Теорія струн: дивна теорія про дивному світі

теорія струнУ колишні часи головною функцією науки було пояснення очевидних явищ природи і виявлення базових закономірностей, що пояснюють ці феномени. Тобто наука повинна була пояснити, чому в світі відбувається те, що відбувається. В наші дні теоретичні напрямки науки, в першу чергу фізики, виконують зовсім іншу задачу: вони прагнуть побудувати такі моделі світобудови, які б пояснювали все: як виник світ, чому і як розвивається, з якою швидкістю і так далі. Одним з найбільш сміливих сучасних кроків в цьому напрямку є теорія струн, яка змінює уявлення про реальність не тільки для обивателів, а й для вчених.

alt

Теорія струн для «чайників»: легше описати, ніж зрозуміти

Не вдаючись в теоретичні подробиці, можна сформулювати походження і головний посил даної теорії. З першої половини XX століття теоретична фізика знаходиться в стані глибокої заклопотаності. Справа в тому, що дві головні фізичні концепції, на яких будуються сучасні наукові уявлення про світ, знаходяться в певному протиріччі один з одним. Тобто загальна теорія відносності і квантова механіка по-різному уявляють собі будову всесвіту на мікрорівні.

Теорія відносності вважає, що Всесвіт складається з рівномірного «полотна» мікрочастинок, яке завдяки своїй однорідності володіє певною гнучкістю і тому здатне до змін часу і простору. Квантова механіка бачить мікросвіт по-іншому: згідно цій картині світу, мікрочастинки мають неабияким зарядом хаотичності, вони не розташовані рівномірно, передбачити наявність тієї чи іншої частки в певний момент часу в певній точці простору неможливо. Таким чином, квантова механіка говорить про те, що в світі мікрочастинок поняття часу і простору настільки переплетені і сумбурні, що навіть втрачають свій сенс.


Теорія відносності показала на практиці свою ефективність в області гравітації, тоді як квантова механіка прекрасно пояснює механізми слабкої взаємодії, електромагнетизму і ядерного взаємодії. Чому ж базові наукові теорії суперечать одна одній?

Відео: паралельний всесвіт HD Док фільми 2017 про космос / космічна одіссея

У другій половині минулого століття була висунута теорія квантових струн, яка є спробою примирити загальну теорію відносностіТеорія відносності Ейнштейна: пора на звалище?Теорія відносності Ейнштейна: пора на звалище? і квантову механіку.

Згідно струнної гіпотезі, мікрочастинки можуть вести себе по-різному в тих чи інших умовах з тієї причини, що насправді вони не є точковими частинками. Протони, електроном і інші елементарні частинки, що становлять атоми, це не точки в просторі, а протяжні об`єкти, що отримали назву квантових струн. Ці струни можуть вібрувати в різних тональностях і в залежності від того, в якій тональності вони «звучать», вони набувають різні властивості. Залежно від виду вібрації квантових струн елементарна частинка може змінювати свої функції, тобто бути поперемінно протоном, електроном, бозоном і так далі. І саме від тональності вібрацій цих струн залежить виникнення того чи іншого виду взаємодії між елементарними частинками (гравітація, ядерна взаємодія, електромагнетизм, слабка взаємодія).

Відео: Дивна річ. Золото древніх предків (HD 1080p)


alt

Простору і часу вже недостатньо

Відео: Дивна річ. Шоста раса (HD 1080p)

теорія квантових струнТаким чином, при прийнятті теорії квантових струн як робочої структура будови ВсесвітуБудова Всесвіту: небесна структураБудова Всесвіту: небесна структура доповнюється новим рівнем. До появи квантової механіки фізична наука уявляла собі будову світу в якості послідовних рівнів в порядку зменшення їх масштабу. Спочатку йшов макроскопічний рівень - речові об`єкти, які спостерігаються нами неозброєним оком. Потім був молекулярний рівень - речовина складалося з молекул. Далі йшов атомний рівень - починаючи з античності і практично до XX століття в поданні вчених це був граничний рівень (не дарма ж саме слово «атом» означає «неподільний»). Але потім було виявлено субатомний рівень, з`ясувалося, що атоми дуже навіть подільні, вони складаються з елементарних частинок (електрони, протони, нейтрони). Квантова механіка відкрила ще один субатомний рівень, розташований за масштабом ще нижче - кварки в десятки тисяч разів менше елементарних частинок. І ось тепер відкритий ще більш глибокий рівень будови світу - елементарні частинки, включаючи кварки, не є точковими, а складаються з квантових струн.

Ще одним важливим наслідком появи теорії струн є перегляд уявлень про розмірності простору. Розмірність це поняття, що відображає уявлення про кількість вимірювань. Наш звичайний навколишній світ є четирёхразмерним: це три виміри простору (ширина-глибина-висота) плюс час. Теоретичні розрахунки і математичні рівняння показують, що теорія квантових струн працює лише при тому припущенні, що в мікросвіті існує як мінімум шість додаткових вимірів, які в сумі з чотирма «старими» вимірами дають десятіразмерную картину світу. Більш того, в деяких моделях йдеться про 12-розмірної моделі світу, про 26-модельної моделі світу, і тому подібне. І відповідно до теорії квантових струн, саме додаткові виміри на мікрорівні мають вирішальне значення для виникнення і розвитку світобудови. Стандартні чотири виміри (простір плюс час) є лише зовнішньою формою, в яких існує світ-глибинні ж процеси формуються за рахунок додаткових вимірів.

Правда, теорія квантових струн це красива і по багатьом параметрам достовірна теорія - але на сьогоднішній день вона не має практичних доказів. Теорія струн виглядає вельми переконливо і струнко в своєму математичному вигляді, на рівні розрахунків. Крім того, вона в загальному і цілому вкладається в сучасні уявлення про фізичний структурі світу і відповідає іншим теоріям, які мають ту чи іншу доказову базу. Але ось перевірити практичним шляхом саму струнну теорію поки не представляється можливим.

Якщо квантові струни дійсно існують, то вони «знаходяться» на настільки незначному з нашої точки зору мікроскопічному рівні, що наука поки не має в своєму розпорядженні технічних можливостей довести їх існування, «побачити» якщо не самі струни, то хоча б безпосередні результати їх функціонування. Досить було б зафіксувати хоча б сліди вібрації квантових струн, щоб розвивати теорію далі, проте в осяжному майбутньому у науки не передбачається таких технічних здібностей. В силу цього ряд вчених пропонують не привласнювати теорії струн наукового характеру, поки вона не отримає експериментальних доказів.



Увага, тільки СЬОГОДНІ!

Увага, тільки СЬОГОДНІ!

» » Теорія струн: дивна теорія про дивному світі