Superstring теорија популарен јазик for Dummies

Superstring теорија, во популарната јазик, е универзумот како збир на вибрирачки нишки на енергија - жици. Тие се основата на природата. Хипотеза опишува другите елементи - branes. Сите супстанции во нашиот свет се состои од вибрации на жици и branes. А природна последица на теорија е опис на гравитацијата. Тоа е причината зошто научниците сметаат дека тоа содржи клучот за обединување на гравитација со други интеракции.

Концептот е развиен

Теоријата на полето на унифициран, superstring теорија - чисто математички. Како и сите физички концепти, тоа е врз основа на равенки, кои може да се толкува на одреден начин.

Денес, никој не знае што точно ќе биде финалната верзија на оваа теорија. Научниците имаат прилично нејасна идеја од неговите заеднички елементи, но никој се уште не излезе со конечна равенка ќе се зафати сите superstring теорија и експеримент се уште не биле во можност да го потврдите (иако побие премногу). Физичарите направивме поедноставена верзија на равенката, но досега тоа сосема не опишуваат нашиот универзум.

Superstring теорија за почетници

Во хипотезата на пет клучни идеи.

1. Superstring теорија предвидува дека сите објекти на нашиот свет се составени од вибрирачки нишки на енергија и мембрани.
2. Таа се обидува да ги помири општата релативност (тежина) со квантната физика.
3. Superstring теорија ќе се интегрира сите основни сили на универзумот.
4. Оваа хипотеза предвидува нова врска, supersymmetry, меѓу две фундаментално различни видови на честички, бозони и таканаречени фермиони.
5. Концептот ја опишува голем број на дополнителни, обично непознати димензии на вселената.

Жици и branes

Кога теоријата се појавија во 1970-тите, енергетски насоки во тоа се смета за 1-димензионални објекти - жици. Зборот "едно-димензионална" покажува дека низа има само една димензија, должина, за разлика од, на пример, на плоштадот, која има должина и висина.

Овие superstring теорија дели во два вида - затворен и отворен. Отвори низа има совети кои не се во контакт едни со други, додека затворениот стринг е еден циклус, без отворени краеви. Како резултат на тоа, беше откриено дека овие низи, стрингови наречен првиот тип, изложени 5 основни видови на интеракции.

Интеракции се врз основа на жици способноста да се поврзете и да ги споделат своите совети. Од крајот на отворен жици може да дојде заедно за да формираат затворена, тоа е невозможно да се изгради теорија на супербранови, не вклучувајќи ги враќам стринг.

Ова се покажа како важен затворени жици имаат својства кои се верува дека физиката може да се опише гравитацијата. Со други зборови, научниците сфатиле дека теоријата на superstring, наместо објаснување честички на материјата може да се опише нивното однесување и силата на гравитацијата.

Години подоцна беше откриено дека, во прилог на жици, и други важни елементи на теоријата. Тие може да се смета како листови или Бране. Жици може да се поврзани со нив една или двете страни.

квантната гравитација

Модерната физика има две главни научни законот: општата теорија на релативноста (ГР) и висина. Тие претставуваат сосема различни областа на науката. Квантната физика се занимава со најситните честички на природни и GTR, како по правило, ја опишува природата на скалата на планети, галаксии и универзумот како целина. Хипотези кои се обидуваат да ги комбинирате, се нарекува теорија на квантната гравитација. Најмногу ветува на овие сега е стринг.

Затворена тема одговара на однесувањето на гравитацијата. Особено, тие поседуваат својства Гравитон честички транспорт на гравитација меѓу предметите.

Здружувањето на силите

Теоријата на струни се обидува да ги обедини четири сили - електромагнетни, јаките и слабите нуклеарни сили, и гравитацијата - во една. Во нашиот свет, тие се манифестираат како четири различни феномени, но низа теоретичари сметаат дека во почетокот на универзумот, кога имаше неверојатно високо ниво на енергија, сите овие сили се опишани со жици, во интеракција едни со други.

supersymmetry

Сите честички во вселената може да се подели во два вида: бозони и таканаречени фермиони. Стринг теоријата предвидува дека постои врска помеѓу нив, познат како supersymmetry. Ако supersymmetry за секој бозон и fermion мора да постои за секој fermion - бозон. За жал експериментално постоење на такви честички не е потврдена.

Supersymmetry е математичка врска помеѓу елементите на физички равенки. Таа се најде во различни области на физиката и нејзината примена доведе до преименувањето на теоријата на supersymmetry стринг (или теорија superstring, во популарната јазик) во средината на 1970-тите.

