Co to są nadpriny?

Superstrings lub teoria nadpryspów jest ekscytującym dziedziną fizyki, czasami nazywaną teorią wszystkiego . Wielu uważa się za nieuchwytne wyjaśnienie jednoczące, które poszukiwał Einstein, które mogłoby tłumaczyć wszystkie znane siły we wszechświecie.

, dopóki nadejdą nadpryski, naukowcy mieli dwie przeciwne teorie zachowania prawa natury: ogólna teoria względności i mechaniki kwantowej Einsteina.

ogólna względność wyjaśnia świat, jaki znamy na dość masywną skalę. Opisuje czasoprzestrzeni jako tkaninę wypaczone przez masowe rozliczające układy orbitalne, galaktyki i siłę grawitacji. Ale prawa te rozpadają się na poziomie kwantowym, w którym cząsteczki subatomowej nie można zmierzyć w kategoriach dokładnej pozycji w przestrzeni w danym momencie. Jest również prawdopodobne, że cofnie się do tyłu, jak idzie do przodu, a nawet może wydawać się być w dwóch miejscach jednocześnie. Świat nieskończenie mało jest tak dziwny, że naukowcy wymyślili termin „kwantm dziwność „opisując to.

Problem dla fizyków polegał na wymyśleniu teorii, która zjednoczy świat, który znamy ze światem kwantowym. Jedno wyjaśnienie, aby uwzględnić wszystkie cztery znane siły: grawitację, silne i słabe siły jądrowe i elektromagnetyzm. Skarbowe.

Poprzez równania matematyczne stało się oczywiste, że sposób, w jaki wcześniej uważaliśmy cząstki jako „punkty” lub „małe kule” energii, był niedokładny. Te małe fragmenty materii faktycznie zachowały się bardziej jak porwanie, wibrujące struny . Sznurki są tak małe, że Brian Greene, fizyk i zwolennik, wyjaśnia, że ​​gdyby pojedynczy atom był wielkości naszego układu słonecznego, sznurek byłby tylko wielkości drzewa. Jednak struny składają się z całej materii z poziomu kwantowego.

Sposób wibru wibrująca określone właściwości każdej cząstki, porównując uniwersytetWerset do kosmicznej symfonii nadpringów. Ale aby pozbyć się teorii anomalii matematycznych, konieczne było sześć dodatkowych wymiarów. Sześć dodatkowych wymiarów tworzy małe, zwinięte kształty 6-D w każdym punkcie w naszej przestrzeni. Wewnątrz tych 6-D kształtów znajdują się struny teorii nadprysków. Sześć dodatkowych wymiarów plus nasze trzy oznaczały, że naprawdę było 9 wymiarów. Dodaj jeszcze jeden czas , a łączna liczba wynosiła 10 wymiarów. Choć było to zaskakujące, to nie był koniec.

W 1995 r. Różne teorie superstringów stanowiły zagadkę, aż m-teoria zjednoczyła je. Jedyny haczyk? M-teoria matematycznie wymagała 11. wymiaru. To przedstawiło nowy obraz strun, w którym, biorąc pod uwagę wystarczającą energię, sznurek może rozciągnąć się, aby stać się wyjątkowo dużą pływającą membraną, zwaną w skrócie brane . Brane mogą mieć różne właściwości wymiarowe i rosnąć tak duże jak wszechświat. W rzeczywistości, zgodnie z teorią, cały nasz wszechświat istnieje na pływającym braneniu -- Tylko jeden z kilku pływających branży, z których każdy obsługuje swój własny równoległy wszechświat. Każdy brane reprezentuje jeden plasterek przestrzeni o wyższej wymiaru lub bulk .

Chociaż standardowy model z lat 70. zjednoczył już trzy z czterech sił w zunifikowanej teorii, grawitacji nie można było pogodzić z trzema siłami kwantowymi. Ale przełom w superstrinach obejmował nieuchwytną siłę grawitacji, szepcząc świętego Graala fizyki. Jeżeli beztłuszczowa hipotetyczna cząstka odpowiedzialna za przenoszenie grawitacji - grawitacja - istnieje na poziomie kwantowym jako sznur zamknięty , przedstawiłby to bezpośredni związek grawitacyjny z teorią superstringów.

Teoria przewiduje, że sznurki mogą być otwarte lub zamknięte. Otwarte sznurki lub struny przypominające małe poruszające się włosy mają co najmniej jeden punkt końcowy „przymocowany” do membrany, jak samochód wózka jest przymocowany górnym kablem do linii elektrycznej. Sznurki mogą poruszać się przez branee, wyjaśniając, dlaczego nie możemy fizycznie zobaczyć ani nie osiągnąć naszego wymiaru. Atomy tworzące nasze ciała składają się z otwartych strun, które przyłączyły punkty końcowe do naszej membrany 3D. Innym sposobem spojrzenia na to jest rozważenie ekranu filmu. Ludzie na ekranie wydają się trójwymiarowe, ale tak naprawdę nie mogą sięgnąć z ekranu do naszego świata 3D. Utknęli w swoim świecie 2D, tak jak utknęliśmy w naszym świecie 3D i nie możemy sięgnąć do sąsiednich wymiarów. Naukowcy nazywają to stopnie wolności .

Ale grawiton jest inny. Jako zamknięty sznurek lub pętla bez dołączonych punktów końcowych, teoretyzowano, że może być w stanie uciec od naszego 3-D Brane i przenikać do innych wymiarów. To wyjaśniałoby, dlaczego grawitacja jest wielokrotnie słabsza niż inne siły.

Ale jeśli odwrotne były prawdziwe? Co jeśli grawitacja na równoległym Brane jest tak silna jak inne siły, ale jest tutaj słabszy, ponieważ jest to tylko wyciekające int int int Into nasz wymiar? Matematycznie, teoria nadpringów ponownie działała pięknie i ostatecznie przedstawiła prawdopodobne wyjaśnienie słabości grawitacji, jednocząc ją z pozostałymi trzema siłami.

Została tylko jedna przeszkoda: teoria jednocząca powinna być również w stanie wyjaśnić Wielki Wybuch. Czterech fizyków podróżujących razem pociągiem od niechcenia zajęło się tym tematem. Jeden z nich zadał pytanie, co by się stało, gdyby dwa braszki zderzyły się? prawdopodobna odpowiedź matematyczna okazała się Wielką Bang.

Krytycy teorii nadprin wskazują na brak dowodu i trudności w jej zapewnieniu. Czy to po prostu piękny matematyczny konstrukcja? Filozofia? Czy prawdziwe wyjaśnienie naszego świata? Żadna inna teoria nie zbliżyła się do matematycznego ujednolicenia wszystkich czterech sił, a tym bardziej dodatkowo wyjaśniającym Wielki Wybuch. Ale udowodnienie, że istnieją inne wymiary - pływające branes i równoległe wszechświaty - było głównym kijemG PUNKT.

Niemniej jednak wierzący w elegancką teorię chętnie ją udowodniono, a naukowcy odkryli, że mogą istnieć obserwowalny dowód astronomicznie dużych sznurków. Zatem teoria nadprinów nadal zyskuje na gruncie. Ostatecznie, jeśli się powiedzie, od 11 wymiarów do równoległych wszechświatów, od wirujących galaktyk po zupę kwantową, nadprzestrzeni mogą po prostu być teorią wszystkiego .