Полвека назад ученые попытались создать теорию всего, которая начиналась со способа понять сильное ядерное взаимодействие, а закончилась объяснением природы каждой частицы, каждой фундаментальной константы, каждой силы, а значит, и попыткой объять существование самой Вселенной в целом. Но как бы эту теорию не совершенствовали, она ничего так и не объяснила.
Первые струны
В 60-х годах прошлого века ученые пытались понять, как работает сильное ядерное взаимодействие (тогда оно было только обнаружено). Слабое ядерное взаимодействие и электромагнетизм успешно объясняла квантовая теория поля, совершенно не подходившая к сильному полю. В поисках чего-то нового группа физиков опиралась на математическую технику Вернера Гейзенберга, и расширила ее. При этом они обнаружили повторяющиеся в пространстве-времени математические структуры. Это были первые струны.
В 1970-х годах многие физики были убеждены, что теория струн способна поддержать не только сильное ядерное взаимодействие, но и другие силы. Сама теория гласит, что струны имеют сильнейшее натяжение, которое их сворачивает до практически планковских значений. Находясь на месте, подобно струнам гитары, космические струны поддерживают разные вибрации, которые создают разные силы.
Одна нота для электромагнетизма, другая для слабого ядерного взаимодействия и т.д. Так, все частицы и взаимодействия выступают здесь как проявления открытых или закрытых струн, вибрирующих на определенных уникальных частотах. Тут вроде бы как объединяются общая теория относительности и квантовая теория. К концу 70-х эта теория могла бы потенциально объяснить природу всех частиц и их взаимодействий, а еще разрешить квантовую проблему гравитации. Но все пошло не туда.
26 измерений
Главная проблема заключалась в неопределенности того, как струны и частицы взаимодействуют сами с собой и друг с другом. Ведь способы разнообразны. В теории струн чудесными математическими преобразованиями фундаментальные частицы становятся мизерными петлями вибрации струны. В то время как нам может показаться, что две частицы сталкиваются и отскакивают друг от друга.
На самом деле струны соприкасаются друг с другом на мгновение. Но этот процесс может происходить и другими способами. Так, теория струн не имеет под собой фундаментальной основы. Она просто состоит из ряда методов приближения и возмущения. При этом совершенно нет понимания того, от чего эти возмущения происходят. С вибрацией струн тоже не все в порядке. С самого начала физики поняли, что вибрировать струны должны более чем в трех пространственных измерениях. Только так она может стать теорией всего.
❗Участившиеся случаи ограничения каналов вынудили нас заняться поиском альтернативных площадок. Канал про Космос мы уже перенесли в приложение SFERA. А скоро в SFERA появится и сервис для статей. Скачать мобильное приложение SFERA:
Ученые насчитали аж 26 измерений, которые пришлось сократить, с появлением суперсимметрии, в частности, до 10. Дополнительные измерения представляются свернутыми в самих себя, до планковских размеров. Только ни один из вычислительных приборов не может это проверить. А чтобы прийти к привычной нам Вселенной, нужно избавиться еще от шести измерений.
М-теория
«Сейчас у струнных теоретиков нет объяснения тому, почему существует три больших пространственных измерения и время, а остальные измерения микроскопические. Предположения на этот счет делаются самые разные», – отмечал физик Эдвард Уиттен.
Ни опровергнуть, ни подтвердить теорию струн нельзя. Ведь для эксперимента понадобится 10 в 15 степени раз больше энергии, которую в максимуме можно получить на Большом адронном коллайдере. Суперсимметричные частицы тоже подтвердить нельзя, но необходимо. Вкупе с ними теория струн является не физической теорией, а математической.
В конце прошлого века Эдвард Уиттен предположил, что разные суперструнные теории – это проявления разных случаев М-теории, состоящей из 11 измерений. Здесь помимо одномерных струн в основе Вселенной лежат двухмерные мембраны, а еще браны из трех и четырех измерений. Но эта «бранная» М-теория сама еще разрабатывается, и в ней ничего не подтверждено экспериментально. Однако претендовать на теорию всего это ей не мешает.
Чтобы не потерять нас, подпишитесь на telegram-канал, который мы ведём для проекта SFERA. Срочные новости будут в закреплённых сообщениях.
❗️ Ставьте 👍 и подписывайтесь на наш канал!
Читайте также: