Теория струн простым языком: Теория струн для чайников — Naked Science

О теории струн простыми словами🧠

Теория струн появилась около 60-ти лет назад. За это время она пережила несколько этапов: ее рассматривали как сенсацию, в ней сомневались, ее хоронили, а затем оживляли. Наконец, ее несколько раз преобразовывали с целью решения выявленных ошибок и устранения аномалий. Что же представляет собой теория струн и как к ней относятся сегодня? Попробуем рассказать максимально просто и доступно!

Правда, есть один нюанс. Рассказать о теории струн кратко вряд ли получится. Даже если у вас были хорошие оценки по физике в школе, вы понимаете базовые теории и знаете фундаментальные законы, посвящению в теорию струн придется уделить время. Итак, обо всем по порядку.

Теория струн появилась около 60-ти лет назад

Общая теория относительности vs квантовая теория

По сей день большинство процессов и явлений во вселенной можно объяснить, основываясь на этих фундаментальных теориях.

Квантовая теория описывает любые взаимодействия между элементарными частицами. Эта глобальная и точная теория — одно из самых больших достижений в области физики. Она включает описания трех важнейших физических сил:

  • Сильное ядерное взаимодействие описывает притяжение между протонами и нейтронами — так формируются ядра атомов;
  • Электромагнитное взаимодействие описывает связи между электрически заряженными частицами;
  • Слабое взаимодействие описывает процесс распада ядер атомов и распады элементарных частиц.

Квантовая теория не просто описывает эти взаимодействия. Ученым удалось доказать, что все эти силы имеют общую природу. Но, несмотря на огромное значение для физики, квантовая теория не идеальна. Пожалуй, главный ее недостаток — невозможность описания четвертой физической силы, гравитации. Правда, с этим отлично справляется общая теория относительности. Согласно ей, окружающее пространство представляет собой гладкое и ровное полотно, которое может деформироваться материальными объектами.

Главная проблема — невозможность увязать понятия и объяснения из обеих теорий в рамках одного фундаментального учения. Квантовая теория описывает взаимодействия частиц, но она бессильна, когда речь заходит о гравитации, которую мы наблюдаем невооруженным глазом (в отличие от связей между частицами). А теория относительности хорошо работает на больших масштабах — в макромире, но она совсем неприменима к тому, что происходит на субатомном уровне. В 1926-м году немец Вернер Гейзенберг предложил известный принцип неопределенности. Именно он описывал хаотичное, бурное и непредсказуемое поведение частиц в микромире. Все происходящее на этом уровне полностью отличается от того, что мы видим в окружающей среде.

Кстати, именно принцип Гейзенберга заставил физиков вновь взяться за активную работу. Ведь еще в конце 19-го столетия ученые считали, что все вопросы физики решены, все фундаментальные открытия уже сделаны. Но Гейзенберг не позволил коллегам расслабиться. Его принцип неопределенности и, что еще важнее, несовместимость теории относительности и квантовой теории, заставили физиков двигаться дальше. Так в начале 60-х годов и появилась теория струн.

Планируете путешествие, но не с кем поехать? Давно хотели открыть для себя страйкбол, но нет большой компании? А может, вы находитесь в поиске второй половинки? Тогда портал Invme — то, что вам нужно. Регистрируйтесь и получайте доступ к десяткам и сотням интересных предложений от жителей разных городов России. Создавайте свое мероприятие и собирайте компанию жизнерадостных, открытых приключениям людей. Присоединяйтесь к Invme прямо сейчас!

Теория всего

Именно такое альтернативное название получила струнная теория. Ведь в ней удалось, наконец, увязать две фундаментальные теории — квантовую и теорию относительности. Говорят, что об этом до самой смерти мечтал Альберт Эйнштейн. Да и простые люди догадываются, что все явления и процессы, все происходящее во Вселенной может быть описано в рамках одной системы, то есть нам не нужно несколько теорий для описания происходящего на разных масштабах. Вероятно, требуется всего одна формула. Теория струн — большой шаг в этом направлении. Но насколько верным он оказался?

Базовый термин теории — струны. В рамках данной теории элементарные частицы, из которых состоят все объекты во Вселенной, представлены именно в таком виде. Каждая из этих струн в миллиарды раз меньше электрона. При этом каждая может извиваться, растягиваться, сжиматься, представлять собой замкнутый или разомкнутый элемент. Струны могут объединяться между собой и разъединяться.

Главная характеристика струны — частота колебания. Именно по этому признаку и различают между собой разные частицы. От колебания зависит также масса, заряд и прочие параметры отдельно взятой струны. В общем, авторы новой теории не просто решили заменить схематическое обозначение частиц (струны вместо точек), но и сумели интересно все объяснить. Кроме того, надо сказать, что теория струн довольно гибкая. К моменту ее “премьеры” там все еще было много странных понятий, указывающих на ошибки и “аномалии”. Но то, что ученым удалось объединить знания о четырех фундаментальных взаимодействиях в рамках одной теории, не могло остаться без внимания сообщества.

А вы знаете, что такое мегаломания? Если нет, эта статья — специально для вас.

Базовый термин теории — струны. В рамках данной теории элементарные частицы, из которых состоят все объекты во Вселенной, представлены именно в таком виде

Проблемы теории струн

Самое время затронуть те самые ошибки теории, из-за которых у нее изначально было много критиков. Одна из самых вопиющих — наличие некой частицы, лишенной массы, движущейся быстрее скорости света, да еще и назад во времени. Ее название — Тахион. Ошибку удалось исправить, представив миру новую версию теории — теорию суперструн. В ней уже не было места гипотетическим частицам с фантастическими параметрами, но самих частиц стало куда больше. Правда, доказать их существование экспериментальным путем все еще невозможно. Кстати, это и есть главная проблема всей теории струн. Но об этом — немного позже.

Другая проблема — серьезные нестыковки с теорией относительности. Увязать описание всех четырех сил в рамках одной теории недостаточно, чтобы струнная теория выглядела логично и правильно. Так, теория предусматривает наличие гораздо большего количества измерений в сравнении с тем, к чему мы привыкли (3 пространственных измерения и 1 временное). Расчеты указывают на 10 измерений, а в более продвинутых версиях речь идет даже о 26 измерениях. Очевидный вопрос: если измерений так много, почему мы их не наблюдаем?

