Superstring տեսությունը սիրված լեզու համար Dummies

Superstring տեսությունը, հայտնի լեզվով, այն է, որ տիեզերքը, որպես մի շարք vibrating strands էներգիայի սխալ: Նրանք հիմք են հանդիսանում բնության. Վարկածը նկարագրում մյուս տարրերը - branes. Բոլոր նյութերը մեր աշխարհում բաղկացած տատանումների տողերի եւ branes. Բնական հետեւանք է տեսության նկարագրությունը ծանրության: Դա է պատճառը, գիտնականները կարծում են, որ այն պարունակում է բանալին դեպի միավորման ծանրության, այլ փոխազդեցության.

Հայեցակարգը մշակվել

Տեսությունը միասնական դաշտի, superstring տեսությունը - զուտ մաթեմատիկական. Ինչպես բոլոր ֆիզիկական հասկացությունների, այն հիմնված է հավասարումների, որոնք կարող են մեկնաբանվել որպես որոշակի ձեւով:

Այսօր ոչ ոք չգիտի, թե ինչ կլինի վերջնական տարբերակը: Այս տեսության. Այն գիտնականները բավականին աղոտ պատկերացում, իր ընդհանուր տարրերի, սակայն ոչ ոք դեռ չի եկել մինչեւ վերջնական հավասարման պետք է վարակել բոլոր superstring տեսության եւ փորձարկմամբ առայժմ չի կարողացել հաստատել, այն (թեեւ հերքում են եւս): Ֆիզիկոսները ստեղծել են պարզեցված տարբերակը հավասարման, սակայն մինչ օրս այն չի էլ նկարագրել մեր տիեզերքի.

Superstring տեսությունը սկսնակների համար

Ի վարկածի վրա հինգ առանցքային գաղափարների.

1. Superstring տեսությունը կանխատեսում է, որ բոլոր օբյեկտները մեր աշխարհում կազմված vibrating strands էներգետիկայի եւ թաղանթների:
2. Նա փորձում է հաշտեցնել ընդհանուր հարաբերականության (Gravity) հետ քվանտային ֆիզիկայի.
3. Superstring տեսությունը կարող ինտեգրվել բոլոր հիմնարար ուժերի տիեզերքի.
4. Այս վարկածը կանխատեսում է նոր միացում, supersymmetry, երկու արմատապես տարբեր տեսակի մասնիկները `բոզոնները եւ ֆերմիոնի.
5. Հայեցակարգը նկարագրում է մի շարք լրացուցիչ, սովորաբար չդիտարկվող չափումներում տիեզերքի.

Տողերի եւ branes

Երբ տեսությունը առաջացել է 1970-ական թվականներին, էներգետիկ strands են եղել համարվում 1-ծավալային օբյեկտները - տողերի. Բառը "միաչափ» ցույց է տալիս, որ լարային ունի միայն մեկ հարթություն, երկարությունը, ի տարբերություն, օրինակ, մի քառակուսի, որը ունի երկարությունը եւ բարձրությունը.

Դրանք superstring տեսությունը բաժանում է երկու տեսակի փակ եւ բաց. Բաց լարային ունի խորհուրդներ, որոնք ոչ թե շփման միմյանց հետ, իսկ փակ տողը մի հանգույց, առանց բաց ծայրերում: Որպես հետեւանք, այն էր, որ այդ տողերի, տողերի կոչվում է առաջին տեսակը, ենթարկվում է 5 հիմնական տեսակի շփումները:

Փոխազդեցությունների հիմնված են լարային կարողության միանալու եւ կիսվել իրենց խորհուրդներ. Քանի որ ծայրերը բաց տողերի կարող են գալ միասին ձեւավորել փակ, դա անհնար է կառուցել տեսությունը superstrings, ոչ այդ թվում `looped պարանի.

Սա ցույց տվեց, կարեւոր է, քանի փակ տողերի ունեն հատկություններ, որոնք հավատում են, ֆիզիկայի, որոնք կարող են նկարագրում ծանրության: Այլ կերպ ասած, գիտնականները հասկացան, որ superstring տեսության, բացատրելու փոխարեն խոսքն մասնիկները կարող են նկարագրել իրենց վարքագիծը եւ ուժ ծանրության.

