës besnikë. Në vitin 1971, Pierre Ramon shtoi fermionet në teorinë e fijeve, duke reduktuar numrin e dimensioneve nga 26 në dhjetë. Kjo shënoi fillimin teoria e supersimetrisë.

Ai tha se çdo fermion ka bozonin e tij, që do të thotë se materia dhe energjia janë simetrike. Nuk ka rëndësi që universi i vëzhgueshëm është asimetrik, tha Ramon, ka kushte në të cilat simetria ende vërehet. Dhe nëse, sipas teorisë së fijeve, fermionet dhe bozonet janë të koduara nga të njëjtat objekte, atëherë në këto kushte lënda mund të shndërrohet në energji dhe anasjelltas. Kjo veti e vargjeve u quajt supersimetri, dhe vetë teoria e fijeve u quajt teoria e superstringut.

Në vitin 1974, John Schwartz dhe Joel Sherk zbuluan se disa nga vetitë e vargjeve përputheshin jashtëzakonisht shumë me vetitë e bartësit të supozuar të gravitetit, gravitonit. Që nga ai moment, teoria filloi të pretendonte seriozisht se po përgjithësohej.

dimensionet e hapësirë-kohës ishin në teorinë e parë të superstringut

"Struktura matematikore e teorisë së fijeve është aq e bukur dhe ka kaq shumë veti mahnitëse sa që me siguri duhet të tregojë diçka më të thellë."

Revolucioni i parë i superstringut ka ndodhur në vitin 1984. John Schwartz dhe Michael Green prezantuan modeli matematik, i cili tregoi se shumë kontradikta midis teorisë së fijeve dhe Modelit Standard mund të zgjidhen. Ekuacionet e reja gjithashtu lidhnin teorinë me të gjitha llojet e materies dhe energjisë. Bota shkencore u mbërthye nga një ethe - fizikantët braktisën kërkimet e tyre dhe kaluan në studimin e vargjeve.

Nga viti 1984 deri në 1986, u shkruan më shumë se një mijë punime mbi teorinë e fijeve. Ata treguan se shumë nga dispozitat e Modelit Standard dhe teorisë së gravitetit, të cilat ishin bashkuar gjatë viteve, rrjedhin natyrshëm nga fizika e fijeve. Hulumtimi i ka bindur shkencëtarët se një teori unifikuese është shumë afër.

“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 fuqinë e jashtëzakonshme të kësaj teorie.

Por teoria e fijeve nuk po nxitonte të zbulonte sekretet e saj. Në vend të problemeve të zgjidhura, u shfaqën të reja. Shkencëtarët kanë zbuluar se nuk ka një, por pesë teori të superstringut. Vargjet në to kishin lloje të ndryshme supersimetri, dhe nuk kishte asnjë mënyrë për të ditur se cila teori ishte e saktë.

Metodat matematikore kishin kufijtë e tyre. Fizikantët janë mësuar me ekuacionet komplekse, të cilat nuk japin rezultate të sakta, por për teorinë e vargjeve nuk ishte e mundur të shkruheshin as ekuacione të sakta. Dhe rezultatet e përafërta të ekuacioneve të përafërta nuk dhanë përgjigje. U bë e qartë se matematika e re ishte e nevojshme për të studiuar teorinë, por askush nuk e dinte se çfarë lloj matematike do të ishte. Zjarri i shkencëtarëve është shuar.

Revolucioni i dytë i superstringut bubulloi në vitin 1995. Bllokimi u soll nga fjalimi i Edward Witten në Konferencën e Teorisë së Stringut në Kaliforninë Jugore. Witten tregoi se të pesë teoritë janë raste të veçanta të një teorie, më të përgjithshme të superstrings, në të cilën nuk ka dhjetë dimensione, por njëmbëdhjetë. Witten e quajti teorinë unifikuese M-teoria, ose Nëna e të gjitha teorive, nga fjalë angleze Nëna.

