Теорията за суперструните популярен език за манекени

Теорията за суперструните, в популярен език, е вселената като съвкупност от вибриращи нишки от енергия - струни. Те са в основата на природата. Хипотеза описва другите елементи - брани. Всички вещества в нашия свят се състои от вибрации на струнни инструменти и брани. А естествено следствие от теорията е описанието на гравитацията. Ето защо учените смятат, че тя съдържа ключът към обединяването на тежестта с други взаимодействия.

Концепцията е разработена

Теорията на полето за единна теорията за суперструните - чисто математически. Както всички физически понятия, като се основава на уравненията, които могат да се тълкуват по определен начин.

Днес никой не знае точно каква ще бъде окончателната версия на тази теория. Учените имат доста неясна представа за своите общи елементи, но още никой не излезе с окончателно уравнение ще бъде погълната цялата суперструните теория и експеримент все още не е бил в състояние да я потвърдите (макар и твърде опровергае). Физици създадоха опростена версия на уравнението, но засега тя не съвсем опише нашата вселена.

Теорията за суперструните за начинаещи

В хипотезата на пет основни идеи.

1. Теорията за суперструните прогнозира, че всички обекти на нашия свят са съставени от вибриращи нишки от енергия и мембрани.
2. Тя се опитва да съгласува общата теория на относителността (гравитацията) с квантова физика.
3. Теорията за суперструните ще интегрира всички от основните сили във Вселената.
4. Тази хипотеза прогнозира нова връзка, суперсиметрията, между две коренно различни видове частици, бозони и фермиони.
5. Концепцията описва редица допълнителни, обикновено ненаблюдавани измерения на Вселената.

Strings и брани

Когато теорията стана през 1970 г., енергийни нишки в нея се считат за една триизмерни обекти - струни. Думата "едномерна" показва, че низа има само едно измерение, дължина, за разлика от, например, квадрат, което е с дължина и височина.

Те теорията за суперструните разделя на два вида - затворен и отворен. Open низ има съвети, които не са в контакт един с друг, докато затворената струна е една линия, без отворени краища. В резултат на това е установено, че тези струни, струнни, наречени от първия тип, експонирани 5 основни типа взаимодействия.

Взаимодействията се основават на струни способността да се свърже и да споделят своите съвети. От краищата на отворени струни могат да дойдат заедно, за да образуват затворена, не е възможно да се изгради теория на superstrings, без да се включва глава низ.

Това се оказа важно, колкото и затворени струни имат свойства, които се смятат за физика, които могат да опишат гравитацията. С други думи, учените осъзнават, че суперструнната теория, вместо да обяснява частици материя може да се опише тяхното поведение и силата на тежестта.

Години по-късно е установено, че в допълнение към низове, както и други съществени елементи от теорията. Те могат да се разглеждат като листове или мембранни. Strings могат да бъдат прикачени към тях, едната или двете страни.

квантовата гравитация

Съвременната физика има две основни научни закон: общата теория на относителността (GR) и размер. Те представляват един напълно различен област на науката. Квантова физика се занимава с най-малките частици от естествен и GTR, като правило, се описва естеството на мащаба на планети, галактики и Вселената като цяло. Хипотези, които се опитват да ги комбинирате, се нарича теорията на квантовата гравитация. Най-обещаващите от тях сега е низ.

Затворена тема съответства на поведението на гравитацията. По-специално, те притежават свойства гравитон частиците транспортиране на тежестта между обектите.

Обединяване на силите

Струнната теория се опитва да обедини четирите сили - електромагнитни, силните и слабите ядрени сили, както и тежестта - в една. В нашия свят, те се проявяват като четири различни явления, но теоретиците на струните смятат, че в началото на Вселената, когато имаше невероятно високи нива на енергия, като всички тези сили са описани от низове, взаимодействащи помежду си.

суперсиметрията

Всички частици във Вселената могат да бъдат разделени на два типа: бозони и фермиони. Струнната теория предсказва, че има връзка между тях, известен като суперсиметрията. Ако суперсиметрията за всеки бозон и фермион трябва да съществува за всеки фермион - бозон. За съжаление експериментално съществуването на такива частици не е потвърдена.

Суперсиметрията е математическа връзка между елементите на физически уравнения. Тя е намерена в различна област на физиката и нейното прилагане доведе до преименуването на теорията за суперсиметрията низ (или суперструнната теория, в популярен език) в средата на 1970-те.

