Теория струн простым языком

Теория Струн для чайников

Приветствую вас на нашем научно-популярном сайте, где не скучно и интересно вы узнаете о Теории Струн простым языком (Теория Струн для чайников).

Теория Струн простым языком

О Теории Струн, скорее всего, слышали все. Тренд в науке, так сказать.

Почему Теория Струн так популярна и как её понять обычному человеку?!

Описание Теории Струн простым языком

Сначала давайте определимся, как построены теории в науке. Все они — математическая модель, описывающая мир с некоторой погрешностью. Чем-то это схоже на живописца, изображающего натюрморт. Ему под силу нарисовать только главные черты: цвет, форму, объем, и не под силу изобразить более тонкие детали. И также, как один объект можно изобразить по-разному, также и для какого-то явления в физике можно выдумать разные научные теории.

Удивительно, но настоящие тела в теориях могут иметь сходство с чем угодно: шарики, стрелочки, палочки. А ведь согласитесь, что это не так значимо, если теория даст высокоточные результаты и правильные предположения. Сегодня имеют значимое место две очень глобальные высокоточные теории. Общая Теория Относительности (ОТО), объясняющая природу гравитации и Квантовая Теория Поля (КТП), которая разъясняет взаимодействие частиц (объектов) в микромире. Но есть одно затруднение: ОТО хорошо работает на макро-расстояниях (больших расстояниях), а КТП, напротив, не работает на макро-расстояниях. И 2 эти чудо-теории, применяемые на одном расстоянии, конфликтуют друг с другом.

Теория Струн и Вселенная

Но внутренний голос человека утверждает, что наша реальность не должна быть так устроена. Ведь должна быть теория, работающая одинаково хорошо на всех расстояниях (масштабах). Это и будет самое достоверное описание Вселенной, самая подробная картина нашего мира и реальности.

Самым современным из таких описаний является Теория Струн. Объяснить чайнику простым языком эту Теорию Струн можно так: в пространстве на микро-расстояниях, в 100 млрд млрд раз меньше протона, рождаются вибрации поля, стоячие волны, очень схожие на вибрации обычный струны.

Эти струны содержат в себе какую-то энергию и эквивалентную массе по известной формуле E = mc2 и соответствует частице с такой массой. Но это попросту математическая модель, отлично описывающая взаимодействие микрочастиц, поясняет почему они имеют такие массы, а также объясняет почему константы в физике имеют именно такие значения.

Теория Струн и Суперструн

В период рождения Теории Струн, в начале 70-х, думалось, что эта теория должна быть универсальным, самым точным описанием Вселенной. На деле, оказалось очень много трудностей и противоречий. Многие проблемы уже решены. Если говорить простым языком, то в 1-ом варианте Теории Струн существовала частичка с мнимой массой, квадрат которой был отрицательным и частица должна была перемещаться быстрее, чем фотон света, что не соответствует экспериментам. Выходом из этой ситуации стало введение Суперсимметрии.

Фундаментальные частицы в Теории Струн

Все микрочастицы подразделяются на фермионы (электроны, кварки, нейтрино) — это микрочастицы вещества и бозоны (фотоны, глюоны, бозон Хиггза) — они переносят взаимодействия. Фермионы, как бы перебрасываются бозонами, и тем самым испытывая притяжение или отталкивание, т.е. взаимодействуют. На сегодняшний день никакого соответствия между двумя этими подразделениями ещё не открыто. Суперсимметрия гласит, что у любого фермиона существует «родственник» среди бозонов, очень схожий с ним. Если дело обстоит именно так, то микрочастиц с отрицательной массой нет и проблемка исключается. Теория, описывающая это имеет название Теория Суперструн. И очередная хитрая проблемка решена.

Теория Суперструн простым языком

Однако, в привычном нам 4-мерном пространстве Теория Струн не совсем согласуется КТП (Квантовой Теории Поля). Теория Струн хорошо согласуется только в 11-мерном пространстве.

Куда же тогда исчезают оставшиеся 7 измерений?!

На сегодня, учёные считают, что на микромасштабах они сворачиваются и замыкаются сами на себя, поэтому в сегодняшних опытах они себя не проявляют.

Проблемы в Теории Струн

Но пока решаются одни несоответствия, в это время выявляются новые. И в 2003 году стало известно, что сворачивать эти 11 измерений в доступные нам 4, можно различными вариантами, а именно 10500 способами. Во всех возможных вариантах должна быть другая Вселенная, с другими физическими константами. И эта ситуация ещё не имеет окончательного решения. Вдобавок математическое описание Теории Струн очень сложное и объяснить её для чайников простым языком очень затруднительно. Учёные сами с трудом разбираются в ней и для некоторых новейших концепций Теории Струн ещё нет математических методов. Следовательно всё надобно выдумывать с нуля.

Теория Струн и Большой Адронный Коллайдер

Но, пожалуй, огромнейшая трудность Теории Струн — неимение экспериментальных подтверждений. Когда-то возлагали огромные надежды на Большой Андронный Коллайдер (БАК) и экспериментальное доказательство на нём. Однако никакие эксперименты не завершились успешно, но всё же лучшие умы всей планеты пытаются двигаться в этом направлении и разрешать противоречия, которые появляются на пути. Всё-таки очень заманчивая эта теория, объясняющая ВСЁ!

0

Автор публикации

не в сети 1 день

Admin

Admin 1
Комментарии: 0Публикации: 135Регистрация: 26-11-2017

Читайте также:

Добавить комментарий

Войти с помощью: 

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Авторизация
*
*
Войти с помощью: 
Генерация пароля