Teoria corzilor limbaj popular pentru Dummies

teoria corzilor, în limbaj popular, este universul ca un set de fire vibrante de energie - siruri de caractere. Ele sunt baza naturii. Ipoteză descrie celelalte elemente - brane. Toate substanțele din lumea noastră este format din vibrații de coarde și brane. O consecință firească a teoriei este descrierea gravitației. De aceea, oamenii de știință cred că acesta conține cheia unificarea gravitației cu alte interacțiuni.

Conceptul este dezvoltat

Teoria câmpului unificat, teoria corzilor - pur matematic. La fel ca toate conceptele fizice, se bazează pe ecuațiile care pot fi interpretate într-un anumit fel.

Astăzi, nimeni nu știe exact ce va fi versiunea finală a acestei teorii. Oamenii de stiinta au o idee destul de vagă a elementelor sale comune, dar nimeni nu a venit încă cu o ecuație finală va fi înghițită toate teoria corzilor și experiment nu a fost încă în măsură să-l confirme (deși respinge prea). Fizicienii au creat o versiune simplificată a ecuației, dar până în prezent nu descrie destul de universul nostru.

teoria corzilor pentru începători

În ipoteza pe cinci idei cheie.

1. teoria corzilor prezice că toate obiectele lumii noastre sunt formate din fire vibratoare de energie și membrane.
2. Ea încearcă să concilieze relativității generale (gravitate) cu fizica cuantică.
3. teoria corzilor va integra toate forțele fundamentale ale universului.
4. Această ipoteză prezice o nouă conexiune, supersimetria, între două tipuri fundamental diferite de particule, bosoni și fermioni.
5. Conceptul descrie o serie de dimensiuni suplimentare, de obicei, neobservabile ale universului.

Șiruri și brane

În cazul în care teoria a apărut în anii 1970, fire de energie în ea au fost considerate obiecte 1-dimensionale - siruri de caractere. Cuvântul „unidimensională“ indică faptul că șirul are doar o singură dimensiune, lungime, spre deosebire, de exemplu, un pătrat, care are o lungime și înălțime.

Aceste teoria corzilor se împarte în două tipuri - închis și deschis. Deschideți șir are sfaturi care nu sunt în contact unul cu celălalt, în timp ce șirul închis este o buclă fără capete deschise. Ca urmare, sa constatat că aceste siruri de caractere, siruri de caractere numit primul tip, expuse 5 tipuri de bază de interacțiuni.

Interacțiunile se bazează pe capacitatea de a conecta siruri de caractere și de a partaja sfaturile lor. Deoarece capetele deschise siruri de caractere pot veni împreună pentru a forma închis, este imposibil de a construi o teorie a supercorzile, care nu include un șir de buclă.

Acest lucru sa dovedit importantă ca șiruri închise au proprietăți care se crede ca fizica care ar putea descrie gravitația. Cu alte cuvinte, oamenii de stiinta a dat seama că teoria corzilor, în loc de a explica particulele de materie pot descrie comportamentul lor și forța de gravitație.

Ani mai târziu, sa descoperit că, în plus față de siruri de caractere, și alte elemente esențiale ale teoriei. Ele pot fi considerate ca foi sau Brane. Siruri de caractere pot fi atașați unul sau pe ambele părți.

gravitației cuantice

Fizica modernă are două legi științifice principale: teoria generală a relativității (GR) și cuantice. Ele reprezintă un domeniu complet diferit al științei. se ocupă de fizica cuantica cu cele mai mici particule de naturale și RTG, de regulă, descrie natura scara de planete, galaxii și universul ca întreg. Ipoteze care încearcă să le combine, se numește teoria gravitației cuantice. Cea mai promițătoare dintre acestea este acum șirul.

Subiect inchis corespund cu comportamentul gravitației. În particular, ele posedă proprietăți gravitonului particulelor care transportă gravitație între obiecte.

Unirea forțelor

Teoria corzilor încearcă să unească cele patru forțe - forțele nucleare electromagnetice puternice și slabe și gravitate - într-una singură. În lumea noastră, ei se manifesta ca patru fenomene diferite, dar teoreticienii șir cred că în universul timpuriu, atunci când au existat niveluri incredibil de mari de energie, toate aceste forțe sunt descrise de siruri de caractere, care interacționează unele cu altele.

supersimetria

Toate particulele din univers pot fi împărțite în două tipuri: bosonii și fermioni. teoria corzilor prezice că există o relație între ele, cunoscut sub numele de supersimetriei. Dacă supersimetria pentru fiecare bosonul și fermion trebuie să existe pentru fiecare fermion - bosonul. Din păcate, experimental existența unor astfel de particule nu este confirmată.

Supersimetria este o relație matematică între elementele ecuații fizice. Ea a fost găsită într-o altă zonă de fizică și aplicarea acesteia a dus la redenumirea teoriei string supersimetriei (sau teoria corzilor, în limba populară), la mijlocul anilor 1970.

Unul dintre avantajele supersimetriei este că simplifică foarte mult ecuația, care permite eliminarea unor variabile. Fără supersimetria ecuații duce la contradicții fizice, cum ar fi valoarea infinită și imaginară nivelurile de energie.

Din moment ce oamenii de știință nu au observat o particulă prezisă de supersimetria, este încă o ipoteză. Mulți fizicieni cred că motivul pentru aceasta - necesitatea unei cantități semnificative de energie, care este asociat cu o greutate cunoscută a ecuației lui Einstein E = mc ^2. Aceste particule pot exista în universul timpuriu, dar așa cum s-a răcit, și după Big Bang, răspândirea de energie, aceste particule sunt mutate la niveluri scăzute de energie.

Cu alte cuvinte, corzile vibreze ca particule de mare energie pierdute de energie, ceea ce le-a făcut elemente cu vibrații mai mici.

Cercetatorii spera ca observarea astronomice sau experiment cu acceleratoare de particule confirma teoria, identificarea unor elemente supersimetrice cu o energie mai mare.

măsurători suplimentare

Alte consecință matematică a teoriei corzilor este că are sens în lume, numărul de măsurători este mai mare de trei. În prezent, există două explicații pentru acest lucru:

1. Măsurători suplimentare (șase dintre ele) au pliat, sau, în terminologia teoriei corzilor compactified la dimensiunea incredibil de mici, de a percepe, care nu va reuși niciodată.
2. Am fost blocat într-un brane 3-dimensională și alte dimensiuni se extind dincolo de ea și nu sunt disponibile pentru noi.

Un domeniu important de cercetare în rândul teoreticienilor este modelarea matematică a modului în care aceste poziții suplimentare pot fi legate de propria noastră. Rezultatele recente prezic că oamenii de știință vor fi în curând posibilitatea de a detecta aceste dimensiuni suplimentare (dacă există) în experimentele viitoare, deoarece acestea pot fi mai mare decât sa anticipat anterior.

înțelegerea scopului

Scopul urmărit de oamenii de știință care investighează supercorzile - „teoria totul“, adică o singură ipoteză fizică, care, la un nivel fundamental descrie toate realitatea fizică ... Daca va avea succes, ar putea clarifica multe întrebări în ceea ce privește structura universului nostru.

Explicarea materiei și a masei

Una dintre principalele sarcini ale cercetării moderne - căutarea de soluții la particule reale.

Teoria corzilor a început ca un concept care descrie particulele cum ar fi hadroni, diferite stări de vibrație mai mari ale corzilor. În cele mai multe formulări moderne, materia, observată în universul nostru este rezultatul vibrației siruri de caractere și brane cu cea mai mică energie. Vibrațiile genera mai multe particule de mare energie, care sunt acum în lumea noastră nu există.

Masa acestor particule elementare este o manifestare a modului în care siruri de caractere și Branes compactified înfășurat în dimensiuni suplimentare. De exemplu, într-o procedură simplificată atunci când sunt pliate în formă de gogoașă, numit matematicieni și fizicieni Torus șir poate încheia această formă în două moduri:

• scurtă buclă prin centrul Torus;
• buclă lungă în jurul întregii circumferința exterioară a torului.

Scurtă buclă este o particulă de lumină, iar cele mai multe - severe. Atunci când înfășurați șir în jurul toroidale compactified măsurare formarea de noi elemente cu diferite mase.

Teoria superstringurilor pe scurt și clar, explică pur și simplu și elegant lungimea de tranziție în masă. măsurare restrânsă este mult mai greu torusului, dar, în principiu, ei lucrează, de asemenea.

Este chiar posibil, deși este dificil să ne imaginăm că cablul înfășoară pilier în două direcții în același timp, ceea ce va duce la cealaltă particulă cu o masă diferită. Branes poate încheia, de asemenea, dimensiunile suplimentare, creând și mai multe oportunități.

Definiția spațiu și timp

În multe versiuni ale teoriei corzilor a prăbușiri de măsurare, ceea ce le face neobservabile la nivelul actual de dezvoltare a tehnologiei.

În prezent, nu este clar dacă teoria corzilor ar putea explica natura fundamentală a spațiului și a timpului decât a făcut Einstein. Acesta dimensiuni sunt fundalul interacțiunii siruri de caractere și un sens real independent nu.

Noi oferim o explicație, nu este complet finalizat, cu privire la prezentarea de spațiu-timp ca un derivat din suma totală a tuturor interacțiunilor șir.

Această abordare nu îndeplinește punctele de vedere ale unor fizicieni care a condus la critici ipotezei. Teoria competitivă a gravitației cuantice bucla ca punct de plecare, folosind cuantizarea spațiu și timp. Unii cred că în cele din urmă va fi doar o abordare diferită pentru toate de aceeași ipoteză de bază.

Cuantizarea gravitației

Principala realizare a acestei ipoteze, dacă este confirmat, va fi o teorie cuantică a gravitației. Descrierea curentă a gravitației , în relativitatea generală este în contradicție cu fizica cuantică. În sfârșit, impunerea unor restricții privind comportamentul particulelor mici, în timp ce încerca să exploreze universul într-o scară extrem de mică duce la contradicții.

Unificarea forțelor

In prezent, fizicienii sunt cunoscute patru forțe fundamentale: gravitație, electromagnetice, interacțiunile nucleare slabe și puternice. De la teoria corzilor aceasta implică faptul că toate acestea au fost odată manifestări ale aceluiași.

Conform acestei ipoteze, ca universul timpuriu sa răcit după Big Bang-ul, este o interacțiune unică a fost împărțită în diferite de lucru de astăzi.

Experimentele cu energie ridicată permite vreodată să găsească unirea acestor forțe, cu toate că aceste experimente sunt mult dincolo de dezvoltarea tehnologică actuală.

cinci opțiuni

După superstringurilor revoluție în 1984, dezvoltarea a avut loc într-un ritm febril. Ca urmare, în loc de un singur concept avansat cinci, numit de tip I, IIA, IIB, HO, HE, fiecare dintre care este aproape complet descrie lumea noastră, dar nu până la capăt.

Fizica, versiune a teoriei corzilor atinge în speranța de a găsi o formulă universală adevărată, a creat 5 variante diferite de auto-suficient. Unele dintre proprietățile lor reflectă realitatea fizică a lumii, alții erau false.

M-teorie

La o conferință în 1995, fizicianul Edward Witten a propus o soluție îndrăzneață pentru cele cinci ipoteze. Bazat pe descoperirea recentă a dualității, toate acestea devin cazuri speciale ale unui singur concept cuprinzător numit Witten M teorie a supercorzile. Unul dintre conceptele-cheie a devenit brane (abrevierea de membrană), obiectele de baza care au mai mult de o dimensiune. Deși autorul nu a oferit versiunea completă, care nu este atât de departe, teoria M a supercorzile constă, pe scurt următoarele caracteristici:

• 11 dimensiuni (10 plus 1 spațială dimensiune temporală);
• dualitate, ceea ce a condus la cinci teorii care explică aceeași realitate fizică;
• brane - siruri de caractere, cu mai mult de 1 de măsurare.

investigație

Ca urmare, în loc de una nu a fost de 10 ⁵⁰⁰ de decizii. Pentru unii fizicieni a fost cauza crizei, în timp ce alții au luat principiul antropic, ceea ce explică proprietățile universului cu prezența noastră în ea. Rămâne de așteptat, atunci când teoreticienii vor găsi un alt mod de a naviga în teoria corzilor.

Unele interpretări spun că lumea noastră nu este singura. Cele mai multe versiuni radicale permit existența unui număr infinit de universuri, dintre care unele conțin copii exacte ale propriei noastre.

Teoria lui Einstein prezice existența unui spațiu redus la minim, care se numește o gaură de vierme sau punte Einstein-Rosen. În acest caz, cele două site-ul de la distanță asociat scurt pasaj. teoria corzilor permite nu numai asta, dar, de asemenea, conectarea punctelor îndepărtate ale lumilor paralele. Puteți schimba chiar și între universuri, cu legi diferite ale fizicii. Cu toate acestea, probabil opțiunea, atunci când teoria cuantică a gravitației va face imposibilă existența lor.

Mulți fizicieni cred că principiul holografic, atunci când toate informațiile conținute în spațiul de volum, corespund informațiilor înregistrate pe suprafață, va permite o înțelegere mai profundă a conceptului de fire de putere.

Unii cred că teoria corzilor permite mai multor măsurători de timp, ca rezultat poate fi o călătorie prin intermediul lor.

În plus, în cadrul ipotezei există o alternativă la modelul Big Bang, în conformitate cu care universul nostru a fost rezultatul unei coliziuni între două brane și trece prin cicluri repetate de creație și distrugere.

Soarta finală a universului a ocupat întotdeauna fizicienii, iar versiunea finală a teoriei corzilor poate ajuta la determinarea densitatea materiei si constanta cosmologică. Cunoscând aceste valori, cosmologii va fi în măsură să determine dacă universul se va micșora până când, până când explodează, totul a început din nou.

Nimeni nu cunoaște consecințele teoriei științifice, atâta timp cât nu vor fi dezvoltate și testate. Einstein, scriind ecuația E = mc ^2, nu se astepta ca aceasta va duce la apariția unor arme nucleare. Creatorii fizicii cuantice nu știa că va fi baza pentru laserul și tranzistorul. Și, deși nu este încă cunoscut ceea ce va un astfel de concept pur teoretic, istoria arată că va primi cu siguranță ceva extraordinar.

Pentru mai multe informații cu privire la această ipoteză pot fi găsite în cartea Endryu Tsimmermana „Super teoria corzilor pentru Dummies.“