И на этот счет у сторонников струнной теории есть объяснение. Они предполагают, что измерения просто свернуты и занимают настолько мало места, что видеть их невозможно. Собственно, как сами струны. Кроме того, свернутые измерения характеризуются искривленной, сложной формой. И именно эта форма влияет на колебания элементарной частицы, то есть струны, что находится внутри скрытого измерения. А колебания, как мы уже знаем, определяют все характеристики частицы. Выходит, что все устройство Вселенной зависит именно от скрытых, свернутых измерений.

Подтвердить существование других пространственных измерений можно было бы опытным путем. Если бы в ходе эксперимента удалось зафиксировать появление или исчезновение объекта, это можно было бы списать на магию, а можно было бы объяснить именно существованием другого измерения, недоступного для наших глаз. Но ни в одном эксперименте не был нарушен закон сохранения энергии.

Зато о других измерениях, феноменах и гипотетических сценариях развития событий во Вселенной можно узнать из кино. Вот подборка фантастических фильмов для вас!

С экспериментами, которые могли бы подтвердить или доказать хоть что-нибудь из теории струн, вообще все сложно. Подходящего оборудования для проведения необходимых опытов нет, и в ближайшие годы оно вряд ли появится. Были надежды на адронный коллайдер, но увы. Доказать существование других измерений, кроме известных нам трех, пока никому не удалось. Скептики утверждают, что доказать или окончательно опровергнуть теорию можно будет не раньше, чем через сто лет.

Но и это еще не все. Если невозможно проверить что-то опытным путем, можно заняться расчетами. Если используя методику, лежащую в основе струнной теории, удастся вывести результат, подтверждаемый на деле, значит, все не так безнадежно. Но и здесь беда: теория струн чрезвычайно сложна в математическом плане. Для решения соответствующих уравнений пока даже не придумали подходящих методов. Ученые, что занимаются развитием теории, часто пользуются приближенными, а не точными методами. Это дает скептикам очередной повод для критики теории струн.

На каком-то этапе теория струн стала слишком сложной и запутанной. В 80-х годах прошлого века ученые выдвинули 5 различных вариантов теории, в каждой из которых фигурируют дополнительные измерения. Несмотря на то, что фундамент у всех пяти версий схож, в деталях эти теории сильно различаются. В итоге попытки усовершенствовать теорию, устранить из нее ошибки и противоречия привели к обратному эффекту — большинство ученых все же считают теорию не заслуживающей большого внимания. Тем более, что кроме струнной теории развиваются и другие, не менее перспективные и правдоподобные.

Как выглядит Земля из космоса? Вот наша подборка прямых трансляций! Спешите видеть все своими глазами!

На каком-то этапе теория струн стала слишком сложной и запутанной

В чем ценность теории струн?

Что такое теория струн простым языком? Если взглянуть на нее в целом и не вдаваться в детали, это попытка посмотреть на все, что мы знаем и видим, под другим ракурсом. До появления теории струн не было глобальных попыток пересмотреть уже устоявшиеся, общепринятые нормы. А вот авторам новой теории удалось всколыхнуть “застоявшееся болото”. Физики стали все чаще предполагать, что микрочастицы действительно могут быть в миллиарды раз меньше электронов (и пусть даже они не похожи на струны). Мы задумались над существованием других измерений, о чем, правда, еще в 1919-м году писал немец Теодор Калуца, а Альберт Эйнштейн считал его предположение заслуживающим внимания. Далее эту идею развил шведский ученый Оскар Клейн, который представил, что невидимое для нас измерение может быть свернуто в микромасштабе. По сути, именно эта идея и легла в основу теории струн. В общем, физики стали смотреть на постулаты немного иначе.

Еще одна ценность новой теории в том, что она перевела физиков от вопроса “Как устроен мир?” к не менее важному: “Почему мир устроен именно так?”. На первый вопрос физики пусть и не ответили до конца, но им удалось достичь серьезного прогресса в этом направлении. А вопрос “Почему?” может заставить многих ученых взглянуть на исследования и опыты под другим углом. Пусть даже эта работа не будет напрямую связана с теорией струн.

Кроме того, не забывайте, что в рамках теории струн действительно удалось увязать объяснения для всех явлений, процессов и объектов, наблюдаемых во вселенной. И пусть в ней еще много нестыковок, это дорогого стоит. Сейчас ученые пытаются усовершенствовать теорию, из-за чего базовая теория струн получила несколько ответвлений. И пусть популярность этой в каком-то смысле революционной теории снижается, очевидно, что ее нельзя назвать провальной.

Бонус: интересные факты о физике

Если вам показалось, что статье было недостаточно физики (хоть это и вряд ли), приводим интересные факты о физике:

  • Преодолеть скорость звука не так сложно, как кажется. Кончик обыкновенного кнута при взмахе движется так быстро, что опережает звук. Именно в момент перехода им звукового барьера и раздаётся хлопок.
  • Некогда физики были удивлены узнать, что температура разряда молнии примерно впятеро превышает температуру поверхности Солнца.
  • Как известно, от воздействия высоких или низких температур сжимаются самые разные вещества, не только газообразные. К примеру, высота Эйфелевой башни можно колебаться в пределах 12 сантиметров в зависимости от погоды, так как нагреваемый солнцем металл расширяется.
  • Солнце кажется красным утром и вечером из-за того, что его лучи в это время проходят через нижние слои атмосферы, насыщенные пылью и другими частицами. А за пределами атмосферы все звёзды, включая Солнце, в визуальном спектре вообще выглядят белыми.
  • Физики до сих пор не знают, почему горячая вода замерзает быстрее, чем холодная.
  • На обычную материю приходится около 5% массы наблюдаемой вселенной. Ещё около 22% приходится на тёмную материю, о которой вообще до сих пор почти ничего не известно.
  • Одним из наиболее выдающихся физиков XX века был Альберт Эйнштейн. Многие его теории до сих пор разрабатываются современными учёными.

