Эта система — факт биографии вселенной, но общая теория относительности вынуждена с этим фактом считаться — для этой системы уравнения общей теории относительности выглядят несравненно проще, и их решения интерпретируются однозначно. исследование, россия, подкасты риа новости, вселенная, наука, квантовая теория, аудио, физика. Теория расширяющейся Вселенной – один из столпов современной космологии – господствует в науке на протяжении последних ста лет. Такое менее обширное понятие дает возможность для существования нашей теории о множественной вселенной.
Новая модель Вселенной
В 1970-х годах было обнаружено, что протоны и нейтроны и другие адроны сами состоят из более мелких частиц, называемых кварками. Стандартная модель - это набор правил, описывающих взаимодействия этих частиц. В 1980-х годах появилась новая математическая модель теоретической физики , получившая название теория струн. Он показал, как все различные субатомные частицы, известные науке, могут быть сконструированы из гипотетических одномерных «струн», бесконечно малых строительных блоков, которые имеют только размер длины, но не высоты или ширины. Однако, чтобы теория струн была математически непротиворечивой, струны должны находиться во вселенной десяти измерений. Это противоречит опыту, что наша реальная Вселенная имеет четыре измерения: три пространственных измерения высота, ширина и длина и одно временное измерение. Поэтому, чтобы «спасти» свою теорию, теоретики струн добавили объяснение, что дополнительные шесть измерений существуют, но не могут быть обнаружены напрямую; это объяснялось сложными математическими объектами, названными многообразиями Калаби — Яу. Число измерений было позже увеличено до 11 на основе различных интерпретаций 10-мерной теории, которые привели к пяти частным теориям, как описано ниже.
Теория супергравитации также сыграла значительную роль в установлении необходимости 11-го измерения.
Существует два возможных решения. Стандартная версия, которую предпочитает большинство ученых, заключается в том, что Вселенная содержит невидимую «темную материю», которая обеспечивает недостающую гравитацию.
Загвоздка, впрочем, тоже есть. Несмотря на распространенность и принятие концепции основной в 1980-х годах , пресловутую «темную материю» ни разу за всю историю не получалось обнаружить. Ее открыли теоретические физики, после чего несколько десятилетий шли исследования по уточнению характеристик.
Второй вариант заключается в том, что теория гравитации неверна и ее стоит заменить чем-то другим. Например, так называемой модифицированной ньютоновской динамикой MOND. Эта гипотеза предлагает изменение в законе тяготения Ньютона и объясняет вращение галактик без привлечения упомянутой выше темной материи.
Если чуть упростить, то MOND — альтернатива для общей теории относительности. Ее изобрел Альберт Эйнштейн для объяснения принципов работы гравитации и существования темной материи, удерживающих их вместе. Но тут важно понимать: MOND стоит особняком от общепринятых теорий, подтверждение и опровержение которой ученые предлагают регулярно.
Так, например, около года назад корейский исследователь проанализировал динамику тысяч двойных звезд и сумел отыскать в их ускорении отклонение от стандартной модели. При этом полученные значения согласуются с модифицированной ньютоновской динамикой. Поскольку ничто не способно покинуть черную дыру, ничто не должно иметь возможности проникнуть в белую».
Аргументом в пользу существования белых дыр служит общая теория относительности Эйнштейна. Но есть нюанс: если черные дыры сложно обнаружить из-за отсутствия у них излучения, белые дыры должны быть яркими «фонтанами радиации».
Что такое темная материя?
Вместо этого существование и свойства темной материи выводятся из ее гравитационного воздействия на видимую материю, излучение и структуру Вселенной. Считается, что это темное вещество пронизывает окраины галактик и может состоять из слабо взаимодействующих массивных частиц или вимпов. Во всем мире есть несколько детекторов, ищущих вимпы, но до сих пор ни один не был найден.
Некоторые предполагают, что темная материя может образовывать длинные мелкозернистые потоки по всей Вселенной, и что такие потоки могут исходить от Земли. Что такое темная энергия? Несмотря на то, что гравитация притягивает пространство-время внутрь — «ткань» космоса, — она продолжает расширяться наружу все быстрее и быстрее.
Чтобы объяснить это, астрофизики предложили невидимый агент, который противодействует гравитации, раздвигая пространство-время. Они называют это темной энергией. В наиболее широко принятой модели темной энергии это «космологическая постоянная»: неотъемлемое свойство самого пространства, которое имеет отрицательное давление, раздвигающее пространство.
По мере расширения пространства создается еще больше пространства, а вместе с ним и больше темной энергии. Но никто не знает, как ее искать.
Построив на Солнце систему координат из трех взаимно перпендикулярных осей, мы всегда можем определить мгновенное положение Земли. Наблюдатель в данном случае не видит никаких деталей на Земле, по крайней мере, без определенных приборов и методов. Мы ведь чтобы что-то увидеть на Марсе посылаем туда приборы. Так и наблюдатель из Солнца, должен приблизиться к Земле, чтобы разглядеть мелкую структуру. И так, определив по трем измерениям положение Земли, наблюдатель приблизился к Земле. Что он видит? Почти то же что и мы на Марсе.
Он увидит все детали ландшафта земли, а затем увидит и все живое, в том числе и людей. Он увидит, что один человек стоит, другой идет, несколько человек собрались в прямоугольник и движутся одновременно, там кучка людей смотрит в одну сторону, где один человек, что-то кричит, какой-то человек сидит и жует колбасу, еще несколько лежат, те на чем-то летят вверх, а те ныряют в воду и т. В общем, наблюдатель увидит какое-то сумбурное движение людей. Для него это будет хаос. Но ведь здесь на самом деле саморегулируемый порядок. Подойдите к человеку, поглощающему колбасу, и попробуйте забрать у него эту колбасу. Это окажется не простым делом. Процесс поглощения окажется довольно устойчивым, его не так-то просто нарушить. Все оказывается детерминированным.