Едно от предимствата на суперсиметрията е, че това значително опростява уравнението, което позволява да се премахнат някои променливи. Без суперсиметрията уравнения доведат до физически противоречия, като например безграничната ценност и въображаеми енергийните нива.

Тъй като учените не са наблюдавани частица предсказано от суперсиметрията, все пак това е хипотеза. Много физици смятат, че причината за това - необходимостта от значително количество енергия, което е свързано с известно тегло на уравнение на Айнщайн E = MC ^2. Тези частици могат да съществуват в началото на Вселената, но тъй като тя не се охлади и след Големия взрив, разпространението на енергия, тези частици се преместват в ниски нива на енергия.

С други думи, струните вибрират по-високи енергийни частици загубили енергия, което ги прави елементи с по-ниска вибрация.

Изследователите се надяват, че астрономическо наблюдение или експеримент с ускорители на частици се потвърди теорията, идентифициране на някои от суперсиметрични елементи с по-висока енергия.

допълнителни измервания

Други математически резултат на струнната теория е, че има смисъл в света, броят на измерванията е по-голяма от три. В момента има две обяснения за това:

1. Допълнителни измервания (шест от тях) са сгънати, или, в терминологията на струнната теория уплътнено, с невероятно малък размер, да възприема, които никога няма да успее.
2. Бяхме остана в 3-измерен мембранни и други величини, излизат извън границите й и не са достъпни за нас.

Важна област на изследвания сред теоретици е математическо моделиране на това как тези допълнителни позиции може да бъде свързана с нашата собствена. Последни резултати прогнозират, че учените скоро ще могат да се открият тези допълнителни измерения (ако има такива) в предстоящите експерименти, тъй като може да бъде по-голям от очакваното.

разбиране на целите

Целта търсени от учени, изследващи superstrings - "теория на всичко", т.е. един физически хипотеза, че на по-фундаментално ниво описва всички физическата реалност ... Ако се окаже успешна, тя би могла да изясни много въпроси по отношение на структурата на нашата Вселена.

Обяснение на материята и маса

Една от основните задачи на съвременни изследвания - търсенето на решения на реални частици.

Теорията на струните започна като концепция, описваща частиците като адрони, различни по-високи вибрационни състояния на струните. В повечето съвременни форми, материя, наблюдавано в нашата вселена е резултат от вибрациите на струните и брани с най-ниска енергия. Вибрациите генерират повече високоенергийни частици, които сега в нашия свят са не съществуват.

Масата на тези елементарни частици е проява на това как струните и брани уплътнено, увити в допълнителните измерения. Например, в един опростен, когато са сгънати във формата на поничка, наречена математици и физици Torus низ да наслагвате тази форма по два начина:

• кратък цикъл през центъра на тор;
• дълга линия около цялата външна периферия на тор.

Краткият линия е лек частиците, и най - тежки. Когато навивате низ около тороидалната уплътнено, измерване на образуването на нови елементи с различни маси.

Теорията за суперструните кратко и ясно, просто и елегантно обяснява дължината на преход в маса. Свито измерване е много по-трудно тор, но по принцип те също работят.

Възможно е дори, въпреки че е трудно да си представим, че въжето се увива изпъналостта в две посоки едновременно, което ще доведе до другата частица с различна маса. Брани също може да увийте допълнителните измерения, създавайки още повече възможности.

Определяне на пространството и времето

В много версии на теорията за суперструните на измерване сривове, което ги прави ненаблюдавани при сегашното ниво на развитие на технологиите.

В момента не е ясно дали струнната теория може да обясни фундаменталния характер на пространството и времето, отколкото Айнщайн. Той размери са на фона на взаимодействието на струнни инструменти и независим истинския смисъл на думата не.

Ние предлагаме едно обяснение, не е напълно завършен, свързана с представянето на пространство-времето като производно от общата сума на всички взаимодействия низ.

Този подход не отговаря на вижданията на някои физици, които са довели до критика на хипотезата. Конкурентната теория на линия квантовата гравитация като отправна точка при използване на квантуване на пространството и времето. Някои вярват, че в крайна сметка това ще бъде само по-различен подход към всички на една и съща основна хипотеза.

