Речь о том, что, согласно общей теории относительности, вселенная включает в себя 4 измерения: длину, ширину, глубину и время. Теория струн Теория струн – физическая теория, объединяющая квантовую механику и общую теорию относительности, и считающаяся главным кандидатом на роль теории квантовой гравитации.
Мир нереален? Как ученый доказал, что наша Вселенная – всего лишь симуляция
Нам, чтобы определить положение вихря, следует провести девять измерений. Мы сделали три шага в сторону минимальных величин, а сейчас посмотрим в противоположную сторону. Как видится наш мир наблюдателю, находящемуся на Солнце или какой-нибудь планете — Марсе, Юпитере или другой планете? 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.
Продолжается ли эволюция химического состава Вселенной сегодня?
Могут ли возникнуть совершенно новые химические элементы? Дело в том, что они рождаются в звёздах, а также при столкновении нейтронных звёзд. Нейтронная звезда — это звезда, состоящая из сверхтекучей ядерной жидкости, где все частицы — барионы протоны и электроны — сжаты до чрезвычайно высокой плотности. В нейтронные звёзды превращаются со временем массивные звёзды.
Также по теме Вне Стандартной модели: учёные исследовали спектры радиоактивных молекул в поисках новых законов физики Учёные Курчатовского института в составе международной группы Европейской организации по ядерным исследованиям ЦЕРН впервые в мире... В двойной системе такие звёзды могут закончить свою «жизнь», столкнувшись друг с другом: они сближаются за счёт излучения гравитационных волн, образуя чёрную дыру. Именно такое явление мы с коллегами из других стран смогли зафиксировать летом 2017 года. Для синтеза тяжёлых элементов, таких как золото, например, нужна большая энергия сжатия массивной звезды в чёрную дыру это явление называется «сверхновая» или столкновение нейтронных звёзд.
А ещё в нашей Вселенной новые элементы сегодня рождаются на ускорителе Объединённого института ядерных исследований. Там учёным удаётся получить совершенно новые элементы, которые сложно встретить в природе. Если да, то почему чёрная дыра всё же продолжает эволюционировать, то есть сначала увеличиваться в размерах, а потом испаряться? Согласно общей теории относительности, характеристики физических явлений зависят от системы отсчёта.
Есть, например, любимая физиками лабораторная система отчёта — неподвижная и бесконечно удалённая. Все мы, жители Земли, находимся в лабораторной системе отсчёта. По астрофизическим меркам наша планета движется настолько медленно, что этим показателем можно пренебречь и считать, что Земля неподвижна. Элемент Большого адронного коллайдера globallookpress.
Он падает, нажимая на свой телеграф с периодичностью в одну секунду. Пока он будет подлетать к чёрной дыре, мы будем получать эти сигналы, но по мере приближения к горизонту событий — границе, из-за которой невозможно возвращение информации и материи, — сигналы будут приходить всё реже: для нас время падения телеграфиста будет замедляться. Наконец промежуток между сигналами будет составлять для нас миллионы лет. Но для самого телеграфиста ход времени останется прежним.
Что же будет дальше происходить с телеграфистом? Падая в чёрную дыру, он, образно говоря, увидит в обратном порядке всё то «кино», о котором говорят авторы теории Большого взрыва: превращение материи в нейтроны, затем расщепление на кварки и глюоны, а потом переход в сверхплотное состояние, подобное тому, какое было в самом начале истории Вселенной. И тут мы можем вернуться к вопросу о концепции пульсирующей Вселенной — теории Большого отскока. Мы знаем, что нахождение материи в сверхплотном состоянии способно породить Вселенную.
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. Космологическая постоянная меняется со временем, но по другой причине — из-за изменения массы частиц во времени, а не из-за расширения Вселенной. По этой же причине у далеких галактик больше наблюдаемое астрономами красное смещение. Помимо проблемы расширения Вселенной модель Ломброзье дает ответ и на другие важные проблемы космологии.
Это так называемое холодное пятно. По мнению ученых, аномальная область могла образоваться в момент рождения Вселенной после Большого взрыва. Профессор Ноттингемского университета Эдмунд Коупленд рассказал о предположении своих коллег: "Изначально считалось, что это просто пустота, но она не может быть такой огромной… Аномальная область могла появиться как результат столкновения нашей и параллельной вселенных меньше чем за секунду после Большого взрыва. А холодное пятно — это своеобразный синяк, отпечаток этого столкновения". Если ученые когда-нибудь докажут, что холодное пятно и есть выход в параллельную вселенную, то по каким законам она существует? И что, если параллельных вселенных много? А главное — как они выглядят? Гипотеза о "пузырьковой" модели вселенной Эта модель мультивселенной выглядит как закипающий чайник. Такую гипотезу выдвинул американский физик Джон Уиллер. Представьте, каждый пузырь — это отдельный мир. В одном из них живем мы с вами. А в других — наши двойники, которые прямо сейчас читают этот текст. Если верить теории, то пространство и время, которые образовались после Большого взрыва — не однородны. Они напоминают пену — пузырьки постоянно расширяются и рано или поздно лопаются. А энергия, которая высвобождается, формирует новые миры-пузыри. И что самое удивительное, говорят ученые, такая цепная реакция происходит и по сей день. Эти вселенные отличаются друг от друга. В одних действуют иные законы, в других — ничего нет, в третьих — находятся звезды и галактики, подобные тем, которые мы наблюдаем. Это дает право предположить, что среди бесконечных миров существует и полностью идентичный нашем", — рассказал научный обозреватель Саймон Уистлер. Доказать "пузырьковую" теорию невозможно. По крайней мере, пока. Поэтому ученые не устают придумывать иные версии параллельных миров. Гипотеза о вселенной, в которой люди со временем молодеют Представьте, в другой параллельной вселенной мы появляемся на свет стариками, а к концу жизни… рождаемся! Странный, на первый взгляд, вывод сделали американские физики, когда проводили эксперимент в Антарктиде. Там нет радиопомех, поэтому ученые запустили в небо электронные антенны на воздушном шаре, чтобы уловить нейтрино. Но помимо них детекторы зафиксировали и более тяжелые частицы, так называемые, тау-нейтрино. Приборы показали, что исходят они не из космоса, а из Земли.
Тёмная вселенная - это конец? М-теория. Теория струн.
и новая теория квантовой гравитации показывает, как это возможно. Именно законы Вселенной определяют то, что с нами происходит в жизни. Современное изучение эволюции Вселенной невозможно без согласования его с квантовой теорией.
Стивен Хокинг надеялся, что M-теория объяснит Вселенную. Что это за теория?
РИА Новости, 19.07.2023. Говоря нетехническим языком, M-теория дает представление об основной субстанции вселенной. «М-теория является единственным «кандидатом» на законченную теорию Вселенной. Судьба Вселенной сильно зависит от фактора неизвестного значения — Ω, меры плотности материи и энергии во всем космосе. Сам Эйнштейн выдвинул теорию статической Вселенной, она подверглась критике и была потом практически забыта.
Хокинг, математика и струны: три ключевых теории о параллельных мирах
| Просто невероятно: как устроена Вселенная, почему желания сбываются и зачем смотреть «Матрицу» | гравитационные волны и их практическое применение. |
| Астрономы оказались на пороге открытия неразгаданных тайн Вселенной: «Огромная новость» | Конечно, это описание Мироздания является очень упрощённым, можно сказать, что это – «Мироздание для чайников», которыми мы все с вами пока ещё являемся. |
Теории о Вселенной, которые взорвут ваш мозг 💥
| Стивен Хокинг надеялся, что M-теория объяснит Вселенную. Что это за теория? | Теория струн предполагает, что в нашей Вселенной существует гораздо больше измерений, чем четыре нам привычные: три пространственных плюс время. |
| Создание М-теории | Английский физик Мелвин Вопсон заявил, что его новое исследование может подтвердить популярную теорию симуляционной Вселенной. |
Сны о чём-то большем: Как ученые и мультивселенная подарили человечеству научное обоснование мечты
и новая теория квантовой гравитации показывает, как это возможно. Устройство мироздания: самые необычные концепции Вселенной. Они не доказывают окончательно, что теория отскакивающей Вселенной неверна, но подчеркивают проблемы с некоторыми версиями этой теории. Теория струн Теория струн – физическая теория, объединяющая квантовую механику и общую теорию относительности, и считающаяся главным кандидатом на роль теории квантовой гравитации. Результаты нового исследования, опубликованного в Classical and Quantum Gravity, позволяют предположить, что теория о расширении Вселенной может быть ошибочной. Согласно теории, до этого Вселенная была очень крошечной, очень горячей, плотной точкой, похожей на сингулярность, из которой возникло все, что мы видим вокруг себя.
Загадочные «нечастицы» способны расколоть Вселенную
| История и свойства М-теории - Наука - 2024 | Согласно теории относительности, закрытая Вселенная будет расширяться, а затем сжиматься обратно и в конце концов схлопнется, открытая Вселенная будет расширяться бесконечно, а плоская сначала будет расширяться, а затем очень постепенно замедлится и остановится. |
| 60 удивительных фактов о Вселенной, которые вы должны знать | Теория струн вселенной – способ представления пространства вселенной, состоящей из неких нитей, которые и называют струнами и бранами. |
Новая модель Вселенной
Но со временем в дело вступила гравитация, и расширение замедлилось. Однако недавние исследования показывают, что теперь расширение снова ускоряется из-за таинственной тёмной энергии, которая составляет большую часть энергетического содержания Вселенной, но о её природе сейчас мало что известно. Итак, у нас есть: сингулярность — Большой взрыв — расширение Вселенной. Существует также гипотеза космической инфляции: она говорит, что никакой сингулярности не было, а Большому взрыву предшествовало другое, особое состояние Вселенной — инфляционное. Но об этом как-нибудь в другой раз. Границы Вселенной Сегодня мы видим Вселенную в том виде, в котором она существует спустя 13,8 миллиарда лет после Большого взрыва. И вот теперь как раз стоит поговорить о границах. Однако стоит отметить, что понятие «границ Вселенной» может быть не совсем корректным, поскольку само пространство и время на самом деле могут быть не такими, как мы привыкли их понимать.
И размер вселенной из-за непостоянства её пространства-времени зависит от того, какое определение расстояния принять. Сопутствующее расстояние до самого удалённого наблюдаемого объекта составляет около 14 миллиардов парсеков эквивалентно 46 миллиардам световых лет во всех направлениях. Художественное изображение Наблюдаемой Вселенной в логарифмическом масштабе. В центре Солнечная система, внутренние и внешние планеты, пояс Койпера, облако Оорта, Альфа Центавра, рукав Персея, галактика Млечный Путь, галактика Андромеды, соседние и дальние галактики, крупномасштабная структура Вселенной и реликтовое излучение. Важно отметить, что свет от самых дальних наблюдаемых объектов вскоре после Большого взрыва, дошёл до нас всего за 13,8 миллиарда световых лет, что значительно меньше, чем сопутствующее расстояние до этих объектов, равное 46 миллиардам световых лет, опять же из-за расширения Вселенной. Эта вертикально ориентированная логарифмическая карта Вселенной охватывает почти 20 порядков величины, уводя нас от планеты Земля к краю видимой Вселенной.
Одно из самых популярных объяснений — темная энергия в форме космологической постоянной, которая приводит к расширению со скоростью, не зависящей от возраста Вселенной и температуры материи и излучения. В новой статье исследователи проанализировали идею о том, что темная энергия состоит из теоретической формы материи, называемой нечастицами, пишет LiveScience. Авторы предполагают, что расширение Вселенной обусловлено не космологической постоянной, а нечастицами. Они обнаружили, что эта теория лучше согласуется с наблюдениями, чем распространенная стандартная космологическая модель, которая предполагает космологическую постоянную. Такие величины, как постоянная Хаббла, определяющая скорость расширения, и S8, указывающая на образование крупномасштабных структур, не измеряются напрямую. Они рассчитываются на основе наблюдений космического микроволнового фона остаточного излучения от Большого взрыва и далеких звезд и галактик с использованием математических теорий. Разные теории на основе одних и тех же данных дают разные значения этих параметров.
Иными словами - как родилась Вселенная? Итак, вот они - разные версии и модели происхождения Вселенной. Креационизм: все создал Господь Бог Креационизм Среди всех теорий о происхождении Вселенной эта появилась самой первой. Очень хорошая и удобная версия, которая, пожалуй, будет иметь актуальность всегда. Кстати, многие ученые физики, несмотря на то что наука и религия часто представляются понятиями противоположными, верили в Бога. Например, Альберт Эйнштейн говорил: «Каждый серьезный естествоиспытатель должен быть каким-то образом человеком религиозным. Иначе он не способен себе представить, что те невероятно тонкие взаимозависимости, которые он наблюдает, выдуманы не им. В бесконечном универсуме обнаруживается деятельность бесконечно совершенного Разума. Обычное представление обо мне, как об атеисте — большое заблуждение. Если это представление почерпнуто из моих научных работ, могу сказать, что мои научные работы не поняты» Теория Большого Взрыва Пожалуй, самая распространенная и наиболее признанная модель происхождения нашей Вселенной. Во всяком случае, о ней слышал практически каждый. Что говорит нам Большой Взрыв?
Струны могут крепиться к их одной или обеим сторонам. Квантовая гравитация Современная физика имеет два основных научных закона: общую теорию относительности ОТО и квантовую. Они представляют совершенно разные области науки. Квантовая физика изучает мельчайшие природные частицы, а ОТО, как правило, описывает природу в масштабах планет, галактик и вселенной в целом. Гипотезы, которые пытаются объединить их, называются теориями квантовой гравитации. Наиболее перспективной из них сегодня является струнная. Замкнутые нити соответствуют поведению силы тяжести. В частности, они обладают свойствами гравитона, частицы, переносящей гравитацию между объектами. Объединение сил Теория струн пытается объединить четыре силы — электромагнитную, сильные и слабые ядерные взаимодействия, и гравитацию — в одну. В нашем мире они проявляют себя как четыре различные явления, но струнные теоретики считают, что в ранней Вселенной, когда были невероятно высокие уровни энергии, все эти силы описываются струнами, взаимодействующими друг с другом. Суперсимметрия Все частицы во вселенной можно разделить на два типа: бозоны и фермионы. Теория струн предсказывает, что между ними существует связь, называемая суперсимметрией. При суперсимметрии для каждого бозона должен существовать фермион и для каждого фермиона — бозон. К сожалению, экспериментально существование таких частиц не подтверждено. 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.