Տարիներ անց պարզվել է, որ, ի լրումն տողերի եւ այլ էական տարրերի տեսության: Նրանք կարող են դիտվել որպես թերթերով կամ brane: Տողերի կարող է կցված նրանց մեկ կամ երկու կողմերի համար:

քվանտային ինքնահոս

Ժամանակակից ֆիզիկայի ունի երկու հիմնական գիտական օրենքը ընդհանուր հարաբերականության տեսությանը (գր) եւ քվանտ: Նրանք ներկայացնում են բոլորովին այլ դաշտ գիտության. Քվանտային ֆիզիկայի զբաղվում ամենափոքրիկ մասնիկների բնական եւ GTR, որպես կանոն, նկարագրում բնույթը մասշտաբով մոլորակները, գալակտիկաների եւ տիեզերքի որպես ամբողջություն: Վարկածներն որ փորձում է միավորել դրանք, կոչվում Քվանտային ծանրության: Ամենախոստումնալից դրանք այժմ տողը:

Փակ թեմա համապատասխանում վարքագծի ծանրության: Մասնավորապես, նրանք ունեն հատկություններ Graviton մասնիկ տեղափոխող ծանրության միջեւ օբյեկտների.

միանալը ուժերը

Լարային տեսությունը փորձում է միավորել չորս ուժերը `էլեկտրամագնիսական, ուժեղ եւ թույլ կողմերը միջուկային ուժերը, եւ ինքնահոս մեջ մեկ. Մեր աշխարհում, նրանք հանդես գալ որպես չորս տարբեր երեւույթների, բայց լարային տեսաբանները կարծում են, որ վաղ տիեզերքի, երբ կային աներեւակայելի բարձր մակարդակի էներգետիկայի, այդ բոլոր ուժերի, որոնք նկարագրված են տողերի, շփվել միմյանց հետ:

supersymmetry

Բոլոր մասնիկները տիեզերքում կարող է բաժանել երկու տեսակի `բոզոնը` եւ ֆերմիոններն: Լարային տեսությունը կանխատեսում է, որ կա մի հարաբերություն նրանց միջեւ, որը հայտնի է որպես supersymmetry: Եթե supersymmetry յուրաքանչյուր բոզոնի եւ ֆերմիոնը պետք է գոյություն ունենա յուրաքանչյուր ֆերմիոնը - բոզոն. Ցավոք, experimentally գոյությունը նման մասնիկների չի հաստատվել:

Supersymmetry մաթեմատիկական միջեւ հարաբերությունները տարրերի ֆիզիկական հավասարումների. Նա հայտնաբերվել է տարբեր տարածքում ֆիզիկայի եւ դրա կիրառումը հանգեցրել է անվանափոխության տեսության supersymmetry պարանի (կամ superstring տեսության, հայտնի լեզվով) հետ 1970-ականներին:

Մեկը առավելություններից supersymmetry այն է, որ դա մեծապես պարզեցնում հավասարումը, որը թույլ է տալիս վերացնել որոշ փոփոխականներ: Առանց supersymmetry հավասարումներ հանգեցնել ֆիզիկական հակասությունների, ինչպիսիք են անսահման արժեքի եւ երեւակայական էներգետիկ մակարդակներում.

Քանի որ գիտնականները չեն նկատվում մի մասնիկ կանխատեսվող կողմից supersymmetry, դա դեռ մի հիպոթեզ: Շատ ֆիզիկոսներ կարծում են, որ պատճառը սա է, անհրաժեշտություն է զգալի չափով էներգիայի, որը կապված է հայտնի ծանրությունից Էյնշտեյնի հավասարման E = mc ^2: Այս մասնիկները կարող գոյություն ունենալ վաղ տիեզերքի, բայց քանի որ այն cooled ներքեւ, եւ հետո Մեծ պայթյունից, էներգետիկ տարածումը, այդ մասնիկները, որոնք տեղափոխվել են ցածր էներգետիկ մակարդակներում.

Այլ կերպ ասած, տողերի ցնցվել է որպես բարձր էներգետիկ մասնիկների կորցրած էներգիա, ինչը կազմել է նրանց տարրեր ցածր թրթռում.

Հետազոտողները հույս է հայտնել, որ աստղաբաշխական դիտարկումը կամ փորձ մասնիկների արագացուցիչների հաստատեք տեսությունը, բացահայտելով մի քանիսը սուպերսիմետրիկ տարրերի բարձրագույն էներգիայի.

լրացուցիչ չափումներ

Այլ մաթեմատիկական հետեւանքն լարային տեսության այն է, որ իմաստ է աշխարհում, որ մի շարք չափումների ավելի մեծ է, քան երեք. Ներկայումս կան երկու բացատրություն:

1. Լրացուցիչ չափումներ (վեց մասը) folded, կամ, տերմինաբանության լարային տեսության compactified է աներեւակայելի փոքր չափի, ընկալել, ովքեր երբեք չի հաջողվի:
2. Էինք խրված է 3-ծավալային brane, եւ այլ չափերը ընդլայնել դուրս է, եւ հասանելի չեն մեզ համար:

Կարեւոր տարածքը հետազոտությունների շրջանում տեսաբանների է մաթեմատիկական մոդելավորում թե ինչպես են այդ լրացուցիչ պաշտոնները կարող է կապված լինել մեր սեփական. Վերջին արդյունքները կանխատեսում են, որ գիտնականները շուտով կկարողանաք հայտնաբերել այդ լրացուցիչ չափորոշիչներ (եթե դրանք կան) `առաջիկա փորձերի, քանի որ դրանք կարող են լինել ավելի մեծ, քան նախկինում սպասվում.

ըմբռնումը նպատակով

Նպատակն ձգտել է գիտնականների քննող superstrings - «տեսությունը ամեն ինչից», այսինքն, մի միասնական ֆիզիկական վարկածը, որ հիմնարար մակարդակով նկարագրում է բոլոր ֆիզիկական իրականությունը ... Եթե հաջող, դա կարող է հստակեցնել բազմաթիվ հարցերին, որոնք վերաբերում կառուցվածքը մեր տիեզերքի.

Բացատրությունը հարցում եւ զանգվածի

Մեկը հիմնական խնդիրներից ժամանակակից հետազոտությունների - ի որոնման համար լուծումների իրական մասնիկների.

Լարային տեսությունը սկսվեց որպես հայեցակարգի բնութագրում մասնիկներ, ինչպիսիք են հադրոնների, տարբեր բարձրագույն vibrational պետությունների տողերի. Է ամենաժամանակակից ձեւակերպումներով, անկախ նրանից, նկատվում է մեր տիեզերքի արդյունք է, թրթռում տողերի եւ branes հետ ամենացածր էներգիայի. Թրթիռները առաջացնում ավելի բարձր էներգետիկ մասնիկների, որոնք այժմ մեր աշխարհի գոյություն չունեն:

Զանգվածը այդ տարրական մասնիկների դրսեւորում է, թե ինչպես է տողերի եւ branes compactified փաթաթված լրացուցիչ հարթություններում: Օրինակ, մի պարզեցված, երբ նրանք են folded է ձեւավորել մի բլիթ, որը կոչվում մաթեմատիկոսների եւ ֆիզիկոսներ թոր պարանի կարող եք փաթեթավորեք այս ձեւը երկու եղանակներով:

• կարճ հանգույց միջոցով կենտրոնում torus.
• երկար հանգույց շուրջ ամբողջ արտաքին շրջապատ է torus:

Որ կարճ հանգույց է թեթեւ մասնիկը, եւ առավել `ծանր: Երբ դուք փաթեթավորեք լարային շուրջ Toroidal compactified չափման ձեւավորումը նոր տարրերի տարբեր զանգվածների:

Superstring տեսությունը համառոտ եւ հստակ, պարզապես եւ էլեգանտ բացատրում է, որ անցումային երկարություն զանգվածի. Փլուզված չափում է շատ դժվար torus, բայց սկզբունքորեն նրանք նաեւ աշխատում են:

Դա նույնիսկ հնարավոր է, չնայած դժվար է պատկերացնել, որ լարը բոլորի թոր երկու ուղղություններով միաժամանակ, ինչը կհանգեցնի մյուս մասնիկի հետ տարբեր զանգվածի. Branes կարող է նաեւ փաթեթավորեք լրացուցիչ չափորոշիչներ, ստեղծելով ավելի լայն հնարավորություններ:

Սահմանում տարածության եւ ժամանակի

Բազմաթիվ տարբերակների superstring տեսությունը չափման տապալվի, դարձնելով նրանց նկատել ներկա մակարդակի տեխնոլոգիաների զարգացման համար:

Ներկայումս պարզ չէ, թե արդյոք լարային տեսությունը կարող է բացատրել, թե հիմնարար բնույթը տարածության եւ ժամանակի, քան այն Էյնշտեյնը: Այն չափերը են ֆոնի փոխգործակցության տողերի եւ անկախ իսկական իմաստով չեն.