Por diçka tjetër ishte më e rëndësishme. Teoria M e Witten-it përshkroi aq mirë efektin e gravitetit në teorinë e superstringut saqë u quajt teoria supersimetrike e gravitetit, ose teoria e supergravitetit. Kjo frymëzoi shkencëtarët dhe revista shkencore botoi sërish botime mbi fizikën e fijeve.

matjet hapësirë-kohë në teori moderne superstrings

“Teoria e fijeve është një pjesë e fizikës së shekullit të njëzetë e një që përfundoi aksidentalisht në shekullin e njëzetë. Mund të duhen dekada, apo edhe shekuj, përpara se të zhvillohet dhe kuptohet plotësisht”.

Jehona e këtij revolucioni mund të dëgjohet edhe sot. Por pavarësisht nga të gjitha përpjekjet e shkencëtarëve, teoria e fijeve ka më shumë pyetje sesa përgjigje. Shkenca moderne po përpiqet të ndërtojë modele të një universi shumëdimensional dhe studion dimensionet si membrana të hapësirës. Ata quhen branes - ju kujtohet boshllëku me fije të hapura të shtrira nëpër to? Supozohet se vetë vargjet mund të rezultojnë të jenë dy ose tre-dimensionale. Ata madje flasin për një teori të re themelore 12-dimensionale - F-teoria, babai i të gjitha teorive, nga fjala At. Historia e teorisë së fijeve nuk ka mbaruar.

Teoria e fijeve ende nuk është vërtetuar, por as nuk është hedhur poshtë.

Problemi kryesor me teorinë është mungesa e provave të drejtpërdrejta. Po, teori të tjera rrjedhin prej saj, shkencëtarët shtojnë 2 dhe 2, dhe rezulton 4. Por kjo nuk do të thotë se të katërt përbëhen nga dyshe. Eksperimentet në Përplasësin e Madh të Hadronit nuk kanë zbuluar ende supersimetrinë, e cila do të konfirmonte bazën e unifikuar strukturore të universit dhe do të luante në duart e mbështetësve të fizikës së fijeve. Por nuk ka as mohime. Prandaj, matematika elegante e teorisë së fijeve vazhdon të ngacmojë mendjet e shkencëtarëve, duke premtuar zgjidhje për të gjitha misteret e universit.

Kur flitet për teorinë e fijeve, nuk mund të mos përmendet Brian Greene, një profesor në Universitetin e Kolumbisë dhe një popullarizues i palodhur i teorisë. Green jep leksione dhe shfaqet në televizion. Në vitin 2000, libri i tij “Univers Elegant. Superstrings, Hidden Dimensions, and the Search for the Ultimate Theory” ishte finalist për Çmimin Pulitzer. Në vitin 2011, ai luajti veten në episodin 83 të The Big Bang Theory. Në vitin 2013, ai vizitoi Institutin Politeknik të Moskës dhe dha një intervistë për Lenta-ru.

Nëse nuk doni të bëheni ekspert në teorinë e fijeve, por dëshironi të kuptoni se në çfarë lloj bote jetoni, mbani mend këtë fletë mashtrimi:

Universi përbëhet nga fije energjie - tela kuantike - që dridhen si telat e një instrumenti muzikor. Frekuenca të ndryshme vibrimi i kthejnë vargjet në grimca të ndryshme.
Skajet e vargjeve mund të jenë të lira, ose mund të mbyllen me njëri-tjetrin, duke formuar sythe. Vargjet mbyllen vazhdimisht, hapen dhe shkëmbejnë energji me vargje të tjera.
Vargjet kuantike ekzistojnë në universin 11-dimensional. 7 dimensionet shtesë janë palosur në forma shumë të vogla të hapësirë-kohës, kështu që ne nuk i shohim ato. Ky quhet kompaktim i dimensionit.
Nëse do ta dinim saktësisht se si janë palosur dimensionet në universin tonë, ne mund të ishim në gjendje të udhëtonim nëpër kohë dhe në yje të tjerë. Por kjo nuk është ende e mundur - ka shumë opsione për të kaluar. Do të kishte mjaft prej tyre për të gjitha universet e mundshme.
Teoria e fijeve mund të bashkojë gjithçka teoritë fizike dhe na zbuloni sekretet e universit - ekzistojnë të gjitha parakushtet për këtë. Por ende nuk ka prova.
Zbulime të tjera rrjedhin logjikisht nga teoria e fijeve shkenca moderne. Fatkeqësisht, kjo nuk dëshmon asgjë.
Teoria e fijeve i ka mbijetuar dy revolucioneve të superstringut dhe shumë viteve të harresës. Disa shkencëtarë e konsiderojnë atë fantashkencë, të tjerë besojnë se teknologjitë e reja do të ndihmojnë në vërtetimin e saj.
Gjëja më e rëndësishme: nëse planifikoni t'u tregoni miqve tuaj për teorinë e fijeve, sigurohuni që të mos ketë fizikan midis tyre - do të kurseni kohë dhe nerva. Dhe do të dukeni si Brian Greene në Politeknik:

Teoria e relativitetit e paraqet universin si "të sheshtë", por mekanika kuantike thotë se në nivel mikro ka një lëvizje të pafundme që përkul hapësirën. Teoria e fijeve kombinon këto ide dhe paraqet mikrogrimcat si pasojë e bashkimit të vargjeve më të holla njëdimensionale, të cilat do të kenë pamjen e mikrogrimcave pikësore dhe, për rrjedhojë, nuk mund të vëzhgohen eksperimentalisht.

Kjo hipotezë na lejon të imagjinojmë grimcat elementare që përbëjnë një atom nga fibra ultramikroskopike të quajtura vargje.

Të gjitha vetitë e grimcave elementare shpjegohen nga dridhja rezonante e fibrave që i formojnë ato. Këto fibra mund të bëjnë grup i pafund opsionet e dridhjeve. Kjo teori përfshin unifikimin e ideve mekanika kuantike dhe teoria e relativitetit. Por për shkak të pranisë së shumë problemeve në konfirmimin e mendimeve që qëndrojnë në themel të tij shumica Shkencëtarët modernë besojnë se idetë e propozuara nuk janë asgjë më shumë se përdhosja më e zakonshme ose, me fjalë të tjera, teoria e fijeve për bedelet, domethënë për njerëzit që janë plotësisht injorantë për shkencën dhe strukturën e botës përreth tyre.

Vetitë e fibrave ultramikroskopike

Për të kuptuar thelbin e tyre, mund të imagjinoni telat e instrumenteve muzikore - ato mund të dridhen, përkulen, përkulen. E njëjta gjë ndodh me këto fije, të cilat, duke lëshuar dridhje të caktuara, ndërveprojnë me njëri-tjetrin, palosen në sythe dhe formojnë grimca më të mëdha (elektrone, kuarkë), masa e të cilave varet nga frekuenca e dridhjeve të fibrave dhe tensioni i tyre - këto treguesit përcaktojnë energjinë e vargjeve. Sa më e madhe të jetë energjia e emetuar, aq më e madhe është masa e grimcave elementare.

Teoria dhe vargjet e inflacionit

Sipas hipotezës së inflacionit, Universi u krijua për shkak të zgjerimit të mikrohapësirës, në madhësinë e një vargu (gjatësia e Plankut). Me rritjen e kësaj zone, të ashtuquajturat fibra ultramikroskopike u shtrinë dhe tani gjatësia e tyre është në përpjesëtim me madhësinë e Universit. Ata ndërveprojnë me njëri-tjetrin në të njëjtën mënyrë dhe prodhojnë të njëjtat dridhje dhe dridhje. Ky duket si efekti që prodhojnë lente gravitacionale, duke shtrembëruar rrezet e dritës së galaktikave të largëta. A dridhjet gjatësore gjenerojnë rrezatim gravitacional.