Для наблюдателя из космоса надо три координаты для определения положения Земли, еще надо три координаты, чтобы определить положение человека на Земле. А если он захочет добраться до атомов, частиц, струн фотонов , полей и так далее, то ему понадобится все больше и больше измерений. Таким образом, такой наблюдатель может требовать наличие большего количества бран, чем 9 видов. Но для теории струн эти измышления оказываются неприемлемы, хотя бы потому, что все браны кроме одномерных струны и двухмерных мембраны обладают слишком большой энергией массой , поэтому они находятся в центре нашей картинки и то их мало. А на периферию полуострова выходят преимущественно струны и мембраны. Так по существу теории струн и не удалось добраться до полноценных трехмерных объектов природы. А без этого, сами понимаете, какая может быть теория всего. Да и у Брайана Грина не слишком большой оптимизм по поводу М-теории. Он задается вопросом: помогает ли это в неразрешённых вопросах теории струн?
Чтобы ответить на этот вопрос положительно надо решить много других вопросов. А таких вопросов достаточно много. В этом разделе часть из них и перечисляет Брайан. Ну что же… Чтение данной книги и в самом деле доставило определенное удовольствие. Дальше я читать не буду, ибо для меня черные дыры — это кластер частиц, которые аннигилировали, а Вселенная представляется бесконечным пространством с вкраплениями в него облаков кластеров в виде образований из частиц, свернутых в массы или развернутых в виде электромагнитных полей.
Теория суперструн популярным языком для чайников
Теория струн Теория струн – физическая теория, объединяющая квантовую механику и общую теорию относительности, и считающаяся главным кандидатом на роль теории квантовой гравитации. Согласно наиболее популярной теории эволюции Вселенной, смерть последней будет холодной. |. Ты узнаешь о законах энергии Вселенной и сможете понять, как использовать эти законы в своей жизни. Исключительно простая теория всего. Алексеев с.с право азбука теория философия опыт комплексного исследования м 1999, м-теория вселенной для чайников.
Законы энергии Вселенной: как работает энергия в нашем мире — 11 главных законов
Однако почти наверняка мы не одиноки. Если вам кажется, что это хорошая новость, то вот плохая: нам придется соревноваться с другими мирами. Потому что эволюция — это борьба. Победить должен тот, кто лучше приспособлен. Кто победит — непонятно, потому что открытое соревнование еще не началось. Соревнование не означает, что они сразу нас убьют. Или мы их. Но это как минимум конкуренция. И это битва за выживание, да. За право стать основой будущих экспериментов природы. В Библии написано: Бог создал человека, чтобы он воспевал Господа.
Я не вижу разницы между этими концепциями. Я думаю, вы обосновали существование Бога. Как я к этому отношусь? Если моему читателю удобно понять меня через Библию, прекрасно. Другому удобнее через дифференциальные уравнения — тоже здорово. Если моя теория может примирить атеистов и верующих, просто супер. Что опасно? Проводить знак равенства. Мы занимаемся вовсе не тем, чем занимаются философы и богословы. В чем разница?
Наш подход основан на формулах, и это связывает нам руки. Библия может служить аналогией, иллюстрацией к достижениям науки. Но говорить, что «в Библии уже все написано, все и так все знали» - конечно, нет. Мир иллюзорен? Имеет право, ведь мы все пытаемся понять, как устроен мир. Компьютерщик вообразит нейросеть как программу. Реальную, кем-то написанную программу. Философ сразу вспомнит Платона: бытие нам только кажется. А у науки свой язык толкования реальности. Вот только что такое реальность?
Я сталкивался с эффектом дежавю. Поэтому я знаю, что он существует. Моя теория объясняет эффект дежавю. А другие физики скажут: «зачем эту бредятину вообще объяснять? А кто-то видел, и ждет, что физика раскроет тайны призраков. В крайних проявлениях — когда люди говорят на вымерших языках, указывают археологам, где копать, или легко ориентируются в незнакомом городе. Физиологи положили немало сил для объяснения этой «иллюзии», а крайние случаи попросту объявили мистификацией. Но есть вещи, которые кто видит, а кто не видит. Сегодня такие феномены объявляются психологическими. Мол, это внутри человека, а не в «реальности».
Но тогда давайте объясним это с точки зрения психологии. Сделаем из психологии науку. Множество таких феноменов мы игнорируем просто потому, что нет нормальной теории. В биологии нормальная теория только формируется. В психологии, социологии, политике, в бизнесе — нет никакой. Мы перелетим на Марс, и там не будет войн и страданий. Или мы встретимся с пришельцами, и они научат нас жить вечно. Ваша теория обещает что-то подобное? Нейросети не выгодно просто взять нейроны того или иного человека, и выкинуть. А личность?
Физики Роджер Пенроуз, Стюарт Хамерофф говорят о микроскопических явлениях в наших нейронах, которые порождают мысль и память. Но я ввожу понятие «новой квантовости», не в микро-, а в наших масштабах. Есть такое явление, раздвоение личности. От него лечат. Но чем это не квантовая суперпозиция? Нейроны моего мозга могут быть связаны с чем угодно. С нейронами моего родственника на другом континенте. Вовсе не моего родственника. С нейронами живых существ на других планетах. Мы пока не можем измерить и «пощупать» эти связи, но, если весь мир — нейросеть, они должны быть.
В квантовых терминах мы бы назвали это «запутанность». Если «подружить» определенным образом две элементарные частицы, а потом удалить одну от другой, любая из них будет мгновенно «чувствовать», что происходит с ее «подругой». Причем именно мгновенно быстрее скорости света. Это уже не теория: на запутанности строят системы передачи данных, которые невозможно взломать, потому что между приемником и передатчиком нет волны, нет энергии, ничего не передается. И наверняка. Дело в силе этой связи. Сейчас она ничтожна. Но, если Вселенной будет выгодно связать вас сильнее, это мгновенно случится. Вопрос не в том, есть ли связь всего со всем. Вопрос, как такие связи усилить.
Еще относительно недавно физика рисовала нам скучный мир. Длина, ширина, высота, линейно текущее время.
Суперсимметрия является математической зависимостью между элементами физических уравнений. Она была обнаружена в другой области физики, а ее применение привело к переименованию в теорию суперсимметричных струн или теория суперструн, популярным языком в середине 1970 годов. Одним из преимуществ суперсимметрии является то, что она значительно упрощает уравнения, позволяя исключить некоторые переменные.
Без суперсимметрии уравнения приводят к физическим противоречиям, таким как бесконечные значения и воображаемые энергетические уровни. Поскольку ученые не наблюдали частицы, предсказанные суперсимметрией, она все еще является гипотезой. Эти частицы могли существовать в ранней вселенной, но так как она остыла, и после Большого взрыва энергия распространилась, эти частицы перешли на низкоэнергетические уровни. Другими словами, струны, вибрировавшие как высокоэнергетические частицы, утратили энергию, что превратило их в элементы с более низкой вибрацией. Ученые надеются, что астрономические наблюдения или эксперименты с ускорителями частиц подтвердят теорию, выявив некоторые из суперсимметричных элементов с более высокой энергией.
Дополнительные измерения Другим математическим следствием теории струн является то, что она имеет смысл в мире, число измерений которого больше трех. В настоящее время этому существует два объяснения: Дополнительные измерения шесть из них свернулись, или, в терминологии теории струн, компактифицировались до невероятно малых размеров, воспринять которые никогда не удастся. Мы застряли в 3-мерной бране, а другие измерения простираются вне ее и для нас недоступны. Важным направлением исследований среди теоретиков является математическое моделирование того, как эти дополнительные координаты могут быть связаны с нашими. Последние результаты предсказывают, что ученые в скором времени смогут обнаружить эти дополнительные измерения если они существуют в предстоящих экспериментах, так как они могут быть больше, чем ожидалось ранее.
Понимание цели Цель, к которой стремятся ученые, исследуя суперструны — «теория всего», т. В случае успеха она могла бы прояснить многие вопросы строения нашей вселенной. Объяснение материи и массы Одна из основных задач современных исследований — поиск решения для реальных частиц. Теория струн начиналась как концепция, описывающая такие частицы, как адроны, различными высшими колебательными состояниями струны. В большинстве современных формулировок, материя, наблюдаемая в нашей вселенной, является результатом колебаний струн и бран с наименьшей энергией.
Вибрации с большей порождают высокоэнергичные частицы, которые в настоящее время в нашем мире не существуют. Масса этих элементарных частиц является проявлением того, как струны и браны завернуты в компактифицированных дополнительных измерениях. Например, в упрощенном случае, когда они свернуты в форме бублика, называемом математиками и физиками тором, струна может обернуть эту форму двумя способами: короткая петля через середину тора; длинная петля вокруг всей внешней окружности тора. Короткая петля будет легкой частицей, а большая — тяжелой. При оборачивании струн вокруг торообразных компактифицированных измерений образуются новые элементы с различными массами.
Теория суперструн кратко и понятно, просто и элегантно объясняет переход длины в массу. Свернутые измерения здесь гораздо сложнее тора, но в принципе они работают также. Возможно даже, хотя это трудно представить, что струна оборачивает тор в двух направлениях одновременно, результатом чего будет другая частица с другой массой. Браны тоже могут оборачивать дополнительные измерения, создавая еще больше возможностей. Определение пространства и времени Во многих версиях теория суперструн измерения сворачивает, делая их ненаблюдаемыми на современном уровне развития технологии.
Сейчас же его спектр соответствует спектру излучения абсолютно твердого тела с температурой всего 2,7 Кельвин. Теория струн Современное изучение эволюции Вселенной невозможно без согласования его с квантовой теорией. Так, например, в рамках теории струн теория струн основана на гипотезе о том, что все элементарные частицы и их фундаментальные взаимодействия возникают в результате колебаний и взаимодействий ультрамикроскопических квантовых струн , предполагается модель множественной Вселенной. Конечно, там тоже был Большой Взрыв, но он произошел не просто так и из ничего, а, возможно, в результате столкновения нашей Вселенной с какой-то другой, еще одной Вселенной. Собственно, кроме Большого Взрыва, породившего нашу Вселенную, во множественной Вселенной происходит множество других Больших Взрывов, порождающих множество других Вселенных, развивающихся по своим, отличным от известных нам законам физики. Шелдон Скорее всего мы никогда не узнаем наверняка, как, откуда и почему появилась Вселенная.
Тем не менее, размышлять об этом можно очень долго и интересно, а чтобы у Вас было достаточно пищи для размышлений, предлагаем посмотреть увлекательное видео на тему современных теорий происхождения Вселенной. Проблемы развития Вселенной слишком масштабны. Настолько масштабны, что, по сути, даже не являются проблемами. Предоставим физикам-теоретикам ломать над ними головы и перенесемся из глубин Вселенной на Землю, где нас, возможно, ждет неначатый курсач или диплом. Если это так, мы предлагаем свое решение этого вопроса. Закажите отличную работу у авторов Zaochnik , вздохните спокойно, и будьте в гармонии с собой и Вселенной.
А поскольку у такой вселенной нет начала, то нет ни Большого взрыва, ни сингулярности. Однако, по словам физика Уильяма Кинни из Университета Буффало, соавтора второго исследования, на пути теории вечно циклической Вселенной стоит одно препятствие. Это энтропия, которая накапливается с каждым отскоком Вселенной. Часто рассматриваемая как количество беспорядка в системе, энтропия связана с количеством полезной энергии в системе: чем выше энтропия, тем меньше энергии доступно. Если мы вернемся в прошлое, к началу Вселенной, то эта идея подразумевает фактически бесконечно малое количество энтропии, но энтропия присутствует и сильно напоминает Большой взрыв. Поэтому исследователи изучили последствия этого увеличения энтропии в циклической Вселенной. Они пришли к выводу, что хотя циклическая Вселенная может обойти проблему энтропии, сильно расширяясь с каждым циклом, такое решение само по себе гарантирует, что Вселенная не бессмертна.
Тёмная вселенная - это конец? М-теория. Теория струн.
Чем выше уровень твоего сознания, чем ближе оно к сознанию Абсолюта — тем выше твой освоенный потенциал. Ты раскрываешь свой истинный потенциал самостоятельно. За счет роста сознания ты получаешь доступ к той энергии, которая изначально заложена в тебе. По мере роста сознания расширяется твой доступ к энергии. Ты раскрываешь свой потенциал Творца. Следствие: Ты не можешь применять энергию в большем объеме, чем тот потенциал, который ты научился использовать. Попытка обладать и пользоваться более мощной энергией, чем позволяет освоенный потенциал, кончится ничем. Энергия в лучшем случае просто «утечет сквозь пальцы», а в худшем — причинит тебе вред. Освоенный энергетический потенциал — есть максимально возможная степень проявления себя и влияния на мир, твой максимальный энергетический уровень на данный момент.
Лишь рост освоенного потенциала увеличивает твои фактические возможности. Сперва расширь свой потенциал — потом пользуйся более мощной энергией. Взаимодействие проявляет объект в мире. В силу этого энергетический потенциал может быть проявлен лишь в процессе взаимодействия. Следствие: Твое истинное влияние на мир определяет использование имеющегося потенциала. Потенциал определяет твои возможности, но не проявляет тебя. Без использования он останется лишь потенциалом. Лишь при взаимодействии ты превращаешь потенциальную энергию в энергию проявленную.
Если Солнце никто не видит — то неважно, насколько ярко оно сияет. Твой потенциал работает лишь при взаимодействии. Для увеличения схемы нажмите на нее. Следствие: Взаимодействие есть процесс обмена энергией и информацией. Поэтому в ходе взаимодействия ты всегда получаешь и отдаешь энергию. И получить энергию извне иначе, как при взаимодействии, невозможно. Следовательно, нельзя получить энергию просто так. Необходимо что-то отдать.
Вопрос лишь в осознанности этого процесса. Осознаешь ли ты, что именно отдаешь в обмен на получаемую энергию? Или пустил это на самотек? Или даже пытаешься обмануть Мироздание? Ты не можешь что-либо получить, ничего не отдав. Следствие: Без взаимодействия — нет жизни. Обмениваясь энергией, ты создаешь энергетический поток. Ты создаешь события и действия.
Ты создаешь Жизнь. Ты создаешь Вселенную.
Колебания маятника полностью аналогичны движению массы на пружине или планеты вокруг звезды. Гравитационные волны, волны на воде, световые волны — все они обладают удивительно похожими свойствами, несмотря на то, что происходит из фундаментально различных физических источников. И в том же ключе, хотя многие этого не осознают, квантовая теория одной частицы и подход к квантовой теории гравитации также аналогичны друг другу. Диаграмма Фейнмана, представляющая рассеяние двух электронов — для этого требуется суммировать все возможные истории взаимодействий частиц Работает квантовая теория поля так: берём частицу и производим математическое «суммирование всех её историй». Нельзя просто подсчитать, где была частица, и где она сейчас, и как она туда попала — поскольку в природе существует внутренняя и фундаментальная квантовая неопределённость. Вместо этого мы суммируем все возможные способы, которыми она могла прибыть в текущее состояние «прошлая история» , с соответствующими вероятностными весами, а потом подсчитываем квантовое состояние одной частицы.
Чтобы работать с гравитацией, а не с квантовыми частицами, нужно кое-что немного поменять. Поскольку Общая теория относительности Эйнштейна связана не с частицами, а с кривизной пространства-времени, мы не будем усреднять все возможные истории частицы. Вместо этого мы усредняем все возможные геометрии пространства-времени. Гравитация по правилам Эйнштейна и всё остальное сильные, слабые и электромагнитные взаимодействия по правилам квантовой физики — это два разных набора законов, управляющих всем во Вселенной. Работать в трёх пространственных измерениях очень тяжело, и когда мы встречаемся со сложной физической проблемой, мы часто пытаемся решить сначала более простую её версию. Если спуститься на одно измерение, всё станет проще. Единственные из возможных одномерных поверхностей — это открытая струна, с двумя отдельными концами, не связанными друг с другом, или закрытая струна, концы которой соединены и формируют петлю. Кроме того, кривизна пространства — очень сложная в трёх измерениях — становится тривиальным вопросом.
Поэтому, если мы хотим добавить материю, мы используем набор скалярных полей точно так же, как для определённого рода частиц и космологическую константу работающую точно как член уравнения, отвечающий за массу : прекрасная аналогия. Дополнительные степени свободы, которая получает частица в нескольких измерениях, не играют особенной роли; пока мы можем определить вектор импульса, это остаётся главным измерением. Поэтому в одном измерении квантовая гравитация выглядит так же, как свободная квантовая частица в любом произвольном количестве измерений. Граф с вершинами, где сходятся по три ребра — ключевой компонент построения интеграла по траектории, относящегося к одномерной квантовой гравитации Следующий шаг — включить взаимодействия, и перейти от свободной частицы без амплитуд рассеяния или эффективных поперечных сечений к той, что может иметь физическую роль , связанную со Вселенной. Графы, похожие на приведённый выше, позволяют нам описывать физическую концепцию действия в квантовой гравитации. Если записать все возможные комбинации подобных графов и провести суммирование по ним — применяя те же законы, что и обычно, например, закон сохранения импульса — мы можем завершить аналогию. Квантовая гравитация в одном измерении очень похожа на взаимодействие одной частицы в любом числе измерений. Но этот теоретический «апгрейд» для гравитации может оказаться очень сложным.