Մենք առաջարկում ենք մի բացատրություն, ամբողջությամբ չի ավարտել, վերաբերում են ներկայացնելու տիեզերական ժամանակի, որպես ածանցյալ ընդհանուր գումարի բոլոր լարային փոխազդեցության.

Այս մոտեցումը չի համապատասխանում տեսակետները որոշ ֆիզիկոսների, որը հանգեցրել է քննադատության հիպոթեզին: Մրցունակ տեսությունը հանգույց քվանտային ծանրության որպես ելակետ օգտագործելով քվանտացման տարածության եւ ժամանակի. Ոմանք կարծում են, որ, ի վերջո, դա կլինի միայն մոտեցում բոլոր նույն հիմնական վարկածի.

Քվանտավորումը ծանրության

Գլխավոր ձեռքբերումը այս վարկածի, եթե հաստատվի, կլինի քվանտային տեսությունը ծանրության: Ընթացիկ նկարագրությունը ծանրության ի ընդհանուր հարաբերականության հակասում քվանտային ֆիզիկայի. Վերջին, սահմանափակումներ է վարքագծի փոքր մասնիկների, իսկ փորձում է ուսումնասիրել տիեզերքը է չափազանց փոքր մասշտաբով հանգեցնում է հակասությունների:

Որ միավորումը ուժերի

Ներկայում, ֆիզիկոսները հայտնի են չորս հիմնարար ուժերը `ինքնահոս, էլեկտրամագնիսական, թույլ եւ ուժեղ, միջուկային փոխազդեցությունների. - Ից լարային տեսության դա նշանակում է, որ բոլոր նրանք ժամանակին եղել դրսեւորումներ է նույնը:

Ըստ այս վարկածի, քանի որ վաղ տիեզերքը cooled հետո Մեծ պայթյունից, դա մի փոխազդեցություն բաժանվեց տարբեր օպերացիոն այսօր.

Փորձարկումները բարձր էներգիայի երբեւէ մեզ թույլ են տալիս գտնել միությունը այդ ուժերի, չնայած այդ փորձեր են հեռու դուրս ընթացիկ տեխնոլոգիաների զարգացման համար:

հինգ տարբերակներ

Այն բանից հետո, superstring հեղափոխություն է 1984 թ., Զարգացումը տեղի է ունեցել մի տենդագին տեմպերով: Որպես հետեւանք, մեկի փոխարեն հայեցակարգը դիմել հինգ, որը կոչվում տեսակ, ես, ՆԱԻ, IIB, ՀՕ, ՆԱ, որոնցից յուրաքանչյուրը գրեթե ամբողջությամբ նկարագրում են մեր աշխարհը, բայց ոչ մինչեւ վերջ:

Ֆիզիկա, հուզիչ տարբերակը լարային տեսության այն հույսով, գտնելու իսկական համընդհանուր բանաձեւը, ստեղծված 5 տարբեր տարբերակներ ինքնաբավ: Ոմանք իրենց հատկությունների արտացոլում է ֆիզիկական իրողություն է աշխարհում, մյուսները չեն համապատասխանում իրականությանը:

M-տեսությունը

Մի կոնֆերանսի ժամանակ 1995 թ., Ֆիզիկոս Էդուարդ Witten առաջարկել է համարձակ լուծում է հինգ վարկածներ. Հիման վրա վերջին հայտնաբերելու երկակիության, նրանք բոլորը դառնում են հատուկ դեպք է մեկ համապարփակ հայեցակարգի կոչված Witten M տեսությունը superstrings: Մեկը առանցքային հասկացությունների այն դարձավ brane (հապավում մեմբրանի), հիմնական առարկաների ունեցող ավելի քան մեկ հարթություն: Չնայած նրան, որ հեղինակը չի առաջարկել ամբողջական տարբերակը, որը ոչ այնքան հեռու, որ Մ տեսությունը superstrings համառոտ բաղկացած է հետեւյալ հատկանիշները:

• 11-չափումը (10 գումարած 1 տարածական աշխարհիկ չափումը).
• երկակիություն, որը հանգեցնում է հինգ տեսությունների բացատրելով նույն ֆիզիկական իրականությունը.
• branes - տողերի, ավելի քան 1 չափման.

