Super String teorie gewilde taal vir Dummies

Super String teorie, in gewilde taal, is die heelal as 'n stel van vibrerende stringe van energie - stringe. Hulle is die basis van die natuur. Hipotese beskryf die ander elemente - vliese. Alle stowwe in ons wêreld bestaan uit vibrasies van snare en vliese. 'N natuurlike gevolg van die teorie is die beskrywing van swaartekrag. Dit is waarom die wetenskaplikes is van mening dat dit die sleutel tot die eenwording van swaartekrag met ander interaksies bevat.

Die konsep is ontwikkel

Die teorie van die verenigde veld, super na teorie - suiwer wiskundige. Soos alle fisiese konsepte, is dit gebaseer op die vergelykings wat in `n sekere sin geïnterpreteer kan word.

Vandag, niemand weet presies wat sal die finale weergawe van hierdie teorie wees. Die wetenskaplikes het 'n taamlik vae idee van sy gemeenskaplike elemente, maar niemand het nog kom met 'n finale vergelyking sou word verswelg al Super String teorie en eksperiment het nog nie in staat was om dit te bevestig nie (hoewel ook weerlê). Fisici het 'n vereenvoudigde weergawe van die vergelyking geskep, maar tot dusver is dit nie heeltemal beskryf ons heelal.

Super String teorie vir beginners

In die hipotese op vyf belangrike idees.

1. Super String teorie voorspel dat al die voorwerpe van ons wêreld is saamgestel uit vibrerende stringe van energie en membrane.
2. Sy probeer versoen algemene relatiwiteit (swaartekrag) met kwantumfisika.
3. Super String teorie sal al die fundamentele kragte van die heelal te integreer.
4. Hierdie hipotese voorspel 'n nuwe verband, Super Symmetrie, tussen twee fundamenteel verskillende tipes deeltjies, bosone en fermione.
5. Die konsep beskryf 'n aantal bykomende, gewoonlik onwaarneembare dimensies van die heelal.

Snare en vliese

Wanneer die teorie in die 1970's ontstaan het, is energie stringe in dit oorweeg 1-dimensionele voorwerpe - stringe. Die woord "een-dimensionele" dui daarop dat die string het net een dimensie, lengte, in teenstelling met, byvoorbeeld, 'n vierkant, wat 'n lengte en hoogte het.

Hierdie super na teorie verdeel in twee tipes - gesluit en oop. Oop string het wenke wat nie in kontak met mekaar, terwyl die geslote string is 'n lus met geen oop kante. As gevolg hiervan, is daar gevind dat hierdie snare, stringe genoem die eerste tipe, blootgestel 5 basiese tipes interaksies.

Interaksies is gebaseer op snare vermoë om aan te sluit en deel hul wenke. Sedert die einde van 'n oop snare saam kan kom om geslote vorm, is dit onmoontlik om 'n teorie van superstrings, wat nie 'n haak string op te rig.

Dit bewys belangrik as geslote snare het eienskappe wat vermoedelik fisika wat swaartekrag kan beskryf. Met ander woorde, besef wetenskaplikes wat die Super String teorie, in plaas van die verduideliking van die saak deeltjies kan hul gedrag en die krag van swaartekrag beskryf.

Jaar later is ontdek dat, bykomend tot snare, en ander noodsaaklike elemente van die teorie. Hulle kan beskou word as velle of Brane. Snare kan hulle een of beide kante aangeheg word.

kwantumswaartekrag

Moderne fisika het twee hoof wetenskaplike wet: die algemene relatiwiteitsteorie (GR) en kwantum. Hulle verteenwoordig 'n heeltemal ander gebied van die wetenskap. Kwantumfisika handel oor die kleinste deeltjies van natuurlike en GTR, as 'n reël, beskryf die aard van die skaal van planete, sterrestelsels en die heelal in sy geheel. Hipoteses wat probeer om hulle te kombineer, staan bekend as die teorie van kwantum swaartekrag. Die mees belowende van hierdie is nou die tou.

