Co jsou superStrings?
SuperStrings nebo SuperStringova teorie je vzrušujícím poli fyziky, které se někdy nazývá teorie všeho . Mnoho lidí se považuje za nepolapitelné sjednocující vysvětlení, které Einstein hledal, které by mohlo odpovídat za všechny známé síly ve vesmíru.
Dokud nepřišli nadhraniční, vědci měli dvě protichůdné teorie o tom, jak se zákony přírody chovaly: Einsteinova obecná teorie relativity a mechaniky.
Obecná relativita vysvětluje svět, protože jej známe v poměrně masivním měřítku. Popisuje Spacetime jako tkaninu pokřivenou hromadným účetnictvím orbitálních systémů, galaxií a gravitační síly. Tyto zákony se však rozpadají na kvantové úrovni, kde nelze subatomickou částici měřit z hlediska přesné polohy v prostoru v daném čase. Je také pravděpodobné, že se včas pohybuje dozadu, protože se pohybuje vpřed, a může se dokonce zdát na dvou místech současně. Svět nekonečně malého je tak bizarní, vědci vytvořili termín „kvantuM podivnost „Popsat to.
Problémem pro fyziky bylo přijít s teorií, která by spojila svět, který známe s kvantovým světem. Jedno vysvětlení odpovídající všem známým silám: gravitace, silné a slabé jaderné síly a elektromagnetismus.
Prostřednictvím matematických rovnic bylo zřejmé, že způsob, jakým jsme dříve považovali částice za „body“ nebo „malé koule“ energie, byl nepřesný. Tyto drobné kousky hmoty se vlastně chovaly spíše jako kroutící se, vibrující řetězce . Řetězce jsou tak malé, že Brian Greene, fyzik a navrhovatel, vysvětluje, že pokud by jeden atom byl velikostí naší sluneční soustavy, struna by byla pouze velikost stromu. Přesto řetězce tvoří veškerou hmotu z kvantové úrovně nahoru.
Způsob, jakým řetězce vibrují, určují specifické vlastnosti každé částice a přirovnávají uniVerš k kosmické symfonii superStrings. Abychom však zbavili teorii matematických anomálií, bylo nutné šest dalších dimenzí. Šest dalších rozměrů tvoří malé, stočené 6-D tvary v každém bodě v našem prostoru. Uvnitř těchto 6-D tvarů jsou řetězce superstringové teorie. Šest dalších dimenzí plus naše tři znamenalo, že tam bylo opravdu 9 dimenzí. Přidejte ještě jednu pro čas a celková částka byla 10 rozměrů. Jak překvapivé to bylo, nebyl to konec.
V roce 1995 různé teorie superStrings představovaly hlavolam, dokud je m-teorie sjednotila. Jediný úlovek? M-teorie matematicky vyžadovala 11. dimenzi. Toto představovalo nový obrázek řetězců, při kterém by se vzhledem k dostatečné energii mohl řetězec protáhnout, aby se stal extrémně velkou plovoucí membránou, zkráceně zvanou brane . Brany mohou mít různé rozměrové vlastnosti a růst stejně velké jako vesmír. Ve skutečnosti podle teorie celý náš vesmír existuje na plovoucí brane -- Jen jeden z několika plovoucích otroků, z nichž každý podporuje svůj vlastní paralelní vesmír. Každá podprsenka představuje jeden řez vyššího rozměrového prostoru nebo hromadného .
Ačkoli standardní model ze sedmdesátých let již sjednocených tří ze čtyř sil v sjednocené teorii, gravitace nemohla být sladěna se třemi kvantovými silami. Ale průlom v superStrings zahrnoval nepolapitelnou gravitační sílu a šeptal svatého grálu fyziky. Pokud by bezmasná hypotetická částice zodpovědná za přenos gravitace - Graviton - existuje na kvantové úrovni jako uzavřený řetězec , představuje by to přímé gravitační spojení s teorií superStrings.
Teorie předpovídá, že řetězce mohou být otevřeny nebo uzavřeny. Otevřené struny nebo řetězce, které se podobají malým krouceným chlum, mají alespoň jeden koncový bod „připojený“ k membráně jako vozík s vozíkem, je připojen horním kabelem k elektrické lince. Řetězce se mohou pohybovat přes Brane, ale nemohou se vyskočitE to, vysvětlování, proč nemůžeme fyzicky vidět z naší dimenze nebo oslovit. Atomy, které tvoří naše těla, se skládají z otevřených řetězců, které mají připojené koncové body k naší 3-D membráně. Dalším způsobem, jak se na to podívat, je zvážit filmovou obrazovku. Lidé na obrazovce se zdají být trojrozměrný, ale ve skutečnosti se nemohou dostat z obrazovky do našeho 3D světa. Jsou uvíznuty ve svém 2-D světě, stejně jako jsme uvízli v našem 3-D světě a nemůžeme se dostat do sousedních dimenzí. Vědci to označují jako stupně svobody .
Ale Graviton je jiný. Jako uzavřená řetězec nebo smyčka bez připojených koncových bodů byla teoretizována, že by mohla být schopna uniknout našemu 3-D Brane a proniknout do jiných dimenzí. To by vysvětlovalo, proč je gravitace mnohokrát slabší než ostatní síly.
Avšak co když byly inverzní pravdivé? Co když gravitace na paralelním brane je stejně silná jako ostatní síly, ale je zde slabší, protože to jen prosakuje intO naše dimenze? Matematicky opět fungovala teorie superStrings a nakonec vydala věrohodné vysvětlení slabosti gravitace a zároveň ji spojila s ostatními třemi silami.
Zbývala jen jedna překážka: sjednocující teorie by měla být také schopna vysvětlit velký třesk. Čtyři fyzici, kteří spolu cestovali ve vlaku, se s tímto tématem nedbale zabývali. Jeden z nich položil otázku, Co by se stalo, kdyby se dva Branes srazil? Věrohodná matematická odpověď se ukázala jako velký třesk.
Detraktoři teorie superStrings poukazují na nedostatek důkazu a obtížnosti při jeho poskytování. Je to jen krásný matematický konstrukt? Filozofie? Nebo skutečné vysvětlení našeho světa? Žádná jiná teorie se nepřiblížila matematicky sjednocením všech čtyř sil, mnohem méně navíc poskytovala vysvětlení velkého třesku. Ale dokazující, že existují jiné dimenze - plovoucí otruby a paralelní vesmíry - byly hlavní hůlníkemg bod.
Nicméně věřící elegantní teorie dychtí po tom, až ji prokáže, a vědci od té doby zjistili, že může existovat pozorovatelný důkaz astronomicky velkých řetězců. Teorie superstringů tedy stále získává půdu. Nakonec, pokud je úspěšný, od 11 rozměrů po paralelní vesmíry, od vířících galaxií po kvantovou polévku, může být superStrings skutečně teorie všeho .