Supercuerdas teorio populara lingvo por Dummies

Supercuerdas teorio, en populara lingvo, estas la universo kiel aro de vibranta fadenojn de energio - kordoj. Ili estas la bazo de la naturo. Hipotezo priskribas la aliajn elementojn - branas. Ĉiuj substancoj en nia mondo konsistas vibrojn de kordoj kaj branas. Al nepra sekvo de la teorio estas la priskribo de gravito. Tial la sciencistoj kredas, ke ĝi enhavas la ŝlosilon al la unuiĝo de gravito kun aliaj interagoj.

La koncepto estas evoluigita

La teorio de la unuigita kampo de teorio de supercuerdas - pure matematika. Kiel ĉiuj fizikaj konceptoj, ĝi estas bazita sur la ekvacioj kiuj povas esti interpretita en certa maniero.

Hodiaŭ, neniu scias precize kion estos la versio fino de ĉi tiu teorio. La sciencistoj havas pli malpreciza ideo de ĝia komuna elementoj, sed neniu ankoraŭ elpensi fina ekvacio estus englutita ĉiuj supercuerdas teorio kaj eksperimento ankoraŭ ne povis konfirmi ĝin (kvankam refuti tro). Fizikistoj kreis simpligita versio de la ekvacio, sed ĝis nun ne tute priskribi nian universon.

Supercuerdas teorio por komencantoj

En la hipotezo sur kvin kernaj ideoj.

1. Supercuerdas teorio antaŭdiras ke ĉiuj objektoj de nia mondo konsistas el vibrantaj fadenojn de energio kaj membranoj.
2. Ŝi provas akordigi ĝenerala relativeco (gravito) kun kvantuma fiziko.
3. Supercuerdas teorio integros ĉiujn fundamentajn fortojn de la universo.
4. Tiu hipotezo antaŭdiras novan konekton, supersimetrio, inter du fundamente malsamaj specoj de partikloj, bosonoj kaj fermionoj.
5. La koncepto priskribas kelkajn pliajn, kutime nerigardebla dimensioj de la universo.

Kordoj kaj branas

Kiam la teorio leviĝis en la 1970, energio fadenojn en ĝi estis konsideritaj 1-dimensia objektoj - kordoj. La vorto "unudimensian" indikas ke la kordo havas nur unu dimension, longo, kontraste al, ekzemple, kvadrata, kiu havas longitudon kaj alteco.

Tiuj de teorio de supercuerdas dividas en du tipoj - fermita kaj malfermita. Malfermu ĉeno havas konsiletojn kiuj ne estas en kontakto kun unu la alian, dum la fermita ŝnuro estas ciklo sen malfermaj finoj. Rezulte, oni trovis, ke tiuj kordoj, kordoj nomita la unua tipo, malkovrita la 5 bazaj tipoj de interagoj.

Interagoj baziĝas sur kordoj kapablon por konekti iliaj pintoj. Ekde la finoj de malfermaj kordoj povas veni kune por formi fermita, estas neeble konstrui teorion de superstrings, ne inkluzive de ripeta GIF ĉeno.

Tiu montriĝis grava kiel fermita kordoj havas proprietojn kiuj kredas fiziko kiu povus priskribi gravito. Alivorte, sciencistoj konstatis, ke la supercuerdas teorio, anstataŭ klarigante la aferon partikloj povas priskribi ilian konduton kaj la forto de gravito.

Jaroj poste malkovris ke, aldone al kordoj, kaj aliaj esencaj elementoj de la teorio. Ili povas esti konsiderataj kiel folioj aŭ brana. Kordoj povas esti alkroĉita al ili unu aŭ ambaŭ flankoj.

kvantuma gravito

Moderna fiziko havas du ĉefajn sciencajn leĝo: la ĝenerala teorio de relativeco (GR) kaj kvantuma. Ili reprezentas tute alia kampo de la scienco. Kvantuma fiziko traktas la plej eta partikloj de naturaj kaj GTR, kiel regulo, priskribas la naturon de la skalo de la planedoj, galaksioj kaj la universo kiel tuto. Hipotezo kiu provas kombini ilin, estas nomita la teorio de kvantuma gravito. La plej promesplenaj el tiuj nun estas la ĉeno.

Fermita fadeno korespondi al la konduto de gravito. Aparte, ili posedas proprietojn gravitón partiklo transporti gravito inter objektoj.

Kunigante fortoj

Teorio de kordoj provas unuigi la kvar fortoj - elektromagneta, la forta kaj malforta nukleaj fortoj kaj gravito - en unu. En nia mondo, ili sin manifestas kiel kvar malsamaj fenomenoj, sed teoriistoj de la ŝnuroj kredas ke en la frua universo, kiam estis nekredeble altajn nivelojn de energio, ĉiuj tiuj fortoj estas priskribitaj de la kordoj, interagante kun la alia.

supersimetrio

Ĉiuj partikloj en la universo povas esti dividita en du tipoj: bosonoj kaj fermionoj. Teorio de kordoj antaŭdiras ke estas rilato inter ili, nomata supersimetrio. Se supersimetrio por ĉiu bosono kaj fermión devas ekzisti por ĉiu fermión - bosono. Bedaŭrinde experimentalmente ekzisto de tiaj partikloj ne estas konfirmita.

Supersimetrio estas matematika rilato inter la elementoj de fizika ekvacioj. Ŝi estis trovita en malsama areo de fiziko kaj lia apliko kaŭzis la renomadon de la teorio de supersimetrio ĉeno (aŭ supercuerdas teorio, en populara lingvo) en la mezaj 1970-aj jaroj.

Unu el la avantaĝoj de supersimetrio estas, ke ĝi ege simpligas la ekvacion, permesante forigi iuj variabloj. Sen supersimetrio ekvacioj kondukas al fizika kontraŭdiroj, kiel la senfina valoro kaj imagaj energio niveloj.

Ekde sciencistoj ne rimarkis, partiklo antaŭdirita de supersimetrio, estas ankoraŭ hipotezo. Multaj fizikistoj kredas ke la kialo por tiu - la bezono por signifa kvanto de energio, kiu estas asociita kun konata pezo de Einstein ekvacio E = mc ^2. Ĉi tiuj eroj povas ekzisti en la frua universo, sed kiel ĝi malvarmiĝis malsupren, kaj post la Big Bang, la energio disvastiĝis, ĉi tiuj eroj estas movita al malaltaj niveloj de energio.

Alivorte, la kordoj vibras kiel alta energio eroj perdita energio, kiu faris ilin elementoj kun pli malalta vibrado.

Esploristoj esperis ke astronomia observo aŭ eksperimento kun partiklaj akceliloj konfirmi teorio, identigi kelkaj el supersimétricas elementoj kun pli altaj energioj.

aldonaj mezuroj

Aliaj matematikaj sekvo de teorio de kordoj estas ke ĝi havas sencon en la mondo, la nombro de mezuroj estas pli granda ol tri. Nuntempe, ekzistas du klarigoj pri tio;

1. Kromaj mezuradojn (ses el ili) esti faldita, aŭ, en la terminologio de teorio de kordoj compactified al la nekredeble malgranda grandeco, percepti, kiuj neniam sukcesos.
2. Ni estis ŝtopita en 3-dimensia brana, kaj aliaj dimensioj etendi preter ĝi kaj ne estas haveblaj al ni.

Grava areo de esplorado inter teoriistoj estas la matematika modeligado de kiel tiuj aldonaj pozicioj povas esti ligitaj al nia propra. Lastatempaj rezultoj antaŭdiri ke sciencistoj baldaŭ povos detekti tiujn ekstrajn dimensioj (se ili ekzistas) en la venonta eksperimentoj, kiel ili povas esti pli granda ol antaŭe atendis.

kompreno de la celo

La celo serĉita de sciencistoj enketis superstrings - "teorio de ĉio", te ununura fizika hipotezo ke en fundamenta nivelo priskribas ĉiu fizika realaĵo ... Se sukcese, ĝi povus klarigi multajn demandojn pri la strukturo de nia universo.

Klarigo de materio kaj maso

Unu el la ĉefaj taskoj de moderna esploro - la serĉado de solvoj al realaj partikloj.

Teorio de kordoj komencis kiel koncepto kiu priskribas la partikloj kiel ekzemple hadronoj, pluraj altaj vibratorias ŝtatoj de la ŝnuroj. En plej modernaj formuliĝoj, afero, observita en nia universo estas la rezulto de vibrado de kordoj kaj branas kun la plej malalta energio. La vibrojn generi pli alta energio partikloj, kiuj estas nun en nia mondo ne ekzistas.

La maso de ĉi tiuj elementaj partikloj estas demonstracio de kiel la kordoj kaj branas compactified envolvita en aldonaj dimensioj. Ekzemple, en simpligita kiam ili estas faldita en la formo de kringo, nomita matematikistoj kaj fizikistoj toro kordo povas enpaki ĉi formularo dumaniere:

• mallonga ciklo tra la centro de la toro;
• longa banto ĉirkaŭ la tuta ekstera cirkonferenco de la toro.

La mallonga ciklo estas malpeza partiklo, kaj la plimulto - severa. Kiam vi enpaki la kordo ĉirkaŭ la toroidal compactified mezuri la formado de novaj elementoj kun malsamaj masoj.

Supercuerdas teorio mallonge kaj klare, simple kaj elegante klarigas la transiron longo en maso. Kolapsinta mezurado estas multe pli malfacila toro, sed principe ili ankaŭ funkcias.

Estas eĉ eble, kvankam estas malfacile imagi, ke la ŝnureto envolvas la toro en du direktoj samtempe, kio rezultos en la alia partiklo kun malsama maso. Branas povas enpaki la ekstraj dimensioj, kreante eĉ pli ŝancoj.

Difino de spaco kaj tempo

En multaj versioj de teorio de supercuerdas de mezurado kolapsoj, igante ilin nerigardebla ĉe la nuna nivelo de teknologio evoluo.

Nuntempe ne estas certe ĉu teorio de kordoj povus klarigi la fundamenta naturo de spaco kaj tempo, ol Einstein. Ĝi dimensioj estas la fono por la interago de kordoj kaj sendependaj vera senco ne.

Ni proponas klarigon, ne tute finita, kiuj rilatas al la submetiĝo de spaco-tempo kiel derivita de la totala kvanto de la tuta ĉeno interagoj.

Tiu aliro ne renkontas la opinioj de iuj fizikistoj kiuj kondukis al kritiko de la hipotezo. Konkurenciva teorio de buklo kvantuma gravito kiel deirpunkto uzante la kvantumigo de spaco kaj tempo. Iuj kredas, ke eventuale ĝi estos nur malsama alproksimiĝo al ĉiuj de la sama baza hipotezo.

Kvantumigo de gravito

La ĉefa atingo de tiu hipotezo, se konfirmita, estos kvantuma teorio de gravito. Nuna priskribo de gravito en ĝenerala relativeco estas nekonsekvenca kun kvantuma fiziko. Lasta, impona limigoj sur la konduto de malgrandaj partikloj, dum provo esplori la universon en ekstreme malgranda skalo kondukas al kontraŭdiroj.

La unuiĝo de fortoj

Nuntempe, fizikistoj estas konataj kvar fundamentaj fortoj: gravito, elektromagneta, malforta kaj forta nukleaj interagoj. El teorio de kordoj implicas ke ĉiuj ili iam estis demonstracioj de la sama.

Laŭ ĉi tiu hipotezo, kiel la frua universo malvarmigita post la praeksplodo, estas sola interago estis dividita en malsamaj mastruma hodiaŭ.

Eksperimentoj kun alta energio iam permesos al ni trovi la kuniĝo de ĉi tiuj fortoj, kvankam tiuj eksperimentoj estas multe pli tie de la aktuala teknologio evoluo.

kvin opcioj

Post supercuerdas revolucio en 1984, la disvolviĝo okazis je febra rapideco. Rezulte, anstataŭ unu koncepton turnis kvin, nomita tipo I, IIA, IIB, HO, LI, ĉiu de kiuj estas preskaŭ tute priskribas nia mondo, sed ne al la fino.

Fiziko, tuŝante versio de teorio de kordoj, esperante trovi veran universalan formulo, kreita la 5 malsamaj variantoj de memsufiĉa. Iuj de liaj proprietoj pripensi la fizika realaĵo de la mondo, aliaj estis malvera.

M-teorio

En konferenco en 1995, la fizikisto Edward Witten proponis aŭdaca solvo por la kvin hipotezojn. Bazita sur la freŝa malkovro de la dualidad, ili ĉiuj fariĝis specialaj okazoj de sola ampleksa koncepto nomita Witten M teorio de superstrings. Unu el la ŝlosilaj konceptoj ĝi iĝis brana (mallongigo de membrano), bazaj objektoj havi pli ol unu dimensio. Kvankam la aŭtoro ne proponis la plena versio, kio ne ĝis nun, la M teorio de superstrings mallonge konsistas de la sekvaj karakterizaĵoj:

• 11-dimensio (10 plus 1 spaca tempa dimensio);
• dueco, kiu kondukas al kvin teorioj klarigante la sama fizika realaĵo;
• branas - kordoj, kun pli ol 1 mezurado.

esploro

Rezulte, anstataŭ unu ekzistis 10 ⁵⁰⁰ decidoj. Dum kelka fizikistoj estis la kaŭzo de la krizo, dum aliaj prenis la antropica principo, kiu klarigas la proprietojn de la universo kun nia ĉeesto en ĝi. Ĝi restas atendi, kiam teoriistoj trovos alian manieron navigi la supercuerdas teorion.

Iuj interpretoj diras, ke nia mondo ne estas la sola. La plej radikalaj versioj permesis la ekziston de senfina nombro da universoj, el kiuj enhavas ĝusta kopiojn de niaj propraj.

Ejnŝtejna teorio antaŭdiras la ekziston de minimumigita spaco, kiu nomiĝas vermo aŭ Einstein-Rosen ponto. En ĉi tiu kazo la du fora ejo asociita mallonga koridoro. Supercuerdas teorio permesas ne nur tio, sed ankaŭ la rilato de foraj punktoj de la paralelaj mondoj. Vi povas eĉ ŝanĝi inter universoj kun malsamaj leĝoj de fiziko. Tamen, la verŝajna opcio, kiam la kvantuma teorio de gravito faros ilian ekziston neebla.

Multaj fizikistoj kredas ke la holografia principo, kiam ĉiuj viaj informoj en la volumo spaco, ĝi respondas al la informoj registritaj sur la surfaco, tio permesos pli profunda kompreno de la koncepto de potenco fadenoj.

Iuj kredas, ke la supercuerdas teorio permesas multoblajn mezuradojn de tempo, rezultante en povas esti vojaĝo tra ili.

Krome, en la kadro de la hipotezo estas alternativa al la Praeksplodo modelo, laŭ kiu nia universo estis la rezulto de kolizio inter du branas kaj iras tra ripetis cikloj de kreado kaj detruo.

La finfina sorto de la universo ĉiam okupita fizikistoj, kaj la fina versio de teorio de kordoj povas helpi determini la densecon de materio kaj kosmoscienca konstanto. Sciante tiujn valorojn, cosmólogos povos determini ĉu la universo estos ŝrumpi ĝis, ĝis ĝi eksplodas, ĉiuj komencis denove.

Neniu scias la sekvojn de scienca teorio, dum ĝi ne estos evoluigita kaj elprovita. Einstein, skribante la ekvacio E = mc ^2, ne atendis, ke ĝi kondukos al la apero de nukleaj armiloj. La kreintoj de kvantuma fiziko ne sciis, ke ĝi estos la bazo por la lasero kaj la transistoro. Kaj kvankam ĝi ne konas ankoraŭ kio volas tian pure teoriaj koncepto, historio spektakloj kiu verŝajne ricevas ion eksterordinaran.

Por pli informo sur ĉi tiu hipotezo povas trovi en la libro Endryu Tsimmermana "Super String Theory por Dummies".