Квантуване на тежестта

Основното постижение на тази хипотеза, ако се потвърди, ще бъде квантова теория на гравитацията. Текущ описание на тежестта в общата теория на относителността е в противоречие с квантовата физика. На последно място, налагане на ограничения върху поведението на малки частици, докато се опитва да изследва Вселената в изключително малък мащаб води до противоречия.

Обединяването на силите

В момента, физиците са известни четири фундаментални сили: гравитационни, електромагнитни, слабите и силните ядрени взаимодействия. От струнната теория това означава, че всички те някога са били прояви на един и същ.

Според тази хипотеза, тъй като ранната вселена се охлажда след Големия взрив, тя е една единствена взаимодействие е разделен на друга операционна днес.

Експерименти с висока енергийна някога ни позволяват да намерим съюза на тези сили, въпреки че тези експерименти са далеч отвъд текущата развитието на технологиите.

пет варианта

След суперструните революция през 1984 г., развитието се състоя в стремглаво. В резултат на това, вместо на една концепция обърна пет, наречена тип I, IIA, IIБ, HO, HE, всяка от които е почти напълно описва нашия свят, но не до края.

Физика, докосване версия на струнната теория с надеждата за намиране на истинската универсална формула, създадена на 5 различни варианти на самодостатъчна. Някои от техните свойства отразява действителното състояние на света, а други са били неверни.

М-теория

На конференция през 1995 г., физик Едуард Уитън предложи смели решение на пет хипотези. Въз основа на скорошното откритие на дуалността, всички те стават специални случаи на единична цялостна концепция, наречена Витен М теория на superstrings. Една от ключовите концепции стана мембранни (съкращение от мембрана), основните обекти, които имат повече от едно измерение. Въпреки, че авторът не е предложил пълната версия, която не е толкова далеч, теорията М на superstrings състои накратко от следните характеристики:

• 11-измерение (10 плюс един пространствен времева величина);
• двойственост, която да доведе до пет теории, обясняващи и съща физическа реалност;
• брани - струни, с повече от 1 измерване.

разследване

В резултат на това, вместо на един имаше 10 ⁵⁰⁰ решения. За някои физици, че е причината за кризата, а други взеха антропния принцип, което обяснява свойствата на Вселената с нашето присъствие в него. Остава да се очаква, когато теоретици ще намерят друг начин да се движите суперструнната теория.

Някои интерпретации казват, че нашият свят не е единственият. Най-радикалният версии позволяват съществуването на безкраен брой вселени, някои от които съдържат точни копия на нашите собствени.

теорията на Айнщайн предсказва съществуването на сведена до минимум пространство, което се нарича тунел или Айнщайн-Розен мост. В този случай отдалечената две свързани кратко преминаване. Теорията за суперструните дава възможност не само това, но също така и връзката на отдалечени точки на паралелни светове. Можете дори да измести между вселени с различни закони на физиката. Въпреки това, вероятно вариант, когато квантовата теория на гравитацията ще направи тяхното съществуване невъзможно.

Много физици вярват, че холографски принцип, когато цялата информация, съдържаща се в пространството на силата на звука, за да съответства на информацията, записана на повърхността, ще позволи по-добро разбиране на концепцията за електрически вериги.

Някои вярват, че суперструнната теория позволява на множество измервания на времето, в резултат на което може да бъде едно пътуване през тях.

Освен това, в рамките на хипотезата, че е алтернатива на модела на Големия взрив, според която нашата вселена е резултат от сблъсък между две мембрани и минава през повтарящи се цикли на създаване и унищожение.

Крайната съдба на Вселената винаги е заета физици и окончателната версия на струнната теория може да помогне да се определи плътността на материята и космологична константа. Познаването на тези ценности, космолозите ще имат възможност да се определи дали Вселената ще се свие до, докато не експлодира, всичко да започне отначало.

Никой не знае последиците от научна теория, толкова дълго, тъй като няма да бъдат разработени и тествани. Айнщайн, писане на уравнението E = MC ^2, не се очаква, че това ще доведе до появата на ядрени оръжия. Създателите на квантовата физика не са знаели, че ще бъде в основата на лазера и транзистора. И въпреки че все още не се знае какво ще такова чисто теоретична концепция, историята показва, че със сигурност ще се получи нещо необикновено.

За повече информация относно тази хипотеза може да се намери в книгата Endryu Tsimmermana "Супер струнната теория за манекени."