Можно найти другой подход, если мы решим работать в противоположном направлении. Вместо подсчёта поведения одной частицы нульмерной сущности в любом количестве измерений, возможно, мы могли бы подсчитать поведение струны, открытой или закрытой одномерной сущности. А исходя из этого уже поискать аналогии к более полной теории квантовой гравитации в более реалистичном количестве измерений. Диаграммы Фейнмана вверху основаны на точечных частицах и их взаимодействиях. Превратив их в аналоги для теории струн внизу , мы получим поверхности, способные обладать нетривиальной кривизной. Вместо точек и взаимодействий мы сразу начинаем работать с поверхностями, мембранами, и так далее. Получив настоящую многомерную поверхность, мы можем искривить её нетривиальными способами. Мы начинаем наблюдать у неё очень интересное поведение; такое, которое может находиться в основе кривизны пространства-времени, наблюдаемого во Вселенной в рамках ОТО.
Но хотя одномерная квантовая гравитация даёт нам квантовую теорию поля для частиц в возможно искривлённом пространстве-времени, сама по себе она не описывает гравитацию. Чего не хватает в этой головоломке? Нет соответствия между операторами, или функциями, представляющими квантово-механические взаимодействия и свойства, а также состояния, то есть, как частицы и их свойства изменяются со временем. Это соответствие «операторов-состояний» было необходимым, но недостающим ингредиентом. Но если перейти от точечных частиц к струнным сущностям, это соответствие проявляется. Деформирование метрики пространства-времени можно представить флуктуацией "p" , а если применить её к струнной аналогии, она будет описывать флуктуацию пространства-времени и соответствовать квантовому состоянию струны. При переходе от частиц к струнам появляется реальное соответствие операторов-состояний. Флуктуация в метрике пространства-времени то есть, оператор автоматически представляет состояние в квантово-механическом описании свойств струны.
Поэтому квантовую теорию гравитации в пространстве-времени можно создать на основе теории струн. Но это не всё, что мы получим: мы также получим квантовую гравитацию, объединённую с другими частицами и взаимодействиями в пространстве-времени, с теми, что соответствуют другим операторам струны в теории поля. Также существует оператор, описывающий флуктуации геометрии пространства-времени, а ещё один — для квантовых состояний струны. Самое интересное в теории струн то, что она способна дать нам рабочую квантовую теорию гравитации. Брайан Грин делает презентацию по теории струн Всё это не означает, что вопрос решён, и что теория струн — это путь к квантовой гравитации. Великая надежда теории струн состоит в том, что эти аналогии смогут удержаться на всех масштабах, и что появится недвусмысленное соответствие типа «один к одному» струнной картины мира и Вселенной, которую мы наблюдаем вокруг нас. Пока что картина мира со струнами и суперструнами непротиворечива лишь в нескольких наборах измерений, и наиболее многообещающий из них не даёт нам четырёхмерной гравитации Эйнштейна, описывающей нашу Вселенную. Вместо этого мы обнаруживаем 10-мерную теорию гравитации Бранса - Дикке.
Если вы слышали термин «компактификация» в приложении к теории струн — это просто слово, обозначающее, что мы должны разгадать эти загадки. Пока что многие люди предполагают существование полного и убедительного решения, подходящего для компактификации. Двумерная проекция многообразия Калаби-Яу , одного из популярных методов компактификации дополнительных, ненужных измерений теории струн Теория струн предлагает путь к квантовой гравитации, с которым могут сравниться немногие альтернативы. Если сделать разумные выводы по поводу того, как работает математика, мы сможем получить из неё как ОТО, так и Стандартную модель. На сегодня это единственная идея, которая даёт нам это — поэтому за ней так отчаянно гонятся. Неважно, выступаете ли вы за успех теории струн или за провал, или как вы относитесь к отсутствию проверяемых предсказаний, она, без сомнения, остаётся одной из наиболее активных областей исследования теоретической физики. По сути, теория струн выделяется, как лидирующая идея среди мечтаний физиков об окончательной теории. Теги: Добавить метки Различные версии теории струн сегодня рассматриваются в качестве главных претендентов на звание всеобъемлющей универсальной теории, объясняющей природу всего сущего.
Там, где начинает становиться немного странно, это пятое измерение. Именно здесь вступает в действие теория Мультивселенной. В пятом измерении есть Вселенная, очень похожая на нашу, и мы смогли бы найти сходства и различия наших миров. Шестое измерение — это множество параллельных Вселенных с одинаковыми начальными условиями.
Итак, если наша Вселенная началась с Большого Взрыва, то все остальные Вселенные в шестом измерении также ведут начало с Большого взрыва, просто в каждый новый момент времени различия между ними возрастают. Другими словами, это все возможные варианты развития Вселенной начиная от Большого взрыва. Этих Вариантов бесконечно много, а в каком-то из них, возможно, не существует нашего Солнца, а в каком-то существуете вы, и вы миллионер, а может быть и наоборот — нищий. В какой-то параллельной Вселенной Вы врач, в какой-то грабитель.
И с каждой секундой появляется множество новых параллельных миров, в одном из них вы дочитываете эту статью до конца, в другой сейчас закрываете страницу. Седьмое измерение ещё сложнее. Это миры с различными начальными условиями. Если наш мир начался с Большого Взрыва, то в седьмом измерении Вселенные возникают разными способами, о которых остаётся только догадываться.
