Вы глядите на ночное небо и пытаетесь представить бесконечность. Столько звезд, столько галактик — и где-то там, среди этого великого пространства, скрывается ответ на главный вопрос: как всё это зародилось? Алексей Семихатов, физик-теоретик и популяризатор науки, предлагает смелую гипотезу. Он убежден: теория струн — самая вероятная основа нашего мироздания. Но действительно ли это так? Приготовьтесь узнать, почему физики называют теорию струн иконой современной науки и почему она, несмотря на всю свою элегантность, все ещё не может претендовать на окончательную истину.
Вторая струнная революция: что случилось в 1984 году?
Первое, что надо понять, — теория струн прошла долгий путь от полузабытой концепции до почти мейнстрима. Как объясняет Алексей, в 1984 году мир физики пережил так называемую «вторую струнную революцию». До этого теорию струн считали не более чем экзотическим сценарием, но именно тогда учёные стали смотреть на неё серьезнее.
В чем суть? По мнению Семихатова, теория струн предложила уникальный взгляд: все частицы — это на самом деле вибрирующие струны, а не точечные объекты. Это была революция, ведь физикам впервые дали инструмент, который мог объединить квантовую механику и общую теорию относительности.
«Теория струн, — подчёркивает Семихатов, — кажется лучшим кандидатом на роль универсального языка мироздания».
Однако чем глубже физики погружались в эту теорию, тем больше понимали, что она не только открывает возможности, но и ставит новые вопросы. Некоторые идеи — например, существование тахионов (гипотетических частиц, движущихся быстрее света) — грозили противоречить известным законам природы. Но именно эти сложности, как говорит Семихатов, и толкали теоретиков к созданию более строгих математических формулировок.
Суперсимметрия, суперструны и проблемы предсказаний
Следующий этап, о котором рассказывает Семихатов, связан с суперсимметрией — принципом, который устанавливает связь между бозонами и фермионами (два типа элементарных частиц). Оказалось, что в 10-мерном пространстве-времени «та самая» проблема тахионов отпадает. Таким образом, суперструны стали выглядеть куда более правдоподобной теорией: «Суперсимметрия решала одну из главных головных болей физиков», — говорит Семихатов.
Но на смену прежним проблемам пришли новые. Суперсимметрия умножила количество возможных сценариев развития Вселенной, а теория струн начала ветвиться на несколько вариаций, каждая со своими тонкостями.
«Чем больше мы исследовали математику струн, тем громоздче становился сам аппарат. На определённом этапе физики ощутили, что теряют связь с реальностью», — отмечает учёный.
Главная претензия к теории струн — отсутствие конкретных, проверяемых предсказаний. Да, математическая красота завораживает, но когда дело доходит до эксперимента, выходит, что мы либо не знаем, как и что измерять, либо технология для таких экспериментов просто недоступна цивилизации. Понятно, что все хотят Большой Теории Всего, но «если нет способа проверить гипотезу, то это уже вопрос не физики, а философии», — добавляет Семихатов.
Почему теория струн пока не объясняет мир (и что дальше)?
Самая острая проблема, по словам Алексея Семихатова, в том, что теория струн буквально «взорвалась» количеством вариантов. Существует огромное число способов свернуть измерения (то, что учёные называют «компактфикацией»). Каждый из этих способов дает собственный набор законов физики.
«Вместо одной теории мы получили целую библиотеку потенциальных вселенных», — замечает Семихатов.
Это означает, что теория перестает быть предсказательной: если все варианты равны, то как понять, какая именно структура описывает нашу реальность? Пока наука не нашла способа сузить это бесконечное множество решений до одного-единственного, соответствующего нашей Вселенной.
«В этом и кроется главная драма теории струн: она гипотетически описывает всё, но конкретно — ничего», — иронизирует учёный.
Что же ждёт физику дальше? Семихатов считает, что даже если теория струн не станет «ответом на все вопросы», она уже заставила учёных по-новому взглянуть на математику и космологию. А значит, этот путь был проложен не зря. Возможно, новое поколение учёных найдёт способ поставить эксперименты на принципиально новом уровне. Или человечество создаст суперколлайдер, превосходящий все мыслимые масштабы. «Главное — не переставать искать», — заключает Семихатов.
Полный подкаст можно посмотреть по этой ссылке.
Следите за нами в социальных сетях:
Наши каналы в дзене:
- Про науку
- Про бизнес
- Про здоровье