Teorija superstrun priljubljen jezik za telebane

Teorija superstrun, v poljudnem jeziku, je vesolje kot niz vibracijskih pramenov energije - strune. So osnova narave. Hipoteza opisuje druge elemente - branes. Vse snovi, ki v našem svetu je sestavljena iz vibracij strun in branes. Naravna posledica teorije je opis gravitacije. To je razlog, zakaj so znanstveniki verjamejo, da vsebuje ključ do poenotenja teže z drugimi interakcijami.

Koncept je razvil

Teorija enotnega polja, superstrun teorija - čisto matematično. Kot vse fizikalnih konceptov, je na podlagi enačb, ki se lahko razlaga na določen način.

Danes nihče ne ve točno, kaj se bo končna različica te teorije. Znanstveniki imajo precej nejasno predstavo svojih skupnih elementov, vendar nihče še prišli do končne enačbe bi zajel vse teorije superstrun in poskusa še ni mogla potrditi (čeprav ovrgli preveč). Fiziki so ustvarili poenostavljeno različico enačbe, vendar do sedaj ne povsem ne opisati našega vesolja.

Teorija superstrun za začetnike

V hipotezi o petih ključnih idej.

1. Teorija superstrun napoveduje, da so vsi predmeti našega sveta, ki ga sestavljajo vibriranje sklope energije in membran.
2. Ona poskuša uskladiti splošne relativnosti (gravitacije) s kvantno fiziko.
3. Teorija superstrun bo združil vse temeljnih sil v vesolju.
4. Ta hipoteza napoveduje novo povezavo, Supersimetrija, med dvema zelo različnih vrst delcev, bozonov in fermione.
5. Koncept opisuje številne dodatne, običajno opazovati dimenzije vesolja.

Strune in branes

Ko se teorija je nastala leta 1970, so bile energije niti v njej velja 1-dimenzionalni predmeti - strune. Beseda "enodimenzionalna" kaže, da ima niz samo eno dimenzijo, dolžino, v nasprotju z, na primer, kvadrat, ki ima dolžino in višino.

To superstrun Teorija razdeli v dve vrsti - zaprta in odprta. Odpri niz je nasvetov, ki niso v stiku s seboj, medtem ko je zaprta niz je zanka brez odprtih koncih. Kot rezultat, je bilo ugotovljeno, da so te strune, strune imenovani prvi tip, izpostavljen 5 osnovne vrste interakcij.

Interakcije temeljijo na godala sposobnosti za stike in deliti svoje nasvete. Ker lahko konci odprte strune pridejo skupaj, da tvorijo zaprt, je nemogoče zgraditi teorijo superstrings, ne vključuje zanko vrvice.

To se je izkazalo pomembno, saj imajo zaprte strune lastnosti, ki so verjeli, da fizike, ki bi lahko opisujejo težo. Z drugimi besedami, znanstveniki ugotovili, da teorije superstrun, namesto da pojasni delcev glede na to, lahko opisati svoje vedenje in silo gravitacije.

Let kasneje je bilo ugotovljeno, da je poleg strun in drugih bistvenih elementov teorije. Lahko se šteje, listih ali Brane. Strune je mogoče namestiti na njih eni ali obeh straneh.

kvantna gravitacija

Moderna fizika ima dve glavni znanstveni zakon: splošno teorijo relativnosti (GR) in visoki. Predstavljajo povsem drugo področje znanosti. Kvantna fizika obravnava najmanjših delcev naravnih in GTR, kot pravilo, opisuje naravo lestvici od planetov, galaksij in vesolja kot celote. Hipoteze, ki poskušajo jih združiti, se imenuje teorija kvantne gravitacije. Najbolj obetaven od teh je zdaj niz.

Zaprt nit ustrezajo vedenju teže. Zlasti imajo lastnosti Graviton delec transportiranje težo med predmeti.

Združitev moči

niz teorija poskuša združiti štiri sile - elektromagnetne, močne in šibke jedrske sile in teže - v eno. V našem svetu, pa se kažejo kot štirih različnih pojavov, vendar niz teoretiki menijo, da je v zgodnjem vesolju, ko je bilo neverjetno visoke ravni energije, vse te sile so opisani v strune, v stiku s seboj.

Supersimetrija

Vsi delci v vesolju lahko razdelimo v dve skupini: bozoni in Fermioni. niz teorija napoveduje, da obstaja povezava med njimi, znan kot supersimetriji. Če mora obstajati Supersimetrija za vsak bozon in Fermion za vsako Fermion - bozon. Na žalost eksperimentalno je obstoj teh delcev ni potrjena.

Supersimetrija je matematično razmerje med elementi fizikalnih enačb. Našli so jo v drugem področju fizike in njena uporaba povzročila preimenovanju teorije Supersimetrija niz (ali teorije superstrun, v poljudnem jeziku) v sredini 1970.

Ena od prednosti supersimetriji je, da v veliki meri poenostavlja enačbo, ki omogoča, da odpravi nekaj spremenljivk. Brez supersimetriji enačbe vodi do fizične protislovij, kot je neskončno vrednost in imaginarne ravni energije.

Ker znanstveniki niso opazili delec, ki ga supersimetriji napovedano, pa je še vedno hipoteza. Mnogi fiziki menijo, da je razlog za to - da je treba za znatno količino energije, ki je povezan z znano maso Einsteinovo enačbo E = mc ^2. Ti delci lahko obstajajo v zgodnjem vesolju, ampak kot, da se ohladi, in po velikem poku, širjenja energije, so ti delci preselil v nizko raven energije.

Z drugimi besedami, strune vibrira kot visoke energetske delce izgubljenih energijo, ki ji je elemente z nižjo vibracijo.

Raziskovalci so upali, da astronomsko opazovanje ali poskus z pospeševalnikih osnovnih delcev potrjujejo teorijo, opredeljene nekatere supersimetričnih elementov z višjo energijo.

dodatne meritve

Drugi matematična posledica teorije strun je, da je smiselno v svetu, število meritev je več kot tri. Trenutno obstajata dve razlagi za to:

1. Dodatne meritve (šest od njih) so prepognjen ali v terminologiji teorije strun compactified z neverjetno majhnosti, zaznavati, ki nikoli ne bo uspelo.
2. Bili smo obtičali v 3-dimenzionalni Brane, in druge dimenzije presegajo to in niso na voljo za nas.

Pomembno področje raziskav med teoretikov je matematično modeliranje, kako se ti dodatni položaji lahko povezana z našo. Nedavni rezultati napovedujejo, da bodo znanstveniki kmalu lahko zazna teh dodatnih dimenzij (če obstaja) v prihodnjih poskusih, saj lahko večja, kot je bilo pričakovano.

razumevanje namena

Cilj, ki ga znanstveniki preiskovali superstrings stranke - "teorijo vsega", kar pomeni eno samo fizično hipotezo, da na temeljni ravni opisuje vse fizično realnost ... Če bo uspešen, bi lahko pojasnili številna vprašanja v zvezi s strukturo našega vesolja.

Razlaga snovi in maso

Ena od glavnih nalog sodobnega raziskovanja - iskanje rešitev za realnih delcev.

teorija niz začel kot pojem, ki opisuje delcev, kot so hadronov, različnih višjih vibracijskih stanj strune. V večini sodobnih formulacij, glede na to, opazimo v našem vesolju je posledica vibracij strun in branes z najnižjo energijo. Vibracije ustvariti več visoko-energetske delce, ki so sedaj v našem svetu ne obstajajo.

Masa teh osnovnih delcev je manifestacija kako compactified strune in branes zaviti v dodatnih dimenzijah. Na primer, v poenostavljen, ko so zložena v obliki krof, ki se imenuje matematiki in fiziki Torus niz lahko zaviti ta obrazec na dva načina:

• kratko zanko skozi središče torus;
• dolgo zanko okrog celotnega zunanjega oboda obroču.

Kratka zanka je svetloba delec, in večina - huda. Ko zaviti niz okoli toroidnim compactified merjenje nastajanje novih elementov z različnimi masami.

Superstrun teorijo kratko in jasno, preprosto in elegantno pojasnjuje dolžino prehoda v maso. Strnjeno meritev je veliko težje torus, ampak načeloma pa tudi delo.

Mogoče je tudi, čeprav je težko predstavljati, da kabel obloge torus v dveh smereh hkrati, kar se bo odražalo v drugi delcev z različno maso. Branes lahko zaviti tudi dodatne razsežnosti, ki ustvarja še več možnosti.

Definicija prostora in časa

V mnogih različicah superstrun teorijo merjenja deformacije, zaradi česar so teoretičnih na sedanji stopnji razvoja tehnologije.

Trenutno še ni jasno, ali bi niz teorija pojasni temeljno naravo prostora in časa kot tisti, Einstein. It dimenzije so ozadje za interakcijo nizov in samostojnega pravem pomenu ne.

Ponujamo razlago, ni v celoti zaključen, v zvezi z oddajo prostora-časa, kot derivat skupnega zneska vseh godalnih interakcij.

Ta pristop ne izpolnjuje stališča nekaterih fizikov, ki je privedla do kritiko hipoteze. Konkurenčni teorija zanke kvantne gravitacije kot izhodišče uporabo kvantizacija prostora in časa. Nekateri verjamejo, da na koncu bo le drugačen pristop za vse enake osnovne hipoteze.

Kvantizacija gravitacije

Glavni dosežek te hipoteze, če je potrjeno, bo kvantna teorija gravitacije. Trenutni opis gravitacije v splošni teoriji relativnosti je v nasprotju s kvantno fiziko. Zadnja, o uvedbi omejitev pri vedenju majhnih delcev, medtem ko poskuša raziskati vesolje v zelo majhnem obsegu vodi do protislovja.

Združitev sil

Trenutno so fiziki znane štiri temeljne sile: gravitacije, elektromagnetne, šibke in močne jedrske interakcije. Iz teorije strun to pomeni, da vse, kar so nekoč bili znaki enaki.

V skladu s to hipotezo, saj zgodnje vesolje ohladi po velikem poku, je ena interakcija je bil razdeljen na različnih operacijskih danes.

Poskusi z veliko energije, kdaj nam omogočajo, da bi našli združitev teh sil, čeprav so ti poskusi daleč presega sedanji tehnološki razvoj.

pet možnosti

Po superstrun revolucijo leta 1984, je razvoj potekal na vročino hitrostjo. Kot rezultat, namesto enega koncept obrnil pet, ki se imenuje tipa I, IIA, IIB, HO, HE, od katerih je skoraj v celoti opisuje naš svet, vendar ne do konca.

Fizika, dotika različico teorije strun, v upanju, da najdejo prave univerzalno formulo, ki je nastala 5 različnih variant samozadostni. Nekatere njihove lastnosti odražajo fizično realnost sveta, drugi so neresnične.

M-teorija

Na konferenci leta 1995, fizik Edward Witten predlagala drzno rešitev za pet hipotez. Na podlagi nedavno odkritje dvojnosti, so vsi postali posebni primeri v enoten in celovit koncept z imenom Witten M teorija superstrings. Eden od ključnih konceptov je postalo brane (kratica membrane), temeljnih predmetih, ki imajo več kot eno dimenzijo. Čeprav je avtor ni ponudila polno različico, ki ni tako daleč, teorija M superstrings kratko je sestavljena iz naslednjih elementov:

• 11-mera (10 plus 1 prostorsko časovno razsežnost);
• dvojnost, ki vodijo do pet teorij, ki razlagajo iste fizične realnosti;
• branes - strune, z več kot 1 meritev.

preiskava

Kot rezultat, namesto enega je bilo 10 ⁵⁰⁰ odločitev. Pri nekaterih fizikov, da je vzrok krize, drugi pa vzel antropično načelo, kar pojasnjuje lastnosti vesolja z našo prisotnostjo v njej. Še naprej je treba pričakovati, ko bodo teoretiki najti drug način za navigacijo teorijo superstrun.

Nekatere razlage pravijo, da je naš svet ni edini. Najbolj radikalni različici omogočajo obstoj neskončnega števila vesolij, od katerih so nekatere vsebujejo natančne kopije sami.

Einsteinova teorija predvideva obstoj čim manjši prostor, ki se imenuje črvina ali Einstein-Rosen most. V tem primeru sta oddaljeni mesto povezano krajši odlomek. Teorija superstrun omogoča ne samo to, ampak tudi povezovanje oddaljenih točk vzporednih svetov. Lahko tudi preklop med vesolja z različnimi zakoni fizike. Vendar pa je verjetno možnost, ko bo kvantna teorija gravitacije, da njihov obstoj ni mogoče.

Mnogi fiziki menijo, da je holografski princip, ko so vse informacije v prostor prostornine, ustreza informacije, zapisane na površini, bo omogočilo globlje razumevanje pojma moči pramenov.

Nekateri verjamejo, da je teorija superstrun omogoča več meritev časa, zaradi česar je lahko potovanje skozi njih.

Poleg tega je v okviru hipoteze je alternativa modelu Big Bang, v skladu s katerim naše vesolje je posledica trka med dvema branes in gre skozi ponavljajoče se cikle stvarjenja in uničenja.

Končni Usoda vesolja je vedno zasedena fizikov in končna različica teorije strun lahko pomaga ugotoviti gostote snovi in kozmološke konstante. Poznavanje teh vrednosti, bo kozmologi mogli ugotoviti, ali se bo vesolje skrči, dokler, dokler ne eksplodira, vse znova.

Nihče ne ve, posledice znanstvene teorije, dokler ne bo razvita in preizkušena. Einstein, pisanje enačbo E = mc ^2, ni pričakovati, da bo to privedlo do nastanka jedrskega orožja. Ustvarjalci kvantne fizike ni vedel, da bo podlaga za laserske in tranzistor. In čeprav se to še ni znano, kaj bo, kot zgolj teoretična zamisel, zgodovina kaže, da bodo zagotovo dobili nekaj nenavadnega.

Za več informacij o tej hipotezi je mogoče najti v knjigi Endryu Tsimmermana "Super String Theory za telebane."