Назад к списку

Теория струн -"теория" всего. De nihilo nihil

Теория струн -"теория" всего.

 De nihilo nihil . 
 «Из ничего не выходит ничего, так же как ничто не переходит в ничто».

 Из струн состоят не только фермионы - то есть кварки, электроны, протоны, нейтроны, фотоны и другие частицы, из которых состоит материя, но и бозоны - переносчики энергии между фермионами.

 Тем самым из струн можно получить вообще любую частицу, какую бы ты не пожелал. 

Это называется суперсимметрией. 

 Бозонная теория струн. 

М-теория – последнее воплощение теории струн.

 В широком смысле, теория струн на самом деле представляет собой квантовую теорию гравитации.
 Теория струн предполагает, что эти элементарные частицы — далеко не точки, а струны, одномерные нити частиц. 

 

И в теории струн струна может превратиться во что угодно в зависимости от формы, в которую сворачивается. 

 Струна представляет собой объект, не имеющий толщины, но обладающий длиной. 

Она определена значением в 10-35 м. Характер колебаний этих струн определяет свойства элементарных частиц, например, заряд. 


 Если струна остается открытой, она становится фотоном. Если концы одной струны замыкаются в петлю, она становится гравитоном. 

 Теорий струн много, и каждая из них предсказывает различное число измерений. По своей сути, теория струн — это некая «теория всего», которая хочет примирить гравитацию и квантовую физику.

 Известно, что атом состоит из еще меньших частиц электронов, которые кружатся вокруг ядра, состоящего из протонов и нейтронов, протоны и нейтроны в свою очередь состоят из еще меньших частиц -кварков. 

 Кварки состоят из крошечных извивающихся и вибрирующих нитей энергии, способных растягиваться как упругие резинки и напоминающих струны и каждая из таких струн невообразимо мала. 


 Квантовыми вибрирующими струнами пронизано все, вся Вселенная. 


Одни формы измерений заставляют струну вибрировать определенным образом и порождают то, что мы видим как фотон, в других формах струны энергия вибрирует по-другому и порождают электрон.

 "На сегодняшний день теория струн одна из самых серьезных кандидаток на то, чтобы соединить все 4 силы взаимодействия существующие в природе -гравитацию, 

описываемой в общей теории относительности и три другие взаимодействия, описываемые квантовой механикой- сильное ядерное взаимодействие, которое склеивает протоны и нейтроны в атомах, 

слабое взаимодействие, которые участвуют в радиоактивных распадах и электромагнетизм.теория струн на самом деле представляет собой квантовую теорию гравитации.

 Для сравнения, струны могут заменить преоны в качестве строительных блоков для кварков, хотя на более высоких уровнях все останется прежним. 

 И в теории струн струна может превратиться во что угодно в зависимости от формы, в которую сворачивается. 

 Если струна остается открытой, она становится фотоном. Если концы одной струны замыкаются в петлю, она становится гравитоном. 

 Примерно так же дерево может стать целой хижиной или флейтой. Теорий струн много, и каждая из них предсказывает различное число измерений.

 Большинство из этих теорий утверждает, что существует десять или одиннадцать измерений, а бозонно-струнная теория (или теория суперструн) утверждает, что измерений не меньше двадцати шести. В этих других измерениях гравитация обладает равной или большей силой относительно других фундаментальных сил, что объясняет слабость гравитации в наших трех пространственных измерениях. 

 Бозонная теория струн.

 Бозонная теория предписывает движение струн в пространстве-времени.

 Струны, как и говорилось выше, могут вибрировать. Способ вибрации определяет массу частицы и её параметры. 

 В результате получается гамма – спектр масс. Вначале в моделях предлагались открытые струны (обладающие двумя свободными концами), и замкнутые (петлеобразные).

 Генерация спектров этих типов различна. Главная проблема бозонной теории – фундаментальная нестабильность, подразумевающая, что произойдёт распад пространства-времени.

 Ещё одна проблема – ограничение спектра частиц одними бозонами. Но во Вселенной присутствуют и другие частицы. Также бозонная теория предполагает наличие несуществующей частицы — тахиона, имеющего отрицательный квадрат массы. 

Сейчас бозонная теория уступила место М-теории, более состоятельной и правдоподобной, 

но зато и более сложной. М-теория – последнее воплощение теории струн. 

 М-теория – самая общая симметричная теория гравитации и единственная, способная стать законченной теорией Вселенной. По сути, она – модель Вселенной, создающей сама себя. М-теория описывает и иные Вселенные, из её уравнении следует существование огромного числа параллельных миров с другими законами физики и другим числом измерении. 

 В данный момент проверить М-теорию экспериментально нет никаких возможностей,

 пока она является только красивой математической гипотезой.

 2003 год стал новой точкой отсчёта:

 стало известно, что есть много способов для сведения 10-мерных суперструнных теорий в 4-мерную теорию поля. Любой вариант редукции 10-мерной теории создаёт свой мир, 4-мерный.

 

Он может иметь схожесть с нашим, наблюдаемым, а может иметь отличия от него. 

 Совокупность всех вариантов таких миров, реализованных из суперструнной теории, именуется ландшафтом теории. 

Рассчитанное (теоретически) число таких вариантов поражает воображение. Их минимум 10100, но, что более вероятно, 10500. 

А есть мнение, что количество их – бесконечность. 

 Эйнштейн оперировал четырёхмерностью, и это согласовывалось с его ОТО. Но для струнных структур измерений требуется гораздо больше, иначе их существование становится проблематичным.

 Бозонная теория подразумевает необходимость существования 26-мерного пространства, а суперструнным теориям достаточно и десяти — одиннадцати измерений. 

Но эти измерения, в отличие от четырёх, нам понятных и осязаемых, остаются невидимы".


Законы квантового мира и космических тел кардинально отличаются друг от друга.

 В первом мире господствуют законы суперпозиции (фотон одновременно проявляет свойства и волны, и частицы) и квантовой запутанности (две частицы способны менять свои свойства одновременно). 

Во второй звёзды, планеты, даже целые галактики притягиваются друг к другу под действием гравитации, а на каждое тело влияет эффект замедления времени - если космический корабль будет двигаться с околосветовой скоростью, то его пассажиры почти не заметят течения времени и даже не постареют - тогда как для нас время будет идти с привычной скоростью. 

 Выводы.В чём смысл теории струн? 

 1. Абсолютно все частицы на мельчайшем уровне состоят из струн - "ниточек", способных колебаться. 

Струны подобны волнам, только очень маленьким. Каждому виду частицы соответствует определённая частота колебания струны. 

Одно колебание - получился кварк, другое - бозон, третье - электрон.

 2. Струны не имеет массы - они состоят из энергии и способны обмениваться ей с другими струнами. 

 3. Струны способны перемещаться - и перемещаются они в 10 измерении. 

Мы воспринимаем лишь 4 из них - длину, ширину, высоту и время. 

Остальные же свёрнуты в "клубок" и являются настолько маленькими, что лишь струны способны путешествовать между ними. 

Из струн состоят не только фермионы - то есть кварки, электроны, протоны, нейтроны, фотоны и другие частицы, из которых состоит материя, но и бозоны - переносчики энергии между фермионами. 

Тем самым из струн можно получить вообще любую частицу, какую бы ты не пожелал. 

Это называется суперсимметрией. 

 https://zen.yandex.ru/scienceeveryday

https://www.youtube.com/watch?v=AFjUVavXWc0

  https://hi-news.ru/science/10-teoreticheskix-chastic-kotorye-mogut-obyasnit-vse.html

http://light-science.ru/fizika/teoriya-strun.html



// Ресайз iframe-а фримиум баннера