Mospërputhja matematikore dhe probleme të tjera

Një nga problemet konsiderohet dështimi matematik teori - fizikantëve që e studiojnë nuk kanë formula për ta sjellë atë në një formë të plotë. Dhe e dyta është se kjo teori beson se ka 10 dimensione, por ne ndjejmë vetëm 4 - lartësia, gjerësia, gjatësia dhe koha. Shkencëtarët sugjerojnë se 6 të mbeturit janë në një gjendje të përdredhur, prania e të cilave nuk ndihet në kohë reale. Gjithashtu problemi nuk është mundësia konfirmim eksperimental këtë teori, por askush nuk mund ta kundërshtojë atë.

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 Unë besoja se nuk kishte probleme serioze në të dhe e gjithë struktura e botës dukej si një makinë e rregulluar dhe e parashikueshme në mënyrë të përsosur. 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 energji totale Rrezatimi i çdo trupi absolutisht të zi duhet të jetë pafundësisht i madh. 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 tjerë 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 hipoteza kuantike për determinizmin nuk ishin realizuar ende në atë kohë. 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 bazuar në ligjet 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 trazuar dhe e pakuptueshme saqë sfidon sensin e 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 ku ndodhet saktësisht një pikë në hapësirë. për momentin këtë apo atë grimcë dhe cili është momenti këndor i saj. 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 dualiteti valë-grimcë i mekanikës 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, Teoria e Përgjithshme e Relativitetit harmonike, korrekte dhe e parashikueshme është në një konflikt të pazgjidhshëm me "huliganin ekscentrik" - mekanika kuantike, dhe, si pasojë, makrobota nuk mund të "bëjë paqe" me mikrobotën. Këtu vjen në shpëtim teoria e fijeve.

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 hollë i galaktikave deri te vallëzimi i çmendur i grimcave nënatomike, përfundimisht mund të shpjegohet vetëm me një parim themelor 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 zbërthimin 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 arriti të tregojë se ndërveprimet elektromagnetike dhe të dobëta kanë natyrës së përgjithshme, duke i kombinuar ato në një të vetme elektrodobët. 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 fizikantët 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 konsiderohet asgjë më shumë se një kuriozitet matematikor e përshkruan atë ndërveprim i fortë.

Si ishte në të vërtetë? Formula ishte ndoshta rezultati shumë vite Puna dhe rastësia e Venezianos ndihmuan vetëm 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 strukturë të brendshme dhe mund të vibronin. 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, fizikantët kanë studiuar sjelljen e grimcave nënatomike duke i copëtuar ato së bashku. shpejtësi të lartë dhe duke studiuar pasojat e këtyre përplasjeve. Doli se Universi është shumë më i pasur nga sa mund të imagjinohej. Ishte një "shpërthim popullsie" 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, edhe në këtë teori të përsosur kishte një të tillë problem i madh- nuk përfshinte forcën më të famshme të nivelit makro - gravitetin.

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 fizikantët, pasi është padyshim më e madhe se ajo që shohim.

Deri në vitin 1973, vetëm disa fizikanë të rinj po luftonin ende 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, i cili 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, pas disa vitesh 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 ta siguruar këtë efektet kuantike ekzistojnë në gravitet.

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 reagimi i komunitetit shkencor hodhi në erë 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 atomi do të zmadhohej në madhësi sistemi diellor, vargu do të kishte madhësinë e një peme. Ashtu si dridhjet e ndryshme të një vargu violonçel krijojnë atë që dëgjojmë, notat e ndryshme muzikore, mënyrat e ndryshme të dridhjeve të një vargu 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 - diçka që tingëllon si Fantashkencë– konfirmimi i ekzistencës së dimensioneve shtesë të hapësirës.

Për çfarë po flasim për? 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 në botën tonë të 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 forcën ndërveprimi elektromagnetik. Çfarë ndodhi? Mund të zbulojmë papritur se jonet fillojnë të zmbrapsin njëri-tjetrin më fort, dhe shkrirja termonukleare, që i bën yjet të shkëlqejnë dhe të lëshojnë nxehtësi, papritmas keqfunksionoi. 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 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 teorinë e përgjithshme të 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? Kjo një tjetër mister teoria e fijeve. Kjo është arsyeja pse shumë fizikanë kanë hequr 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.