Една од предностите на supersymmetry е дека тоа во голема мера го поедноставува равенка, дозволувајќи им да се елиминираат некои променливи. Без supersymmetry равенки доведе до физички противречности, како што е бесконечна вредност и имагинарни нивото на енергија.

Бидејќи научниците не се забележани на честички е предвидено од страна supersymmetry, тоа е уште една хипотеза. Многу физичари веруваат дека причина за тоа - потребата за значителен износ на енергија, која е поврзана со позната маса на равенка на Ајнштајн E = mc ^2. Овие честички може да постои во почетокот на универзумот, но како што се олади, а по Биг Бенг, ширењето на енергија, овие честички се пресели во ниско ниво на енергија.

Со други зборови, на жици вибрираат како високо-енергетски честички изгубената енергија, што ги направи елементи со пониски вибрации.

Истражувачите се надева дека астрономски набљудување или експеримент со честички акцелератори потврди теоријата, идентификување на некои од supersymmetric елементи со повисока енергија.

дополнителни мерења

Други математички последица на низа теорија е дека тоа го прави смисла во светот, бројот на мерења е поголема од три. Во моментов, постојат две објаснувања за ова:

1. Дополнителни мерења (шест од нив) се преклопени, или, во терминологијата на теоријата на струни compactified на неверојатно мала големина, да се согледа кои никогаш нема да успее.
2. Бевме заглавени во 3-димензионална Бране, како и други димензии се прошири подалеку од тоа и не се достапни за нас.

Важна област на истражување меѓу теоретичарите е математичко моделирање на тоа како овие дополнителни позиции може да се поврзани со нашиот сопствен. Најновите резултати научниците предвидуваат дека наскоро ќе биде во можност да детектира овие дополнителни димензии (доколку постојат), во наредниот експерименти, како што може да биде поголема отколку што претходно се очекуваше.

разбирање на целите

Целта бара од страна на научниците истражниот супербранови - "теорија на сè", односно еден физички хипотезата дека во основно ниво опишува сите физичката реалност ... Ако е успешна, тоа би можело да се разјаснат многу прашања во врска со структурата на нашиот универзум.

Објаснување на материјата и маса

Една од главните задачи на современите истражувања - од пребарувањето за решенија за реалниот честички.

Теоријата на струни започна како концепт опишување на честички како што се хадрони, разни повисоки vibrational држави на жиците. Во повеќето модерни формулации, материјата, забележани во нашиот универзум е резултат на вибрации на жици и branes со најниска енергија. Вибрациите се произведуваат повеќе високо-енергетски честички, кои сега се во нашиот свет не постојат.

Масата на овие елементарни честички е манифестација на тоа како на жици и branes compactified завиткани во дополнителни димензии. На пример, во поедноставена кога тие се свиткани во форма на крофна, наречен математичари и физичари тор низа може да заврши оваа форма на два начина:

• краток циклус низ центарот на торот;
• долго јамка околу целиот надворешниот обем на тор.

Краток циклус е светлина на честички, а најмногу - тешка. Кога ќе заврши на стринг околу кружни compactified мерење на формирање на нови елементи со различни маси.

Superstring теорија кратко и јасно, едноставно и елегантно ја објаснува должината на транзиција во маса. Пропадна мерење е многу потешко торот, но во принцип, тие, исто така, работат.

Тоа е можно дури, иако тоа е тешко да се замисли дека кабелот обвива торот во две насоки во исто време, што ќе резултира со други честички со различна маса. Branes исто така може да се заврши на екстра димензии, создавајќи уште повеќе можности.

Дефиниција на просторот и времето

Во многу верзии на superstring теорија на мерење паѓа, што ги прави непознати на сегашното ниво на развој на технологијата.

Во моментов тоа не е јасно дали теоријата на струни може да се објасни на фундаменталната природа на просторот и времето отколку Ајнштајн. Тоа димензии се позадина на интеракцијата на жици и независна вистинска смисла не.

Ние нудиме објаснување, не е целосно завршен, во врска со поднесување на простор-времето како дериват на вкупниот износ на сите интеракции стринг.

Овој пристап не ги исполнува ставовите на некои физичари, кој доведе до критики на хипотезата. Конкурентни теорија на јамка квантната гравитација како почетна точка со користење на квантизацијата на просторот и времето. Некои веруваат дека на крајот тоа ќе биде само еден поинаков пристап кон сите на иста основна хипотеза.