  • Впервые учёным удалось создать антиматерию в 1965 году. Судя по всему, в естественном состоянии в нашей Вселенной антивещество вообще не встречается, но в лаборатории получить его можно.
  • Такое интересное явление, как северное сияние, возникает при взаимодействии солнечного ветра с верхними слоями атмосферы Земли. Физики давно уже разгадали эту загадку.
  • Жидкость бывает не только обычной, привычной нам, но и неньютоновской. В качестве примера таковой можно привести, например, зыбучие пески.
  • Скорость распространения звука напрямую зависит от плотности среды. Так, в воде или гранитном массиве она будет выше, чем в воздухе.
  • В числе прочих интересных фактов о физике нельзя не упомянуть и то, что плотность воды напрямую зависит от её температуры. Максимальная плотность достигается при +4 градусах, а замёрзший лёд и вовсе менее плотен, чем вода, поэтому и плавает в ней, а не тонет.
  • Существует множество разделов физики, изучающих разные вещи, причём многие из них сами поделены на подразделы. Так, в рамках этой науки существует астрофизика (строго говоря, это раздел астрономии, но основан он на принципах физики и химии), а внутри неё есть физика звёзд, физическая космология и другие направления.
  • Наряду с математикой физику можно назвать важнейшей наукой на Земле. Всё, что отличает современное человечество от первобытных людей, появилось в результате применения на практике физических открытий.
  • В древности слова “физика” и “философия” были синонимами, так как задача у этих наук была одна и та же – постижение принципов, по которым работает Вселенная.
  • В самостоятельную науку физика развилась лишь в XVI веке, а результате научной революции.
  • Температура молнии превышает температуру солнечной поверхности в несколько раз. Хотя недра Солнца, конечно, нагреты не до тысяч градусов, а до миллионов.

  • Так как физика – это наука о природе, она в каком-то смысле является естествознанием, то есть частью природоведения.
  • Только с развитием этой науки стали известные некоторые, казалось бы, очевидные сейчас вещи. Такие, как плотность воды, которая напрямую зависит от её температура. Исследования показали, что плотность льда ниже плотности жидкой воды, поэтому он и не тонет, а максимальной плотности вода достигает при 4 °C.
  • Звук не распространяется в вакууме, но распространяется через любые материалы. Так, в безвоздушной среде он будет распространяться через каменный массив не хуже, чем на Земле.
  • В современной физике существует множество нерешённых проблем.
  • Никто точно не знает, когда физика возникла, как наука. Она является одной из древнейших наук в мире, и древнейшие свидетельства попыток научного познания мира относятся к эпохе Месопотамии и Древнего Египта, то есть и по 3000-4000 лет.
  • Между физиками-теоретиками и физиками-экспериментаторами разницы не меньше, чем между менеджером по продаже пылесосов и строителем. Теоретики работают исключительно головой, а экспериментаторы опровергают или подтверждают их теории на практике.
  • В Древнем Китае физика была уважаемой наукой ещё в V веке до н. э., то есть 2500 лет назад.
  • В Древней Индии физики-натурфилософы считали, что весь мир состоит из пяти базовых элементов: земля, вода, воздух, огонь и эфир.
  • Теория о том, что всё сущее состоит из молекул и атомов, впервые была сформулирована индийскими учёными ещё в VII веке до н. э. Правда, они полагали, что
  • Понятие эфира, всепроникающего вещества, заполняющего мир, присутствовало в физике до XIX века.
  • Антиматерию, или антивещество, обнаружить в Млечном Пути или за его пределами не удалось, но в микроскопических объёмах получать её научились ещё в 1965 году. В случае взаимодействия “нормального” вещества и антивещества они аннилигируются.

  • С момента своего появления физика имела большое прикладное значение. К примеру, двигатели внутреннего сгорания никто бы так и не изобрёл, если бы не такие физические дисциплины, как механика и термодинамика.
  • Когда Вселенная образовалась, атомов не было. Были только элементарные частицы, да и то не все. Атомы элементов практически всей таблицы Менделеева образовались в ходе ядерных реакций в недрах звезд, когда более легкие ядра превращаются в более тяжелые. Мы и сами состоим из атомов, образовавшихся в далеком космосе.
  • Мы живем в материальном мире и все, что есть вокруг, – материя. Ее можно потрогать, продать, купить, можно что-то построить. Но в мире есть не только материя, а еще и темная материя. Она не излучает электромагнитного излучения и не взаимодействует с ним. Темную материю, по понятным причинам, никто не трогал и не видел. Ученые решили, что она существует, наблюдая некоторые косвенные признаки. Считается, что темная материя занимает около 22% в составе Вселенной. Для сравнения: привычная нам старая добрая материя занимает лишь 5%.

Вряд ли у нас получилась статья в духе “Теория струн для чайников”. Но мы все же пытались объяснить вам суть струнной теории доступным языком. А как вы считаете, какое будущее ждет теорию струн? Когда удастся провести первые удачные эксперименты, опровергающие или подтверждающие основы теории? Возможно, уже скоро на первый план выйдет совсем другая теория устройства мира? Поделитесь размышлениями в комментариях.

Хотите узнать больше о нашем мире? Тогда вот подборка лучших фильмов от BBC! О природных явлениях, аномалиях, животных, разных уголках нашей замечательной планеты.

А если вам кажется, что вы знаете о нашем мире все, взгляните на эту подборку фактов. Наверняка найдется хотя бы один пункт, что удивит вас.

Теория струн • Джеймс Трефил, энциклопедия «Двести законов мироздания»

200 законов мироздания > Физика

В конечном счете все элементарные частицы можно представить в виде микроскопических многомерных струн, в которых возбуждены вибрации различных гармоник.

Внимание, пристегните покрепче ремни — и я попробую описать вам одну из самых странных теорий из числа серьезно обсуждаемых сегодня научных кругах, которая способна дать наконец окончательную разгадку устройства Вселенной. Теория эта выглядит настолько дико, что, вполне возможно, она правильна!

Различные версии теории струн сегодня рассматриваются в качестве главных претендентов на звание всеобъемлющей универсальной теории, объясняющей природу всего сущего. А это — своего рода Священный Грааль физиков-теоретиков, занимающихся теорией элементарных частиц и космологии. Универсальная теория (она же теория всего сущего) содержит всего несколько уравнений, которые объединяют в себе всю совокупность человеческих знаний о характере взаимодействий и свойствах фундаментальных элементов материи, из которых построена Вселенная. Сегодня теорию струн удалось объединить с концепцией суперсимметрии, в результате чего родилась теория суперструн, и на сегодняшний день это максимум того, что удалось добиться в плане объединения теории всех четырех основных взаимодействий (действующих в природе сил). Сама по себе теория суперсимметрии уже построена на основе априорной современной концепции, согласно которой любое дистанционное (полевое) взаимодействие обусловлено обменом частицами-носителями взаимодействия соответствующего рода между взаимодействующими частицами (см. Стандартная модель). Для наглядности взаимодействующие частицы можно считать «кирпичиками» мироздания, а частицы-носители — цементом.

В рамках стандартной модели в роли кирпичиков выступают кварки, а в роли носителей взаимодействия — калибровочные бозоны, которыми эти кварки обмениваются между собой. Теория же суперсимметрии идет еще дальше и утверждает, что и сами кварки и лептоны не фундаментальны: все они состоят из еще более тяжелых и не открытых экспериментально структур (кирпичиков) материи, скрепленных еще более прочным «цементом» сверхэнергетичных частиц-носителей взаимодействий, нежели кварки в составе адронов и бозонов. Естественно, в лабораторных условиях ни одно из предсказаний теории суперсимметрии до сих пор не проверено, однако гипотетические скрытые компоненты материального мира уже имеют названия — например, сэлектрон (суперсимметричный напарник электрона), скварк и т. д. Существование этих частиц, однако, теориями такого рода предсказывается однозначно.

Картину Вселенной, предлагаемую этими теориями, однако, достаточно легко представить себе наглядно. В масштабах порядка 10–35 м, то есть на 20 порядков меньше диаметра того же протона, в состав которого входят три связанных кварка, структура материи отличается от привычной нам даже на уровне элементарных частиц. На столь малых расстояниях (и при столь высоких энергиях взаимодействий, что это и представить немыслимо) материя превращается в серию полевых стоячих волн, подобных тем, что возбуждаются в струнах музыкальных инструментов. Подобно гитарной струне, в такой струне могут возбуждаться, помимо основного тона, множество обертонов или гармоник. Каждой гармонике соответствует собственное энергетическое состояние. Согласно принципу относительности (см. Теория относительности), энергия и масса эквивалентны, а значит, чем выше частота гармонической волновой вибрации струны, тем выше его энергия, и тем выше масса наблюдаемой частицы.

Однако, если стоячую волну в гитарной струне представить себе наглядно достаточно просто, стоячие волны, предлагаемые теорией суперструн наглядному представлению поддаются с трудом — дело в том, что колебания суперструн происходят в пространстве, имеющем 11 измерений. Мы привыкли к четырехмерному пространству, которое содержит три пространственных и одно временное измерение (влево-вправо, вверх-вниз, вперед-назад, прошлое-будущее). В пространстве суперструн всё обстоит гораздо сложнее (см. вставку). Физики-теоретики обходят скользкую проблему «лишних» пространственных измерений, утверждая, что они «скрадываются» (или, научным языком выражаясь, «компактифицируются») и потому не наблюдаются при обычных энергиях.

Совсем уже недавно теория струн получила дальнейшее развитие в виде теории многомерных мембран — по сути, это те же струны, но плоские. Как походя пошутил кто-то из ее авторов, мембраны отличаются от струн примерно тем же, чем лапша отличается от вермишели.

Вот, пожалуй, и всё, что можно вкратце рассказать об одной из теорий, не без основания претендующих на сегодняшний день на звание универсальной теории Великого объединения всех силовых взаимодействий. Увы, и эта теория небезгрешна. Прежде всего, она до сих пор не приведена к строгому математическому виду по причине недостаточности математического аппарата для ее приведения в строгое внутреннее соответствие. Прошло уже 20 лет, как эта теория появилась на свет, а непротиворечиво согласовать одни ее аспекты и версии с другими так никому и не удалось. Еще неприятнее то, что никто из теоретиков, предлагающих теорию струн (и, тем более суперструн) до сих пор не предложил ни одного опыта, на котором эти теории можно было бы проверить лабораторно. Увы, боюсь, что до тех пор, пока они этого не сделают, вся их работа так и останется причудливой игрой фантазии и упражнениями в постижении эзотерических знаний за пределами основного русла естествознания.

См. также:

1972

Квантовая хромодинамика

Сколько же всего измерений?

Нам, простым людям, всегда хватало и трех измерений. С незапамятных времен мы привыкли описывать физический мир в столь скромных рамках (саблезубый тигр в 40 метрах спереди, 11 метрах правее и 4 метрах выше меня — булыжник к бою!). Теория относительности приучила большинство из нас к тому, что время — суть четвертое измерение (саблезубый тигр не просто здесь — он здесь и сейчас угрожает нам!). И вот, начиная с середины ХХ века, теоретики повели разговоры, что на самом деле измерений еще больше — не то 10, не то 11, не то вообще 26. Конечно, без объяснений, почему мы, нормальные люди, их не наблюдаем, тут обойтись не могло. И тогда возникла концепция «компактификации» — слипания или схлопывания измерений.

Представим садовый поливочный шланг. Вблизи он воспринимается как нормальный трехмерный объект. Стоит, однако, отойти от шланга на достаточное расстояние — и он представится нам одномерным линейным объектом: его толщину мы попросту перестанем воспринимать. Именно о таком эффекте и принято говорить, как о компактификации измерения: в данном случае «компактифицированной» оказалась толщина шланга — слишком мала шкала масштаба измерения.

Именно так, по утверждениям теоретиков, исчезают из поля нашего экспериментального восприятия реально существующие дополнительные измерения, необходимые для адекватного объяснения свойств материи на субатомном уровне: они компактифицируются, начиная с шкалы масштабов порядка 10–35 м, и современные методы наблюдения и измерительные приборы просто не в состоянии обнаружить структур столь малого масштаба. Возможно, всё именно так и есть, а возможно, всё обстоит совершенно по-другому. Пока нет таких приборов и методов наблюдения, все вышеприведенные доводы и контрдоводы так и останутся на уровне досужих спекуляций.

30

Показать комментарии (30)

Свернуть комментарии (30)

  • psihoner
     30.05.2006  14:17

    Ответить

    Физика рано или поздно подойдет к пределу, когда теории невозможно будет подтвердить экспериментально. От этого никуда не деться, но вовсе не значит, что нужно прекращать задумываться над неизвестным.

    Ответить

    • vlad2006
      psihoner 15.07.2006  23:10

      Ответить

      Не верю я в это, человечество всегда идёт вперёд так и технология,
      поэтому я думаю так(я могу ошибатся).

      Ответить

    • msk1147
      psihoner 31. 05.2009  17:16

      Ответить

      Она (физика) уже не раз это делала, и тем не менее со временем всегда находился способ проверить теорию на практике.

      Ответить

  • kesar
     13.07.2007  06:53

    Ответить

    Теоретическая модель, построенная на на матабстракции. Все же Голова кругом, скоро преобразования фурье не будут охватывать всю полноту теоретических изощрений физиков. А струна что будет из себя представлять? =)

    Ответить

  • лёха
     03.08.2007  23:40

    Ответить

    Красивая теория уже сама по себе — произведение! В смысле — искусства мыслить! А вот если бы пацаны научились делить на нуль! Представьте себе алгебру в которой деление на ноль допустимо! Скажем, получается некоторая «неопределенность». Вот только свойство этой «неопределенности» зависит от порядка делимого (для тех кто подзабыл: делитель — 0) Назовем это свойство «плотность неопределенности» и численно приравняем к наименьшему значащему разряду делителя. Например, 3:0#1 ; 57:0#2 ; 0,000381:0#-6 и т.д.
    Ладно, заболтался я тут с вами…

    Ответить

    • Рулин
      лёха 09.11.2007  18:33

      Ответить

      Теория суперструн — банкротство прострнаственной физики. Сначало в их пространстве было 3 измерения, потом 4, потом 5, теперь 11, а некоторые уже хотят сделать суперструнную теорию на 26 измерений. А будет очередная нестыковочка, ещё 2-3 измерения припишут.
      На самом деле никакого пространства не сущевствует , поэтому если не отказаться от контрпродуктивной гипотезы о его сущевствовании, число измерений будет расти лавинообразно -http://rulin.nightmail.ru/anti2.htm

      Ответить

  • OWL07
    лёха 16. 08.2009  21:54

    Ответить

    Вы наверное будете очень удивлены, но в алгебрах нет операции деления. Есть, например операция умножения на обратный элемент группы. А еще больше Вы наверное удивитесь, если узнаете, что «0» это, вообще говоря «1» группы относительно сложения. Ну там много чего еще, но самое главное нет необходимости пацанам учиться делить на «0». Нет возможности создать группу с «плотностью неопределенности» в Вашем понимании, а значит не создать и соответствующую алгебру, а отсюда ее представление и применение для создания моделей каких либо процессов. К сожалению.

    Ответить

  • FilosOFF
     08.01.2008  22:25

    Ответить

    Помоему автор сам намекал в своем тексте на то что этой теорией он вешает нам всем лапшу на уши, когда упоминает про лапшу и вермишель(думаю неспроста он про них написал). Мое мнение по этому поводу таково, всякие теории существуют на земле, мало того сколько людей столько и теорий. А помоему весь мир наш состоит из любви, это то из чего состоим мы все живые. А граница между живым и неживым очень тонка, так вот постигая природу неживого(материи), мы так или иначе хотим получить подтверждение своему бессмертию(такой же материи) в этом мире. Хотим знать будет что либо существовать после нашей смерти или нет. Так сказать, найти эликсир бессмертия, хотя многие не отдают себе в этом отчета. Мы заключены во вселенную и вселенная заключена в нас, так как мы являемся частью ее. С нашей смертью вселенная внутри нас распадется, и неважно из чего она сотворена, она смешается с другой вселенной в которой были мы. Этот факт многие называют смертью, насамом деле и та идругая вселенная осталась, а мы перешли в другую форму бытия. И бояться здесь нечего. Наша вселенная заключена в БОГЕ,как мы его называем. Хотя насамом деле он и есть вселенная, во всех ее проявлениях. И все что нас окружает пронизано его любовью, просто мы не хотим его слышать, хотим поставить себя на его место, сами стать богами,и корни всего этого надо искать в нашем детстве как сказал бы дедушка Фрэйд.
    А вообще можно было проанализировать морфологически этот текст может автор хотел другое что сказать(материя от слова мать и т.д. и т.п.).

    Ответить

    • msk1147
      FilosOFF 31.05.2009  16:35

      Ответить

      Ага, а ещё мы все умрем. 🙂

      Ответить

    • 75395146
      FilosOFF 18.12.2009  18:04

      Ответить

      Класно сказано. Вот только каждый человек хочет объянить Вселенную: кто чувствами, кто мыслями, а кто-то цифрами или формулами и каждое виденье имеет свое право

      Ответить

  • tor
     19.11.2009  16:30

    Ответить

    Чего то объективно верного (истины) узнать никто никогда всё равно не сможет, даже теоретически. Поэтому главная задача любой теории не правду матку показать, а описать рассматриваемый процесс с достаточной точностью и мочь предсказать развитие этого процесса или процессов в дальнейшем при разных исходных данных.
    Поэтому если докажут, что теория струн со своими 11 измерениями более точно описывает рассматриваемые процессы, то почему бы и нет.

    Ответить

  • victor1502
     04.01.2010  15:42

    Ответить

    теория струн-всего лишь один из способов познания-объяснения нашего мира в удобном нам образе.

    Ответить

  • zlojmag
     02.02.2010  11:24

    Ответить

    Мне эта теория больше нравится, чем рассказы про всякие шкварки (лапшу я больше люблю). С этой теорией например проще объяснить движение света. Ведь как мы знаем свет с одной стороны это движение частиц (фотонов), с другой стороны это волна. А теория струн может объединить эти две теории, например если сказать что световая волна это и есть струна с набором гармоник, которая и соответствует фотону. Может быть частота и амплитуда струн влияют ещё и на скорость частиц. Но для наглядности 11 измерений одной струны лучше заменить 11-ю струнами с разным набором гармоник. Одна струна отвечает за цвет, другая за массу, третья за объём, четвёртая за запах, и т.д. Как вам моя теория?)

    Ответить

  • Свойвзгляд
     05.02.2010  08:26

    Ответить

    До какого же предела фантазий может дойти воспалённое идеализмом сознание Математиков. Вот ещё один яркий пример результатов построение теории на ложных математических основаниях практики счёта. Распаясались Математики до нельзя. Этакая каста новоиспечённых жрецов счёта. Зря тратите своё время на этот бред! Эта теория лишь очередной признак заворота мозгов у математиков.

    Ответить

    • egor_razzghivin
      Свойвзгляд 13.02.2011  21:34

      Ответить

      Я считаю что ваши суждения, профанация — сбивающая людей с пути мечтания. Ибо все о чем думал и мечтал человек рано или поздно становилось реальностью. Говоря о реальностях ну не ужели вас не привлекает пускай и математическая но все же россыпь тех же самых теорий струн каждая из которых граничный случай одной суперструнной теории, так прекрасно описывающей наш мир. Своими примитивными суждениями о » физике фундаментальных выживаний » вы мешайте людям мечтать, и повторяюсь, воплощать все эти математические как вы говорите «замки» в реальность. Что говорит о том что человек склонен находить и видеть ,то о чем думает и мечтает и это сущая правда. Но возвращая все это дело к реальности вам нужно понимать что кварки существуют и это уже доказано. И я не удивлюсь если через несколько лет по телевизору скажут о том что мы живем совсем не в четырехмерном а в 10ти мерном пространстве, и все эти пространства не видны как суть из-за компактизации пространств или еще по какой либо причине, или видны. И я только порадуюсь тому что струны есть и что они колеблются в пределах бран и это раскроет еще большее простор для фантазий, это движет науку и нас, а вы предлагайте отказаться от всего этого и пойти по пути наименьшего сопротивления. Вам стоило бы более серьезно заняться изучением фундаментальных наук, прежде чем делать такие выводы. Вы думайте что все гениальное просто, да конечно просто только это открывается после того как долго долго трудился и думал об этом, вычислял, предполагал. Думаете падающее на голову Ньютону яблоко дало бы ему то что мы имеем в рамках классической физики, если бы он был свинопасом. (пускай она и частный случай более серьезной физики, как и все теории впрочем). И на последок могу сказать мечтайте люди, ибо это и движет науку, и потом когда вы будете измучены различного рода предположениями и теориями вы крикните ЭВРИКА, это просто, это гениально, УРА.

      Ответить

  • alexlotov
     04. 09.2010  12:00

    Ответить

    «Несколько теорий, различающихся на сверхмалых расстояниях, могут привести к одному и тому же макроскопическому миру. Даже одна и та же суперструнная теория при различном наборе значений параметров может привести к самым разнообразным макроскопическим мирам»

    — По моему, в этом нет ничего необычного. Материя в своем основании так и должна себя вести, чтобы быть самым настоящим строительным материалом единственного реального Мира, из которого легко можно было бы построить что угодно многочисленными способами.

    Ответить

  • psin
     12.09.2010  18:37

    Ответить

    Нашу вселенную можно представить как колеблющуюся струну с периодом колебаний в млрд лет что в каком-то мире другого порядка будет бесконечно малым

    Ответить

    • Valentina
      psin 06. 11.2010  18:52

      Ответить

      Материя всех объектов Мироздания, в том числе человека, создается из частиц универсального поля Мироздания? Частицы имеют 11 параметров или измерений?
      Все Мироздание состоит из этого универсального поля?
      Человек сначала проявляет мысленное желание сделать шаг в другую точку пространства, затем перемещается. Как поле универсальных частиц или струн осуществляет это перемещение? На прежнем месте разбирает материю тела, на новом — собирает?

      Ответить

  • kaktus
     09.07.2011  21:28

    Ответить

    а можно мое мнение?

    А поток времени разделен на две линии, точнее струны, первая из прошлого в будущее и вторая из будущего в прошлое. В пересечении их есть момент настоящего или проявленная явь.
    В свою очередь эти две ленты, которые бегут навстречу друг к другу, в месте встречи проявляя видимый мир, делятся на многие информационные полосы. В каждом сегменте этих информационных полос как бы записаны неизменяемые объемы информации. И они эти объемы имеют миллиарды вариаций. И ваша жизнь записана, каждая мелочь все по долям секунд.
    Это схема упрощена, так как временные ленты выглядят как два конуса , соединенные своими вершинами в одной точке которая именуется вселенная, один конус это будущее оно фокусирует все события в одну точку. Второй конус это прошлое оно расфокусирует все произошедшие события. В центре этих конусов есть две оси в виде струн. Струны только в одной точке соприкасаются, это и есть настоящее. Система очень точная и стабильная.

    Ответить

    • НЕПОСТИЖИМЫЙ
      kaktus 26.06.2012  01:20

      Ответить

      А кто берет аккорды на этих ваших струнах?
      Я думаю,что надо для начала(делая это честно) дать себе определение слова время. И осознав,что в голове пустота,открыть толковый словарь.
      Хотя,там плохое определение,но за неимением лучшего…
      Ничего личного,господин кактус!
      Просто не понятно-каким образом вы определили стабильность описаной вами системы…

      Ответить

  • kobeykin
     28.10.2011  13:36

    Ответить

    Всё проще. Стоячие волны в трёхмерном пространстве. Вопрос — почему они возникли.

    Ответить

    • vnsafronov
      kobeykin 30.04.2012  16:57

      Ответить

      На этот вопрос никто Вам внятно не ответит.

      К вопросу о периодичности любых объектов я пришел с другого конца

      Рукопись задепонирована
      Сафронов В. Н. Всеобщий периодический закон в биологии и других, гомологичных объект-системах в системе объектов эволюции вселенной. Центра «Рослесозащиты» Московская специализированная лесоустроительная экспедиция. – Пушкино, 2001 г, 85с. Деп. в ВНИИТЭИ № 18437 от 16 января 2001 г. и аннотированная в 1.1 выпуске электронного издания БД «Агрос» № 0329600034 «Информрегистр» за 2001 г. http: //www. CNSHB. ru / vniitei/

      Затем рукопись от научно исследовательского института при заводе АКРИХИН опубликована в тезисах и научное общество информировано о наличии депонированной статьи и ее некоторых выводах

      ТЕЗИСЫ ДОКЛАДОВ, IX РОССИЙСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ КОНГРЕСС «ЧЕЛОВЕК И ЛЕКАРСТВО» 8-12 апреля 2002 года

      Затем опубликована на Международной конференции «ЦИКЛЫ» 2003 г,
      Сафронов В. Н. Всеобщий периодический закон в биологии и в других гомологичных объект-системах. Международная конференция «ЦИКЛЫ», № 4. Ставрополь, 2003. С. 127-155. www.stavedu.ru раздел «Научные объединения», «Циклы».

      Но у меня есть только эти биглиографические ссылки и поэтому я разместил её на своем сайте с учетом дискуссий на «Dxdy.ru» – научны16й форум и «Наука и жизнь» — научно-популярный портал журнала с дополнениями и разъяснениями её можно посмотреть http://vladimir-safronov. narod2.ru/

      Ответить

  • роткив
     08.02.2014  20:26

    Ответить

    чтобы ни кого не задевать,выражу свою точку зрения.лично для меня это натуральная подгонка,подгонка к ответу.что это именно так,на основании эквивалентности и так далее. да красиво и просто, и логично,и можно ползти дальше за струны,калибровочные бозоны,как они возникают, появляются,потом придумаем новые кирпичики,которых высветить вообще будет не возможно,ничего мы еще что-нибудь предположим. хватанули у Эйнштейна непонятную эквивалентность,которую надо еще раскладывать и привязывать к месту в пространстве,в локальной форме которой, гуляют потенциалы синтеза функционального решения в треугольном алгоритме и предельную космологическую постоянную,так надо было идти за ним еще дальше,где он вообще упёрся в понимания движения,а где импульсы и схождения их между собой по резонансам,без которой форма не форма. вы критерий не объедите никогда и будете все равно строить от него- по всем раскладам взаимодействий и построений. для меня ваша физика не интересная и проблемная в базовом состоянии решения.природа ведь возникает и растет,и решает проблемные состояния.она же не механическая конструкция. шутка. надеюсь никого не обидел.

    Ответить

  • edmen
     07.05.2014  08:02

    Ответить

    А если представить, что струны — это пространственные или меж пространственные искажения в многомерном пространстве, то получается — материи нет?

    Ответить

  • роткив
     19.05.2014  23:44

    Ответить

    не желаю ничего навязывать.чтобы точно понять и высветить ту реальную проявляющуюся для нас сложность взаимодействующих построений возникающие в балансе сторон,а именно в их функциональности,где рождаются для этого данные соответствующие составляющие,мы обязаны понять структурную базовую основу проявляющегося движения,как результата проявления и ощущения,которое по человеческим примитивным меркам связываем это с материальностью,что принципе и держит нас,ее же надо привязать,как индивидуальность и получается четвертая величина не вписывающаяся в треугольник решения. вот так просто,желаю,вам чтобы поняли.

    Ответить

    • Написать комментарий

    1948

    Большой взрыв

    1961

    Стандартная модель

    1968

    Теория струн

    XXI в. ?

    Универсальные теории

    около 1895

    Теория сцепления-натяжения

    1948

    Теория стационарной Вселенной

    Новостная рассылка
     

    «Элементы» в соцсетях: 

    Теория струн: руководство для начинающих

    Майкл Маршалл

    Теория струн — это идея о том, что элементарные частицы, которые мы наблюдаем, представляют собой не точечные точки, а крошечные струны

    (Изображение: clix, stock. xchng)

    Теория струн — одна из самых известных идей в современной физике, но она также и одна из самых запутанных.

    В его основе лежит идея о том, что элементарные частицы, которые мы наблюдаем, представляют собой не точечные точки, а крошечные струны, которые настолько малы, что наши лучшие инструменты не могут сказать, что они не являются точками.

    Он также предсказывает, что помимо очевидных длины, ширины и глубины в пространстве существуют дополнительные измерения, но мы их не ощущаем, потому что они сгруппированы в крошечных пространствах.

    Реклама

    Хотя эти понятия очень странные, ключевой проблемой для струнных теоретиков на самом деле была сложность проверки их идей.

    На этой неделе мы встретились с Эдвардом Виттеном , одним из ведущих сторонников теории струн (см. Внутри запутанного мира теории струн ). Чтобы сопровождать это интервью, мы составили руководство для начинающих по одному из самых странных творческих подвигов физики.

    Теория струн может предсказать нашу Вселенную (только по подписке)

    Почему наша Вселенная такая, какая она есть? Если бы некоторые из его фундаментальных законов были хоть немного другими, наш мир был бы странным и смертоносным местом. Вместо этого он кажется изысканно настроенным, чтобы сделать жизнь возможной. Теория струн могла бы объяснить, почему.

    Теория всего: Мы уже почти у цели? (только по подписке)

    Физики считают, что сразу после Большого взрыва существовала только одна сила, и когда Вселенная остыла, она разделилась на четыре силы, которые мы сейчас наблюдаем. Теория струн — самая популярная идея для объяснения существования этих четырех взаимодействий, но у нее есть серьезные конкуренты.

    Струны с изгибом (только по подписке)

    Одним из наиболее широко освещаемых аспектов теории струн является потребность в дополнительных «крошечных» измерениях пространства. Но в конце концов эти дополнительные измерения могут и не понадобиться — по крайней мере, если к этому имеет какое-то отношение идея 40-летней давности под названием «теория твисторов».

    Теория струн может привести к множеству вселенных

    Теория струн описывает 10 500 отдельных вселенных с разными природными константами и даже с разными законами физики. Многие физики считают, что это слабость теории, но Леонард Сасскинд считает, что это действительно может помочь нам понять, почему наша Вселенная так хорошо подходит для жизни.

    Может ли теория струн учитывать инфляцию?

    Считается, что на заре своего существования Вселенная чрезвычайно быстро расширялась в результате процесса, называемого «инфляцией». Это хорошо принято в физике, но оказывается, что теория струн не может воспроизвести инфляцию. Это может быть проблемой для теории струн — или для инфляции.

    БАК может исключить теорию струн

    Столкновения частиц могут показать, неверны ли некоторые фундаментальные предположения теории струн. Как только он заработает должным образом, Большой адронный коллайдер сможет достичь энергии, необходимой для выявления этих эффектов.

    Теория струн: Она еще не умерла

    Несмотря на то, что теория струн захватила общественное воображение, она теряет свою общественную привлекательность. Шон Кэрролл утверждает, что, несмотря на трудности проверки, теория все же дала нам много ценных результатов.

    Связанный льдом охотник за нейтрино может подтвердить теорию струн

    Нейтринный эксперимент на Южном полюсе может обнаружить предсказанные эффекты теории струн. Эксперимент IceCube сможет обнаруживать до 10 космических нейтрино в год. Эти нейтрино могут показать существование дополнительных пространственных измерений, что является ключевым предсказанием теории струн.

    Теория струн наносит ответный удар (только по подписке)

    Столкнувшись с обвинениями в том, что их математические модели не могут быть проверены, теоретики струн реагируют множеством мыслей о том, как проверить свои идеи. К ним относятся поиск гравитационных волн и тщательное изучение результатов ускорителей частиц.

    Космическая струна&двоеточие; Поиск продолжается (только по подписке)

    Одно из самых драматических предсказаний теории струн состоит в том, что мы должны найти космические струны. Это были бы миллиарды световых лет в длину, тоньше протона и невероятно плотные. Поскольку они могли проявить себя на изображениях далеких галактик, поиски продолжаются.

    Еще по этим темам:

    • космология
    • квантовая наука
    • время
    • квантовая механика

    Теория струн простыми словами — Astrogeekz

    Опубликовано by astrogeekz

    И квантовая физика, и общая теория относительности Эйнштейна очень хорошо работают в соответствующих областях, но крайне несовместимы друг с другом. Теория струн говорит о частице, известной как «гравитон», которая считается квантово-механической частицей, опосредующей силу гравитации. Следовательно, теория струн считается теорией квантовой гравитации и потенциальным кандидатом на роль теории всего.

    В этой статье делается попытка объяснить теорию струн простыми словами. Давайте начнем!

    Что такое строка?

    Теория струн утверждает, что все в нашей Вселенной состоит из крошечных вибрирующих струн. Эти строки являются одномерными объектами и идентичны друг другу. Каждая известная нам фундаментальная частица, такая как электроны, кварки, фотоны, глюоны и т. д., состоит из этих струн.

    Причина, по которой кварк кажется отличным от электрона, заключается в том, что оба вибрируют на разных частотах. Эти струны очень маленькие. Считается, что длина струны порядка планковской длины, т. е. 10 -35 метров или примерно в 10 -20 раз больше диаметра протона. Теория струн работает с двумя типами струн — закрытыми струнами и открытыми струнами.

    Открытая струна (слева) и закрытая струна (справа)

    Что такое брана?

    По мере развития теории струн было обнаружено, что для ее работы требуются дополнительные объекты, известные как браны. Брана в теории струн — это объект, который обобщает понятие точечной частицы на любое количество измерений. Например, точка — это брана нулевой размерности, струна — брана размерности один, плоскость — брана размерности два и так далее. Таким образом, 0-брана — это точечная частица, 1-брана — струна, а 2-брана — плоскость.

    Струны могут прикрепляться к этим бранам одним или обоими концами (как показано на рисунке ниже).

    Открытые струны, прикрепленные к двум бранам на обоих концах

    Почему более высокие измерения?

    Для работы теории струн четырех измерений (3 пространства + 1 время) недостаточно. Таким образом, теория струн подразумевает, что наша Вселенная должна иметь дополнительные «скрытые» измерения. Где эти дополнительные измерения и почему мы их не видим?

    Физики считают, что эти дополнительные измерения свернуты в компактное пространство и слишком малы, чтобы мы могли наблюдать или обнаруживать их. Различные типы теорий струн требуют разного количества измерений для их математической непротиворечивости. Например, в теории бозонных струн (старая версия теории струн) пространство-время 26-мерное, тогда как в теории суперструн (новая версия теории струн) оно всего лишь 10-мерное.

    Теория струн также предлагает идею параллельных вселенных. Дополнительные измерения в теории струн могут принимать различные возможные формы, каждая из которых, возможно, соответствует своей собственной вселенной со своими собственными наборами физических законов.

    Типы теории суперструн

    До 1995 года существовало пять различных версий или типов теории суперструн, каждая из которых была самосогласованной. Этими пятью теориями суперструн были:

    • Теория струн типа I,
    • Теория струн типа IIA,
    • Теория струн типа IIB,
    • Гетеротический SO (32) теория струн и
    • Гетеротическая E 8 × E 8 теория струн

    В 1995 году физик Эдвард Виттен настаивал на том, что все эти различные версии могут быть объединены в единую теорию, известную как М-теория (где М может означать мать, магию, тайну или мембрану). М-теория предлагает Вселенную 11 измерений.

    Заключение:

    Хотя экспериментальных доказательств теории струн нет, она все же дает нам надежду на то, что мы сможем объединить физику. Прелесть теории струн заключается в идее, что все в нашей Вселенной (включая гравитацию) можно свести к фундаментальной идентичности, известной как струна. Помимо теории струн, существует ряд предложенных теорий квантовой гравитации, двумя главными кандидатами являются теория струн и петлевая квантовая теория гравитации (LQG).