Geslote draad stem ooreen met die gedrag van swaartekrag. In die besonder, hulle besit eienskappe graviton deeltjie vervoer swaartekrag tussen voorwerpe.

kragte saam te snoer

String teorie poog om die vier kragte te verenig - elektromagnetiese, sterk en swak kernkragte, en swaartekrag - in een. In ons wêreld, wat hulle manifesteer as vier verskillende verskynsels, maar string theorists glo dat in die vroeë heelal, toe was daar ongelooflike hoë vlakke van energie, al hierdie kragte word beskryf deur snare, interaksie met mekaar.

Super Symmetrie

Alle deeltjies in die heelal kan verdeel word in twee tipes: bosone en fermione. String teorie voorspel dat daar 'n verhouding tussen hulle, bekend as Super Symmetrie. As Super Symmetrie vir elke boson en fermion moet bestaan vir elke fermion - boson. Ongelukkig eksperimenteel bestaan van sulke deeltjies is nie bevestig word nie.

Super Symmetrie is 'n wiskundige verband tussen die elemente van fisiese vergelykings. Sy is gevind in 'n ander gebied van fisika en die toepassing daarvan het gelei tot die herbenaming van die teorie van Super Symmetrie string (of Super String teorie, in gewilde taal) in die middel van die 1970's.

Een van die voordele van Super Symmetrie is dat dit grootliks vereenvoudig die vergelyking, sodat 'n paar veranderlikes uit te skakel. Sonder Super Symmetrie vergelykings lei tot fisiese teenstrydighede, soos die oneindige waarde en denkbeeldige energievlakke.

Sedert wetenskaplikes 'n deeltjie voorspel deur Super Symmetrie nie waargeneem, dit is nog steeds 'n hipotese. Baie fisici van mening dat die rede vir hierdie - die behoefte aan 'n beduidende hoeveelheid energie, wat geassosieer word met 'n bekende gewig van Einstein se vergelyking E = mc ^2. Hierdie deeltjies kan bestaan in die vroeë heelal, maar as dit afgekoel, en ná die Oerknal, die energie verspreiding, is hierdie deeltjies verskuif na 'n lae energie vlakke.

Met ander woorde, die snare vibreer as 'n hoë energie deeltjies verloor energie, wat hulle elemente gemaak met 'n laer vibrasie.

Navorsers hoop dat astronomiese waarneming of eksperiment met partikelversnellers bevestig teorie, die identifisering van 'n paar van supersimmetriese elemente met hoër energie.

addisionele metings

Ander wiskundige gevolg van die snaar teorie is dat dit sinvol in die wêreld, die aantal metings is groter as drie. Tans is daar twee verklarings vir hierdie:

1. Bykomende metings (ses van hulle) het gevou, of, in die terminologie van die snaar teorie compactified om die ongelooflike klein grootte, te sien wat nooit sal slaag nie.
2. Ons is vas in 'n 3-dimensionele Brane, en ander dimensies langer as dit en is nie beskikbaar vir ons.

'N belangrike gebied van navorsing onder teoretici is die wiskundige modellering van hoe dié bykomende poste kan gekoppel word aan ons eie. Onlangse resultate voorspel dat wetenskaplikes sal binnekort in staat wees om hierdie ekstra dimensies op te spoor (indien dit bestaan) in die komende eksperimente, as hulle groter is as wat voorheen verwag is.

begrip van die doel

Die gesoek deur wetenskaplikes ondersoek superstrings doel - "teorie van alles", dit wil sê 'n enkele fisiese hipotese dat 'n fundamentele vlak beskryf al die fisiese werklikheid ... Indien dit suksesvol is, kan dit baie vrae oor die struktuur van ons heelal te verduidelik.

Verduideliking van materie en massa

Een van die belangrikste take van die moderne navorsing - die soeke na oplossings vir werklike deeltjies.

String teorie begin as 'n konsep wat die deeltjies soos hadrone, verskeie hoër vibrasie state van die snare. In die meeste moderne formulerings, saak, waargeneem in ons heelal is die gevolg van vibrasie van snare en vliese met die laagste energie. Die vibrasies genereer meer hoë-energie deeltjies, wat nou in ons wêreld is nie bestaan nie.

Die massa van hierdie elementêre deeltjies is 'n manifestasie van hoe die snare en vliese compactified toegedraai in bykomende dimensies. Byvoorbeeld, in 'n vereenvoudigde wanneer hulle gevou in die vorm van 'n donut, genoem wiskundiges en fisici torus string kan hierdie vorm draai op twee maniere:

• kort lus deur die middel van die torus;
• lank lus om die hele buitenste omtrek van die torus.

Die kort lus is 'n ligte deeltjie, en die meeste - ernstig. Wanneer jy draai die tou rondom die TOROÏDALE compactified meet die vorming van nuwe elemente met verskillende massas.

Super na teorie Kortliks en duidelik, eenvoudige en elegant verduidelik die oorgang lengte in massa. Ineengestort meting is baie moeiliker torus, maar in beginsel hulle werk ook.

Dit is selfs moontlik, maar dit is moeilik om te dink dat die koord vou die torus in twee rigtings gelyktydig, wat sal lei tot die ander deeltjie met 'n ander massa. Vliese kan ook die ekstra dimensies draai, skep selfs meer geleenthede.

Definisie van ruimte en tyd

In baie weergawes van super na teorie van meting in duie stort, maak hulle onwaarneembare op die huidige vlak van tegnologie-ontwikkeling.

Op die oomblik is dit nie duidelik of string teorie die fundamentele aard van ruimte en tyd as het Einstein kon verduidelik. Dit dimensies is die agtergrond vir die interaksie van snare en onafhanklike ware sin nie.

Ons bied 'n verduideliking, is nie heeltemal gefinaliseer, wat verband hou met die indiening van die ruimte-tyd en wyl 'n afgeleide van die totale bedrag van al string interaksies.

Hierdie benadering nie voldoen aan die menings van sommige fisici wat gelei het tot kritiek van die hipotese. Mededingende teorie van lus kwantum swaartekrag as 'n beginpunt gebruik van die kwantisering van ruimte en tyd. Sommige mense glo dat uiteindelik sal dit net 'n ander benadering tot almal van dieselfde basiese hipotese wees.

Kwantisering van swaartekrag

Die belangrikste prestasie van hierdie hipotese, indien bevestig, sal 'n kwantum teorie van swaartekrag wees. Huidige beskrywing van swaartekrag in algemene relatiwiteit teenstrydig is met kwantumfisika. Laaste, die instelling van beperkings op die gedrag van klein deeltjies, terwyl 'n poging om die heelal te verken in 'n baie klein skaal lei tot teenstrydighede.

Die eenwording van magte

Op die oomblik is fisici bekend vier fundamentele kragte: swaartekrag, elektromagnetisme, swak en sterk kern interaksies. Van string teorie beteken dit dat al hulle eens was manifestasies van dieselfde.

Volgens hierdie hipotese, soos die vroeë heelal afgekoel ná die Oerknal, dit is 'n enkel interaksie is verdeel in verskillende operating vandag.

Eksperimente met 'n hoë energie ooit in staat stel om die unie van hierdie kragte te vind, alhoewel hierdie eksperimente is ver buite die huidige tegnologie-ontwikkeling.

vyf opsies

Na super na revolusie in 1984, die ontwikkeling plaasgevind het by 'n koorsagtige tempo. As gevolg hiervan, in plaas van een konsep het vyf, genoem tipe I, IIA, IIB, HO, HY, wat elkeen is byna heeltemal beskryf ons wêreld, maar nie aan die einde.

Fisika, raak weergawe van die snaar teorie in die hoop van die vind van ware universele formule, geskep 5 verskillende variante van selfonderhoudend. Sommige van hulle eienskappe weerspieël die fisiese werklikheid van die wêreld, die ander was onwaar.

M-teorie

By 'n konferensie in 1995, die fisikus Edward Witten voorgestel dat 'n vet oplossing vir die vyf hipoteses. Gebaseer op die onlangse ontdekking van dualiteit, het hulle almal geword spesiale gevalle van 'n enkele omvattende konsep genaamd Witten M teorie van superstrings. Een van die belangrikste konsepte dit Brane geword (afkorting van membraan), basiese voorwerpe wat meer as een dimensie. Alhoewel die skrywer die volledige weergawe, wat nie so ver nie aangebied, die M-teorie van superstrings bestaan kortliks uit die volgende kenmerke:

• 11-dimensie (10 plus 1 ruimtelike temporale dimensie);
• dualiteit, wat lei tot vyf teorieë wat dieselfde fisiese werklikheid;
• vliese - snare, met meer as 1 meting.

ondersoek

As gevolg hiervan, in plaas van die een was daar 10 ⁵⁰⁰ besluite. Vir sommige fisici was dit die oorsaak van die krisis, terwyl ander het die antropiese beginsel, wat die eienskappe van die heelal met ons teenwoordigheid in dit verduidelik. Dit is nog te verwag, wanneer teoretici 'n ander manier om die Super String teorie opgevolg sal vind.

Sommige interpretasies sê dat ons wêreld is nie die enigste een. Die mees radikale weergawes laat die bestaan van 'n oneindige aantal heelalle, waarvan sommige bevat presiese kopieë van ons eie.

Einstein se teorie voorspel dat die bestaan van 'n minimum beperk ruimte, wat 'n wormgat of Einstein-Rosen brug genoem. In hierdie geval verband hou die twee afgeleë plek kort gang. Super String teorie kan nie net dit nie, maar ook die verband van afgeleë punte van die parallelle wêrelde. Jy kan selfs skuif tussen heelalle met verskillende wette van fisika. Maar die waarskynlike opsie, wanneer die kwantum teorie van swaartekrag hul bestaan onmoontlik sal maak.

Baie fisici van mening dat die holografiese beginsel, wanneer al die inligting vervat in die volume ruimte, stem ooreen met die wat op die oppervlak inligting, sal 'n dieper begrip van die konsep van krag stringe toelaat.

Sommige mense glo dat die Super String teorie kan verskeie metings van tyd, wat lei tot 'n reis deur hulle wees.

Daarbenewens, in die raamwerk van die hipotese is daar 'n alternatief vir die Oerknal-model, waarvolgens ons heelal was die gevolg van 'n botsing tussen twee vliese en gaan deur herhaalde siklusse van die skepping en vernietiging.

Die uiteindelike lot van die heelal was nog altyd besig fisici, en die finale weergawe van die snaar teorie kan help om die digtheid van materie en kosmologiese konstante. Wetende dat hierdie waardes, sal kosmoloë in staat wees om te bepaal of die heelal sal krimp totdat, totdat dit ontplof, het alles begin weer.

Niemand weet wat die gevolge van wetenskaplike teorie, solank dit nie sal ontwikkel en getoets. Einstein, skryf die vergelyking E = mc ^2, het nie verwag dat dit sal lei tot die opkoms van kernwapens. Die skeppers van kwantumfisika het nie geweet dat dit die basis vir die laser en die transistor sal wees. En hoewel dit nog nie bekend wat sal so 'n suiwer teoretiese konsep, geskiedenis toon dat sekerlik iets besonders sal kry.

Vir meer inligting oor hierdie hipotese kan gevind word in die boek Endryu Tsimmermana "Super String Theory vir Dummies."