Бит на гравитација

Главното достигнување на оваа хипотеза, ако се потврди, ќе биде квантната теорија на гравитација. Тековни опис на гравитација во општиот релативитет не е во согласност со квантната физика. Последно, да наметнат ограничувања на однесувањето на мали честички, додека се обидува да се истражуваат вселената во исклучително мал обем доведува до противречности.

Обединување на силите

Во моментов, физичари се познати четирите фундаментални сили: гравитација, електромагнетни, слаби и силни нуклеарна интеракции. Од теоријата на струни тоа значи дека сите што некогаш беа манифестации на иста.

Според оваа хипотеза, како раниот универзум ладење по Големата експлозија, тоа е еден интеракција е поделен на различни оперативни денес.

Експериментите со висока енергетска некогаш ни овозможи да се најде на Сојузот на овие сили, иако овие експерименти се далеку надвор од сегашните развојот на технологијата.

пет опции

По superstring револуција во 1984 година, на развој се одржа на трескави темпо. Како резултат на тоа, наместо на еден концепт претвори пет, наречен тип I, II А, II Б, HO, Н.Е., од кои секоја е речиси целосно го опишува нашиот свет, но не до крај.

Физика, допирање верзија на теоријата на струни во надеж дека на наоѓање на вистинска универзална формула, создадена од 5 различни варијанти на само-доволна. Некои од нивните својства се одрази на физичката реалност на светот, а други биле невистинити.

М-теорија

На прес-конференцијата во 1995 година, физичар Едвард Witten предложи храбра решение за пет хипотези. Врз основа на неодамнешното откритие на двојството, сите тие стануваат посебни случаи на еден сеопфатен концепт наречен Witten M теорија на супербранови. Еден од клучните концепти стана Бране (кратенка на мембрана), основните објекти кои имаат повеќе од една димензија. Иако авторот не понуди целосна верзија, која не е толку далеку, теоријата М на супербранови состои накратко од следниве карактеристики:

• 11-димензија (10 плус 1 просторни временската димензија);
• двојност, кои водат до пет теории за објаснување на истите физички реалност;
• branes - жици, со повеќе од 1 мерење.

истрагата

Како резултат на тоа, наместо на еден имаше 10 ⁵⁰⁰ одлуки. За некои физичари тоа беше причината за кризата, додека други се на anthropic принцип, со што се објаснува својствата на универзумот со нашето присуство во него. Останува да се очекува, кога теоретичари ќе најде друг начин да се движите теорија superstring.

Некои толкувања се каже дека нашиот свет не е само еден. Најрадикалните верзии овозможи постоењето на бесконечен број на универзуми, а некои од нив содржат точно копии на нашите сопствени.

Ајнштајновата теорија предвидува постоење на минимизира простор, кој се нарекува wormhole или Ајнштајн-Розен мостот. Во овој случај на далечинскиот управувач сајт две поврзани краток премин. Superstring теорија овозможува не само тоа, туку и на поврзување на оддалечени точки на паралелни светови. Можете дури и може да се смени помеѓу различни универзуми со законите на физиката. Сепак, најверојатно опција, кога квантната теорија на гравитација ќе направи нивното постоење невозможно.

Многу физичари веруваат дека холографски принцип, кога сите информации содржани во вселената обемот, одговара на информации снимени на површината, ќе ви овозможи со подлабоко разбирање на концептот на моќ насоки.

Некои веруваат дека теоријата на superstring им овозможува на повеќе мерења на времето, што резултира со може да биде патување низ нив.

Покрај тоа, во рамките на хипотезата постои алтернатива на моделот на Големата експлозија, според кој нашиот универзум е резултат на судир меѓу две branes и поминува низ циклуси на создавање и уништување.

Крајната судбина на универзумот отсекогаш окупирана физичари, а конечната верзија на теоријата на струни може да помогне да се одреди густина на материјата и космолошката константа. Познавањето на овие вредности, космолозите ќе бидат во можност да се утврди дали на универзумот ќе се намали до, се додека не експлодира, сите повторно започнете.

Никој не знае за последиците од научна теорија, како што долго како што не ќе бидат развиени и тестирани. Ајнштајн, пишување на равенка E = mc ^2, не се очекува дека тоа ќе доведе до појава на нуклеарно оружје. Креаторите на квантната физика, не знаев дека тоа ќе биде основа за ласерски и транзистор. И покрај тоа што се уште не е познато што ќе како чисто теоретски концепт, историјата покажува дека сигурно ќе добиете нешто необично.

За повеќе информации за оваа хипотеза може да се најде во книгата Endryu Tsimmermana "Супер теоријата на струни for Dummies".