Восьмое измерение описывает совокупность всех Вселенных со всевозможными начальными условиями, в каждом из которых существуют бесконечное множество разветвлений. Девятое измерение описывает всевозможные Вселенные с различными начальными условиями, с различными законами физики, с различными частицами. И последнее, десятое измерение включает в себя абсолютно всё, что можно представить и даже больше. Это совокупность всего на свете.
И это то, что люди даже не могут понять. В редакции thebiggest уже совсем запутались с этими измерениями. Но теория струн в научном мире уже не является приоритетной, хотя разговоры о том, что Вселенная имеет более чем 4 измерения, очень актуальны. Всё в нашем мире подчиняется второму закону термодинамики, который говорит о том, что энтропия всегда увеличивается.
Яйца треснуты и взбиты, и никогда не закрутятся обратно и попадут в скорлупу. Проблема в том, что если время движется только вперед, то многие из лучших уравнений о том, как работает Вселенная, например, теория электродинамики Джеймса Клерка Максвелла, закон всемирного тяготения Исаака Ньютона или специальная и общая теория относительности или квантовая механика Эйнштейна, будут неверными. Однако если время бежит вперед и назад, тогда все они будут работать отлично. Одним из невероятных вариантов устройства нашей Вселенной является то, что при Большом взрыве образовались две параллельные Вселенные.
Одна, где время движется вперед, и параллельная, где время идет назад.
Что такое расширение Вселенной? Согласно общепринятой теории, Вселенная родилась вместе с Большим взрывом и выглядела как очень горячая и плотная точка. Спустя невообразимо малые доли доли секунды, началось расширение Вселенной или инфляция. Само пространство расширялось быстрее скорости света.
За этот период Вселенная выросла в размерах по крайней мере в 90 раз. По мере расширения пространства она охлаждалась и формировалась материя. Через секунду после Большого взрыва она была заполнена нейтронами, протонами, электронами, антиэлектронами, фотонами и нейтрино. На этом изображении всего неба показана зарождающаяся Вселенная. Оно показывает температурные колебания возрастом 13,7 млрд лет.
Изображение предоставлено НАСА Примерно через 380 000 лет после Большого взрыва материя достаточно остыла для образования атомов в эпоху рекомбинации, что привело к образованию прозрачного, электрически нейтрального газа. Однако после этого момента Вселенная погрузилась во тьму, так как еще не образовались ни звезды, ни какие-либо другие яркие объекты. Примерно через 400 млн лет Вселенная начала выходить из космических темных веков в эпоху реионизации.
Происхождение Вселенной. Какие новые версии предлагает наука и религия?
Звучание Вселенной для человеческого уха недоступно, поскольку в условиях космоса молекулы вещества не сталкиваются друг с другом и не создают вибрацию, привычную для нашей барабанной перепонки. Оппонент этой теории астроном Фред Хойл в 1949 году назвал ее пренебрежительно «Большим взрывом» (Big Bang), однако определение закрепилось в науке. Молодой астроном Эдвин Хаббл навсегда изменил представление о Вселенной. Но опять же, возможно, слияние квантовой теории с теорией относительности даст нам лазейку и позволит Вселенной уцелеть. Международная команда физиков по итогам нового исследования предложила расширенную теорию о рождении Вселенной.
История и свойства М-теории
Это ускорение описывается космологической постоянной, точно рассчитать которую ученые пока не смогли, так как разные методы расчета дают отличающиеся результаты. Обычно космологи пытаются преодолеть это затруднение, предложив новую частицу или физическую силу, но ученые из Университета Женевы решили пойти другим путем. Что умеют программные роботы «В этой работе мы надели новые очки, чтобы взглянуть на космос и его нераскрытые тайны, и предприняли математическую трансформацию физических законов, которые им управляют», — сказал изданию Life Science физик-теоретик Лукас Ломбризье, автор статьи. Согласно его интерпретации, Вселенная не расширяется, а остается плоской и статичной, как думал некогда Эйнштейн. Эффекты, которые мы наблюдаем и которые выглядят для нас как расширение, объясняются эволюцией масс частиц, таких как протоны и электроны. В предложенной картине мира частицы возникают из поля, пронзающего пространство-время. Космологическая постоянная задана массой этого поля, а поскольку оно колеблется, массы частиц тоже меняются.
Энтузиазм исследований, возникший в результате этой встречи, и попытка вывести свойства М-теории открыли эру, которую некоторые назвали «второй революцией теории струн» или «второй революцией суперструн». Свойства М-теории Хотя физики до сих пор не раскрыли секретов М-теории, они определили несколько свойств, которые теория будет иметь, если гипотеза Виттена окажется верной: 11 измерений пространства-времени эти дополнительные измерения не следует путать с идеей физики мультивселенной параллельных вселенных содержит струны и браны первоначально называемые мембранами методы использования компактификации, чтобы объяснить, как дополнительные измерения сводятся к четырем измерениям пространства-времени, которые мы наблюдаем дуальности и отождествления в рамках теории, которые позволяют свести ее к частным случаям известных теорий струн и, в конечном итоге, к физике, которую мы наблюдаем в нашей Вселенной. Что означает "М"? Неясно, что означает буква M в M-теории, хотя вполне вероятно, что изначально она означала «мембрану», поскольку только что было обнаружено, что они являются ключевым элементом теории струн. Сам Виттен был загадочным по этому поводу, заявив, что значение буквы М можно выбрать по вкусу. Возможные варианты: Мембрана, Мастер, Магия, Тайна и так далее. Группа физиков, во главе с Леонардом Сасскиндом, разработала теорию матриц, которая, по их мнению, может в конечном итоге использовать М, если она когда-либо будет доказана. У М-теории, как и у разновидностей теории струн, есть проблема, заключающаяся в том, что в настоящее время она не делает реальных предсказаний, которые можно было бы проверить в попытке подтвердить или опровергнуть теорию.
Так вот, это неправда. Понимаю, звучит слегка шокирующе, но погодите, дайте мне это объяснить. Эта формулировка не совсем верна, ее стоит презентовать с большей аккуратностью, как юрист, звучать она должна следующим образом: «Ничто в космосе не может передвигаться со скоростью свыше скорости света в вакууме», так будет правильнее. Но если задуматься над этой фразой, станет понятно, что, действительно, в космосе ничто не может передвигаться свыше этой заветной скорости света, но сам космос может делать что ему вздумается. Космос не подвластен тому, чему учили нас в школах. Как мы уже знаем, космос находится в стадии постоянного расширения и расширение это происходит со скоростью превышающей скорость света, а в некоторых местах в несколько раз. Чтобы до конца представить модель мультивселенной, позвольте провести аналогию. Все мы хоть раз видели сёрферов, пытающихся прокатиться на волне. В данном примере наш свет и есть этот сёрфер, а вода, является космосом. Так вот, представим, что начался отлив, а наш бедолага не успел вылезти на берег. Он будет стараться что есть мочи доплыть до суши, то же пытается сделать и свет, он словно плывет сквозь космос, пытаясь достичь нас. Но что если скорость воды будет больше скорости нашего сёрфера? Все вполне очевидно, несчастный человек никогда не сможет доплыть до берега.
Однако это позволит лишь приблизиться к краю Вселенной. Однако есть загвоздка в том, чтобы физически оказаться на границе Вселенной, а не только её увидеть. И снова всё упирается в расширение Вселенной и невероятно огромные расстояния. Долететь до самой удалённой от нас части Вселенной невозможно, даже если двигаться со скоростью света, поскольку получается, что объекты, которые находятся далеко друг от друга, продолжают увеличивать расстояние между собой с огромной скоростью. Итак, если с пределом Вселенной определились, то возникает закономерный вопрос: а что там может быть, в случае если это действительно предел-предел, граница, конец? Что за границей? Научные теории о том, что может находиться за пределами Вселенной основаны, как правило, на предположениях, выводах из известных физических законов и математических моделях. Множество других Вселенных Одна из теорий предполагает, что наша Вселенная — лишь одна из множества параллельных, которые существуют рядом с нашей. Это так называемая теория Мультивселенной , где каждая Вселенная имеет свои особенности и свойства. Если двигаться достаточно долго, то рано или поздно можно найти такую же планету, как наша, где мы утром завтракали овсянкой. Или другой мир, где на завтрак у нас была яичница с сосисками. Или другой мир, где мы и вовсе не завтракали. Есть некий парадокс в том, что и саму бесконечность Вселенной весьма трудно представить при этом ещё и ограниченную , поскольку это вне пределов нашего воображения. Отражением этих идей можно считать теорию струн, которая рассматривает основные строительные блоки Вселенной как маленькие вибрирующие струны.
Большой взрыв или вечный отскок : новые открытия меняют начало нашей Вселенной
дуальности и отождествления в рамках теории, которые позволяют свести ее к частным случаям известных теорий струн и, в конечном итоге, к физике, которую мы наблюдаем в нашей Вселенной. Вселенная обладает определенным количеством энергии, но, когда эта энергия будет израсходована, согласно теории, Вселенная станет постепенно замедляться. Своё видение устройства мироздания и как выглядит модель Вселенной, рассказывает известный российский учёный Плыкин В.Д.
Астрономы оказались на пороге открытия неразгаданных тайн Вселенной: «Огромная новость»
Чтобы понять основную идею М-теории, нужно вернуться к 1970-м годам, когда ученые поняли, что вместо описания Вселенной, основанной на точечных частицах, вы можете описать ее в терминах крошечных колеблющихся струн (трубок энергии). Если сложить две вселенные, наблюдаемую и не наблюдаемую, то получиться, что вселенная постоянно выворачивается, при этом имеет общий стабильные размеры во времени. Так что ей попытались найти место в теории формирования Вселенной — и, конечно, нашли. Тогда в силу вступает общая теория относительности (ОТО), которая объясняет движения материальных тел в общем случае. В этой статье я максимально простым языком изложу 8 самых фундаментальных законов Вселенной. Чтобы понять основную идею М-теории, нужно вернуться к 1970-м годам, когда ученые поняли, что вместо описания Вселенной, основанной на точечных частицах, вы можете описать ее в терминах крошечных колеблющихся струн (трубок энергии).
История и свойства М-теории
Теперь, чтобы вернуться домой им придется побывать в огромном множестве миров. Узнаете «Рика и Морти»? Впрочем, в этом месте каждый сможет найти пример на свой вкус. Однако не все путешествуют в мультивселенные теми тропами, которые наметили Хокинг и Хартл.
Нередко в фильмах звучат и загадочные разговоры о так называемых других измерениях. Речь о том, что, согласно общей теории относительности, вселенная включает в себя 4 измерения: длину, ширину, глубину и время. Но в 1970-м сразу несколько ученых Йоитиро Намбу, Хольгер Нильсен и Леонард Сасскинд независимо друг от друга выдвинули теорию, что не все элементарные частицы можно считать точками, а некоторые, самые мельчайшие из них, можно рассматривать как тонкие протяженные нити.
Впоследствии они получили название квантовых струн, и струны эти колеблются с разной частотой, задавая свойства материи. Так было обнаружено, что измерений вовсе не 4, их может быть 6, 10 и даже 26, просто ощущаем в нашей реальности мы только 4. И вот в этих невидимых измерениях опять же может прятаться вожделенная параллельная, невидимая нашему глазу вселенная.
Та самая, в которой Мэттью МакКонахи передавал послание своей дочери в «Интерстелларе». Кадр из фильма «Интерстеллар» реж. Кристофер Нолан, 2014 В 2010-е этот поезд разогнался до максимальных мощностей.
Кинематограф, кажется, всё больше уставал быть зеркалом нашей реальности и всё больше стремился быть его идеальным аватаром. Пока постепенно не стал тем самым альтернативным миром, параллельной вселенной, в которой возможно всё везде и сразу.
Размер Вселенной Ответ на этот вопрос тщетно пытаются найти многие ученые и исследователи, однако, к сожалению, все остается на уровне нескольких гипотез и предположений. Чтобы найти ключ к разгадке тайны, ученые изучили огромное количество информации. Начав с Солнечной системы, они обнаружили несметное количество новых вопросов, которые еще больше завели их в тупик. Пытаясь расшифровать Солнечную систему, ученые обнаружили, что в одной только нашей галактике существует более 200 миллиардов солнечных систем, а во Вселенной может существовать около 150 миллиардов галактик.
Представьте, насколько безумным и невероятным может оказаться конкретный результат! Тем не менее, исследователи Оксфордского университета считают, что Вселенная как минимум в 250 раз превышает свой предполагаемый размер — и это только в отношении галактик, не говоря уже о планетах! Черные дыры Черные дыры являются одной из самых таинственных загадок Вселенной. Некоторые ученые считают, что строение черных дыр напоминает строение галактик, и для них характерны очень высокие и мощные уровни гравитации, способные поглотить в себя все, в том числе свет. Еще интереснее то, что в одном только Млечном пути ученые допускают существование около 100 миллионов черных дыр, однако то, каким образом они формируются, как функционируют и что происходит при попадании в них вещества, остается загадкой. Что появилось раньше — черная дыра или галактика?
Можете сравнить ее со струнами скрипки или гитары — щипните ее определенным образом и получите некую часто ту, но если щипать ее по-другому — то можно получить на этой струне больше частот и фактически получить разные ноты. Природа сделана изо всех этих нот — музыкальных нот, которые сыграны на этих суперструнах. Физики вдруг осознали, что Вселенная — симфония, а законы физики — гармония суперструн. Теория сразу стала выглядеть как Теория Всего — основной определяющий принцип природы. Но тогда она должна объяснить особое событие — рождение Вселенной. Начало Вселенной было особым субъектом для космологов, изучающих мир звезд и галактик. Сначала они узнали, что все началось с Большого Взрыва, потом пришло время уточнений и детализации. Они углублялись в прошлое все ближе и ближе.
Если бы все во Вселенной было бы объяснено, то теория струн и теория Большого Взрыва должны плотно слиться и отлично дополнять друг друга. Ведь одна занималась рождением Вселенной, а другая — всем веществом в ней. Похоже физики были на пороге триумфа, но все пошло не так. Им никак не удавалась сшить две теории воедино. Две любимые теории стали саморазрушаться. Первая проблема возникла с Большим Взрывом. Она ничего не говорит нам ничего самом большом взрыве, она не говорит, что взорвалось, почему, что вызвало взрыв. Фундаментальная проблема космологии, что фундаментальные законы физики как мы их знаем рушатся в момент Большого взрыва.
Некоторые говорят: «Ну и что из того, что рушатся физические законы». Но для физики это катастрофа. Всю свою жизнь ученые посвятили утверждению, что Вселенная подчиняется известным законам, которые могут быть описаны языком математики и вот основа самой Вселенной попадает за пределы физического закона. Начало Большого Взрыва — самая большая загадка космологии. Ее назвали сингулярностью. Сингулярность — это точка пространства-времени, в которой кривизна его становится бесконечной. Со струнами тоже возникли неприятности. Чем больше людей занимались теорией струн, тем более одна запутывалась.
Вскоре ученые получили пять разных теорий струн. Куда уж тут думать о единой теории! Некоторые стали говорить, что это не теория всего, а теория ничего! Но было сделано новое открытие. Оно вдохновило их на новые попытки и повернуло лицом к последней популярной идее — параллельные вселенные. Когда развалилась теория струн — никто не обезумел от горя.
Разные теории предполагают, что темная материя может быть горячей, теплой или холодной, однако общепринятой считается модель «Лямбда-СиДиЭм», согласно которой эта субстанция является холодной и темной. Темная энергия Темной энергией в 1990-е годы группа астрофизиков назвала субстанцию, которая, по их мнению, противодействует гравитации и ускоряет расширение Вселенной.
Согласно некоторым теориям, темная энергия представляет собой область, известную как «квинтэссенция» — понятие переменного во времени и пространстве скалярного поля, предложенное Эйнштейном. Немезида — наше второе солнце Некоторые тайны космического пространства человеческому мозгу воспринять очень сложно, если вообще возможно. Так, многие ученые считают, что когда-то у нас было два солнца, одно из которых носило имя Немезиды. Что удивительно, последние исследования это подтверждают, поскольку в результате детального изучения звезд Млечного пути ученые пришли к выводу, что все солнцеподобные звезды рождаются в парах. Тем не менее, до тех пор пока не будет найдена звезда, идентичная по составу нашему солнцу, Немезида останется одной из самых таинственных загадок вселенной. Луна На самом деле никто не знает, откуда появилась Луна. Несмотря на многочисленные исследования, ответ на этот вопрос до сих пор найден и все остается на уровне теорий и предположений. Некоторые популярные теории допускают, что Луна появилась в результате гигантского столкновения Земли с «протопланетой», произошедшего около 4,5 миллиардов лет назад.
Законы энергии Вселенной: как работает энергия в нашем мире — 11 главных законов
Согласно теории, до этого Вселенная была очень крошечной, очень горячей, плотной точкой, похожей на сингулярность, из которой возникло все, что мы видим вокруг себя. Такое менее обширное понятие дает возможность для существования нашей теории о множественной вселенной. Оппонент этой теории астроном Фред Хойл в 1949 году назвал ее пренебрежительно «Большим взрывом» (Big Bang), однако определение закрепилось в науке. РИА Новости, 19.07.2023. В своей основе Теория струн отрицает и утверждает, что Вселенная существовала всегда.