հետաքննություն

Որպես հետեւանք, մեկի փոխարեն կար 10 ⁵⁰⁰ որոշումները: Որոշ ֆիզիկոսների դա էր պատճառը, որ ճգնաժամի ժամանակ, երբ մյուսները վերցրեց anthropic սկզբունքը, որը բացատրում է, թե հատկությունների տիեզերքի մեր ներկայության դրան: Մնում է սպասվում, երբ տեսաբանները այլ ելք կգտնի նավարկելու superstring տեսությունը:

Որոշ մեկնությունները ասում են, որ մեր աշխարհը չէ միայն մեկ: Ամենաարմատական տարբերակները թույլ է տալիս գոյությունը անսահման շարք universes, որոնցից մի քանիսը պարունակում կոնկրետ օրինակները մեր սեփական.

Ալբերտ Էյնշտեյնի տեսությունը կանխատեսում է, որ գոյություն ունի նվազագույնի հասցնել տարածության, որը կոչվում է Wormhole կամ Այնշտայնը-Rosen կամուրջ. Այս դեպքում երկու հեռավոր Կայքի ասոցացվում կարճ ընդունել: Superstring տեսությունը թույլ է տալիս ոչ միայն այդ, այլ նաեւ կապը հեռավոր կետերում զուգահեռ աշխարհների. Դուք կարող եք նույնիսկ անցում միջեւ universes տարբեր օրենքների ֆիզիկայի. Այնուամենայնիվ, հավանական տարբերակ, երբ քվանտային տեսության ծանրության կդարձնի իրենց գոյությունը անհնարին:

Շատ ֆիզիկոսներ կարծում են, որ հոլոգրաֆիկ սկզբունքը, երբ բոլոր տեղեկությունները պարունակվում ծավալը տարածության մեջ, համապատասխանում է տեղեկատվության արձանագրված մակերեւույթի վրա, որը թույլ կտա ավելի խորը պատկերացում հայեցակարգի ուժային strands.

Ոմանք կարծում են, որ superstring տեսությունը թույլ է տալիս բազմաթիվ չափումների ժամանակ, որի արդյունքում կարող է լինել մի ճամփորդության միջոցով նրանց.

Բացի այդ, ծրագրի շրջանակներում վարկածի կա այլընտրանք է Big Bang մոդելի, ըստ որի `մեր տիեզերքը արդյունք էր բախման երկու branes եւ անցնում կրկնվող ցիկլեր ստեղծման եւ ոչնչացման:

Վերջնական ճակատագիրը տիեզերքի միշտ էլ զբաղեցրել ֆիզիկոսներին, իսկ վերջնական տարբերակը լարային տեսության կարող է օգնել որոշելու խտությունը հարցի եւ տիեզերական հաստատունի: Իմանալով, այդ արժեքների, տիեզերագիտության կկարողանան որոշել, թե արդյոք տիեզերքը կարող նեղանալ մինչեւ, մինչեւ որ պայթում, ամեն ինչ սկսվեց նորից.

Ոչ ոք չգիտի, թե հետեւանքները գիտական տեսության, քանի դեռ այն չի մշակվել եւ փորձարկվել: Էյնշտեյնը, գրավոր հավասարումը E = mc ^2, չէր սպասում, որ դա կարող է հանգեցնել առաջացման միջուկային զենքի. Ստեղծողները քվանտային ֆիզիկայի չգիտեի, որ դա կլինի հիմքը լազերային եւ տրանզիստորի. Եւ չնայած այն դեռեւս հայտնի չէ, թե ինչ կլինի, օրինակ զուտ վերացական հասկացություն չէ, պատմությունը ցույց է տալիս, որ անպայման ստանալ արտասովոր մի բան.

Լրացուցիչ տեղեկությունների համար այս վարկածի կարելի գրքում Endryu Tsimmermana «Սուպեր լարային տեսության համար Dummies»: