Superstrengteori populære sprog for Dummies

Superstrengteori, i populærkulturen sprog, er universet som et sæt af vibrerende strenge af energi - strenge. De er grundlaget for naturen. Hypotese beskriver de andre elementer - braner. Alle stoffer i vores verden består af vibrationer af strygere og braner. En naturlig konsekvens af teorien er beskrivelsen af tyngdekraften. Derfor er forskerne mener, at det indeholder nøglen til foreningen af tyngdekraften med andre interaktioner.

Konceptet er udviklet

Teorien om det forenede felt, superstrengteori - rent matematisk. Som alle fysiske begreber, er det baseret på de ligninger, der kan tolkes på en bestemt måde.

I dag, ingen ved præcis, hvad der vil være den endelige version af denne teori. Forskerne har en temmelig vag idé om de fælles elementer, men ingen har endnu kommet op med en endelig ligning ville blive opslugt alle superstrengteorien og eksperiment har endnu ikke været i stand til at bekræfte det (selvom tilbagevise også). Fysikere har skabt en forenklet version af ligningen, men indtil videre er det ikke helt beskrive vores univers.

Superstrengteori for begyndere

I hypotesen om fem centrale ideer.

1. Superstrengteori forudsiger, at alle de objekter i vores verden består af vibrerende strenge af energi og membraner.
2. Hun forsøger at forene almen relativitet (tyngdekraft) med kvantefysik.
3. Superstrengteori vil integrere alle de fundamentale kræfter i universet.
4. Denne hypotese forudsiger en ny forbindelse, supersymmetri, mellem to fundamentalt forskellige typer af partikler, bosoner og fermioner.
5. Konceptet beskriver en række yderligere, sædvanligvis uobserverbare dimensioner af universet.

Strygere og braner

Når teorien opstod i 1970'erne, blev energi strenge i det betragtede 1-dimensionelle objekter - strenge. Ordet "endimensionale" indikerer, at strengen har kun én dimension, længde, i modsætning til for eksempel en firkant, der har en længde og højde.

Disse superstrengteori deler sig i to typer - lukket og åben. Åbent snor har tip, der ikke er i kontakt med hinanden, mens den lukkede streng er en løkke uden åbne ender. Som et resultat blev det fundet, at disse strenge, strenge kaldes den første type, udsat 5 grundlæggende typer af interaktioner.

Interaktioner er baseret på strenge evne til at forbinde og dele deres tips. Da enderne af åbne strenge kan komme sammen til lukket, er det umuligt at konstruere en teori om superstrenge, heri ikke medregnet en loopes snor.

Dette viste sig vigtigt som lukkede strenge har egenskaber, der menes at fysikken som kunne beskrive tyngdekraften. Med andre ord, forskere indså, at superstrengteori, i stedet for at forklare de stofpartikler kan beskrive deres adfærd og tyngdekraften.

År senere blev det opdaget, at der ud over strengene, og andre væsentlige elementer i teorien. De kan betragtes som ark eller bran. Strenge kan knyttes til dem den ene eller begge sider.

kvantegravitation

Moderne fysik har to vigtigste videnskabelige lov: den almene relativitetsteori (GR) og kvante. De repræsenterer et helt andet område af videnskaben. Quantum fysik omhandler de mindste partikler af naturlige og GTR, som regel beskriver arten af omfanget af planeter, galakser og universet som helhed. Hypoteser, der forsøger at kombinere dem, kaldes teorien om kvantegravitation. Den mest lovende af disse er nu strengen.

Lukket tråd svarer til opførslen af tyngdekraften. Især de besidder egenskaber graviton partikel transporterer tyngdekraften mellem objekter.

samle kræfterne

String teori forsøger at forene de fire kræfter - elektromagnetiske, stærke og svage nukleare kræfter, og tyngdekraften - i én. I vores verden, de manifesterer sig som fire forskellige fænomener, men strengteoretikere mener, at i det tidlige univers, hvor der var utroligt høje niveauer af energi, alle disse kræfter er beskrevet af strygere, interagerer med hinanden.

supersymmetri

Alle partikler i universet kan opdeles i to typer: Bosoner og fermioner. String teori forudsiger, at der er en sammenhæng mellem dem, der er kendt som supersymmetri. Hvis supersymmetri for hver boson og fermion skal eksistere for hver fermion - boson. Desværre eksperimentelt eksistensen af sådanne partikler er ikke bekræftet.

Supersymmetri er en matematisk sammenhæng mellem elementerne i fysiske ligninger. Hun blev fundet i et andet område af fysikken og dens anvendelse førte til omdøbning af teorien om supersymmetri streng (eller superstrengteori, i populærkulturen sprog) i midten af 1970'erne.

En af fordelene ved supersymmetri er, at det i høj grad forenkler ligning, gør det muligt at eliminere nogle variable. Uden supersymmetri ligninger fører til fysiske modsætninger, såsom den uendelige værdi og imaginære energiniveauer.

Da forskerne ikke har observeret en partikel forudsagt af supersymmetri, er det stadig en hypotese. Mange fysikere mener, at årsagen til dette - behovet for en betydelig mængde energi, som er forbundet med en kendt vægt af Einsteins ligning E = mc ^2. Disse partikler kan eksistere i det tidlige univers, men da det er kølet ned, og efter Big Bang, den energi spredes, er disse partikler flyttet til lavt energi niveau.

Med andre ord strengene vibrere som højenergi-partikler tabt energi, som gjorde dem elementer med lavere vibration.

Forskerne håbede, at astronomiske observation eller eksperiment med partikelacceleratorer bekræfte teori, identificere nogle af supersymmetriske elementer med højere energi.

yderligere målinger

Andre matematisk konsekvens af strengen teori er, at det giver mening i verden, er antallet af målinger er større end tre. I øjeblikket er der to forklaringer på dette:

1. Yderligere målinger (seks af dem) har foldet, eller, i terminologien af strengteori compactified til den utroligt lille størrelse, til at opfatte som aldrig vil lykkes.
2. Vi var fast i en 3-dimensionel bran, og andre dimensioner strække sig ud over det, og er ikke tilgængelige for os.

Et vigtigt forskningsområde blandt teoretikere er den matematiske modellering af, hvordan disse ekstra stillinger kan være knyttet til vores egen. Nylige resultater forudser, at forskerne snart vil være i stand til at opdage disse ekstra dimensioner (hvis de findes) i de kommende eksperimenter, da de kan være større end tidligere forventet.

forståelse af formålet

Den søges af forskere, der undersøger superstrenge mål - "teori om alting", dvs en enkelt fysisk hypotese, at der på et grundlæggende niveau beskriver alle fysiske virkelighed ... Hvis det lykkes, kan det afklare mange spørgsmål vedrørende strukturen i vores univers.

Forklaring af stof og masse

En af de vigtigste opgaver for moderne forskning - søgen efter løsninger på reelle partikler.

String teori begyndte som et begreb, der beskriver de partikler som hadroner, forskellige højere vibrationelle tilstande af strengene. I de fleste moderne formuleringer, materie, observeret i vores univers er resultatet af vibrationer af strygere og braner med det laveste energiforbrug. Vibrationerne generere mere højenergi-partikler, som nu er i vores verden ikke eksisterer.

Massen af disse elementarpartikler er en manifestation af, hvordan strengene og braner compactified indpakket i yderligere dimensioner. For eksempel i en forenklet, når de er foldet i form af en doughnut, kaldet matematikere og fysikere torus streng kan vikle denne formular på to måder:

• korte løkke gennem midten af torus;
• lang sløjfe omkring hele den ydre omkreds af torus.

Den korte løkke er en let partikel, og de fleste - alvorlige. Når du wrap snoren omkring ringkerne compactified måle dannelsen af nye elementer med forskellige masser.

Superstrengteori kortvarigt og klart, enkelt og elegant forklarer overgangen længde i massen. Skjult måling er meget sværere torus, men i princippet de også arbejde.

Det er endda muligt, selv om det er vanskeligt at forestille sig, at ledningen ombryder torus i to retninger på samme tid, hvilket vil resultere i den anden partikel med en forskellig masse. Braner kan også wrap de ekstra dimensioner, hvilket skaber endnu flere muligheder.

Definition af tid og rum

I mange versioner af superstrengteori af måle- kollapser, hvilket gør dem uobserverbare på det nuværende niveau af teknologisk udvikling.

På nuværende tidspunkt er det ikke klart, om strengteori kunne forklare den grundlæggende karakter af rum og tid, end gjorde Einstein. It dimensioner er baggrunden for samspillet mellem strenge og uafhængige reel følelse ikke.

Vi tilbyder en forklaring, der ikke er helt afsluttet, vedrørende indsendelse af rum-tid som en afledning af det samlede beløb for alle string interaktioner.

Denne tilgang opfylder ikke de synspunkter, nogle fysikere, der har ført til kritik af hypotesen. Konkurrencedygtige teori om loop kvantegravitation som udgangspunkt ved hjælp af kvantisering af rum og tid. Nogle mener, at i sidste ende vil det kun være en anden tilgang til alle de samme grundlæggende hypotese.

Kvantisering af tyngdekraften

Det vigtigste resultat af denne hypotese, hvis bekræftet, vil være en kvanteteori for gravitation. Aktuel beskrivelse af tyngdekraften i almen relativitet er uforenelig med kvantefysik. Sidste, indførelse af restriktioner for opførsel af små partikler, mens du forsøger at udforske universet i en meget lille målestok fører til modsætninger.

Foreningen af kræfter

I øjeblikket er fysikere kendt fire fundamentale kræfter: tyngdekraften, elektromagnetiske, svage og stærke nukleare interaktioner. Fra strengteori det indebærer, at alt, hvad de engang var manifestationer af den samme.

Ifølge denne hypotese, da det tidlige univers afkølet efter Big Bang, det er en enkelt interaktion blev opdelt i andet operativsystem i dag.

Forsøg med høj energi nogensinde tillade os at finde en forening af disse kræfter, selv om disse eksperimenter er langt ud over den nuværende teknologi udvikling.

fem valgmuligheder

Efter Superstreng revolution i 1984, udvikling fandt sted på et febrilsk tempo. Som et resultat, i stedet for ét koncept vendte fem, kaldet type I, IIA, IIB, HO, HE, som hver især er næsten helt beskriver vores verden, men ikke til enden.

Fysik, rørende version af strengteori i håb om at finde ægte universel formel, skabt 5 forskellige varianter af selvforsynende. Nogle af deres egenskaber afspejler den fysiske virkelighed i verden, andre var usandt.

M-teori

På en konference i 1995, fysikeren Edward Witten foreslog en fed løsning på de fem hypoteser. Baseret på den nylige opdagelse af dualitet, de alle bliver specialtilfælde af en enkelt omfattende koncept kaldet Witten M teori om superstrenge. Et af de centrale begreber det blev bran (forkortelse af membran), grundlæggende genstande med mere end én dimension. Selvom forfatteren ikke har tilbudt den fulde version, som ikke er så langt, at M teorien om superstrenge består kort af følgende funktioner:

• 11-dimension (10 plus 1 rumlige tidslige dimension);
• dualitet, der fører til fem teorier forklarer den samme fysiske virkelighed;
• braner - strygere, med mere end 1 mål.

undersøgelse

Som et resultat, i stedet for en der var 10 ⁵⁰⁰ beslutninger. For nogle fysikere det var årsagen til krisen, mens andre tog det antropiske princip, hvilket forklarer egenskaberne for universet med vores tilstedeværelse i det. Det er fortsat må forventes, når teoretikere vil finde en anden måde at navigere på superstrengteori.

Nogle fortolkninger sige, at vores verden er ikke den eneste. De mest radikale udgaver tillade eksistensen af et uendeligt antal universer, hvoraf nogle indeholder nøjagtige kopier af vores egne.

Einsteins teori forudsiger eksistensen af en minimeret rum, som kaldes et ormehul eller Einstein-Rosen broen. I dette tilfælde to remote site er forbundet kort passage. Superstrengteori tillader ikke kun det, men også forbindelsen af fjerntliggende punkter i de parallelle verdener. Du kan endda skifte mellem universer med forskellige fysiske love. Men den sandsynlige løsning, når den kvanteteori for gravitation vil umuliggøre deres eksistens.

Mange fysikere mener, at det holografiske princip, når alle de oplysninger, der er indeholdt i diskenhedsplads, svarer til de oplysninger, der er optaget på overfladen, vil give en dybere forståelse af begrebet magt tråde.

Nogle mener, at superstrengteori tillader flere målinger af tid, hvilket resulterer i, kan være en rejse gennem dem.

Hertil kommer, at i forbindelse med den hypotese der er et alternativ til Big Bang-modellen, hvorefter vores univers var et resultat af en kollision mellem to braner og går gennem gentagne cyklusser af skabelse og destruktion.

Den endelige skæbne af universet har altid besat fysikere, og den endelige version af strengteori kan hjælpe med at bestemme tætheden af stof og kosmologiske konstant. Kendskab til disse værdier, vil kosmologerne kunne afgøre, om universet vil skrumpe, indtil, indtil den eksploderer, hele startede igen.

Ingen kender konsekvenserne af videnskabelig teori, så længe det ikke vil blive udviklet og afprøvet. Einstein, skriver ligningen E = mc ^2, havde ikke forventet, at det vil føre til fremkomsten af atomvåben. Skaberne af kvantefysikkens vidste ikke, at det vil være grundlaget for laseren og transistoren. Og selv om det endnu ikke vides, hvad vil en sådan rent teoretisk koncept, historien viser der vil helt sikkert få noget ekstraordinært.

For mere information om denne hypotese kan findes i bogen Endryu Tsimmermana "Super String Theory for Dummies".