A szupersztárok elmélete népszerű a bábuk számára

A szupersztárok elmélete, a népi nyelvben, az univerzumot az energiahordozók vibráló szálak gyűjteményeként ábrázolja. Ők a természet alapjai. A hipotézis más elemeket is tartalmaz. A világ minden anyaga húrok és ásványok rezgéseiből áll. Az elmélet természetes következménye a gravitáció leírása. Ezért a tudósok úgy vélik, hogy ez tartalmazza a gravitáció egyesítésének kulcsát más kölcsönhatásokkal.

A koncepció fejlődik

Az egységes tér elmélete, a szupersztárok elmélete tisztán matematikai. Mint minden fizikai fogalomhoz, olyan egyenletekre épül, amelyek bizonyos értelemben értelmezhetők.

Ma senki sem tudja pontosan, mi lesz az elmélet utolsó változata. A tudósok meglehetősen homályos elképzeléssel rendelkeznek közös elemeiről, de még senki sem született olyan végső egyenletben, amely magában foglalja a szupersztárok összes elméletét, és még kísérletileg nem igazolt (bár megcáfolva is). A fizikusok létrehozták az egyenlet egyszerűsített verzióit, de eddig még nem írta le teljesen a világegyetemet.

A szupersztárok elmélete a kezdőknek

Öt hipotézis alapja a hipotézis.

1. A szupersztárok elmélete szerint a világ minden tárgya vibráló szálakból és energiamembránokból áll.
2. Megpróbálja ötvözni a relativitás (a gravitáció) általános elméletét a kvantumfizikával.
3. A szupersztárok elmélete egyesíti az univerzum összes alapvető erejét.
4. Ez a hipotézis egy új kapcsolatot, szuperszimmetriát jelez, két alapvetően különböző típusú részecskék, bozonok és fermionok között.
5. A koncepció számos további, általában megfigyelhető mérést ír le a világegyetemről.

Húr és ág

Amikor az elmélet az 1970-es években jött létre, az energiaszálakat 1 dimenziós objektumoknak tekintették. Az "egydimenziós" szó azt mondja, hogy a húrnak csak 1 dimenziója van, hossza, ellentétben például egy olyan négyzetével, amelynek hossza és magassága van.

Ezek a superstring elmélet kétféle - zárt és nyitott -. A nyitott karaktersorozatnak olyan végei vannak, amelyek nem érintkeznek egymással, míg a zárt karaktersorozat nyitott vég nélküli hurok. Ennek eredményeképpen azt találták, hogy ezek a húrok, az úgynevezett első típusú vonalak, 5 alapvető típusú kölcsönhatásnak vannak kitéve.

Az interakciók a sztring összekapcsolására és szétválasztására szolgálnak. Mivel a nyitott húrok végei zárt szálakká alakíthatók, nem lehet felépíteni a szupersztriák elméletét, amely nem tartalmazza a hurkolt vonalakat.

Ez fontosnak bizonyult, mivel a zárt szálak tulajdonságai vannak, ahogyan a fizikusok hiszik, ami a gravitációt írja le. Más szavakkal, a tudósok rájöttek, hogy a szupersztorok elmélete, az anyag részecskék magyarázatának helyett, leírhatja viselkedésüket és súlyosságukat.

Hosszú évek után felfedezték, hogy a húrok mellett az elméletnek más elemekre is szüksége volt. Lehetnek lapok vagy ásványok. A húrok egy vagy mindkét oldalhoz rögzíthetők.

Kvantum gravitáció

A modern fizika két alapvető tudományos törvényt tartalmaz: az általános relativitáselmélet (GTR) és a kvantumelmélet. Teljesen különböző tudományterületeket képviselnek. A kvantumfizika a legkisebb természetes részecskéket tanulmányozza, és a GTR általában szabályozza a bolygók, a galaxisok és az univerzum egészének méretét. A hipotéziseket, amelyek megpróbálják egyesíteni őket, a kvantum gravitáció elméletei. Ma a legígéretesebb a sor.

A lezárt szálak megfelelnek a gravitációs viselkedésnek. Különösen gravitációs tulajdonságokkal rendelkeznek, a tárgyak között gravitációs részecskéket hordozó részecskék.

Az erők egyesítése

A string-elmélet négy erőt - az elektromágneses, az erős és a gyenge nukleáris kölcsönhatásokat és a gravitációt - egyesít. A mi világunkban négy különböző jelenségként jelennek meg, ám a zsinórelméletiek úgy vélik, hogy a korai univerzumban, amikor hihetetlenül magas energiaszint volt, mindezeket az erőket az egymással kölcsönhatásban lévő karakterláncok írják le.

szuperszimmetria

Az univerzum összes részecske kétféle lehet: bozonok és fermionok. A sztringelmélet azt jósolja, hogy van köztük egy kapcsolat, az úgynevezett szupersimetria. A szuperszimmetria számára minden bozon esetében léteznie kell egy fermionnak és minden fermionnak egy bozonnak. Sajnálatos módon az ilyen részecskék létezését nem igazolták kísérletileg.

A szupersimetria matematikai összefüggés a fizikai egyenletek elemei között. A fizika egy másik területén felfedezték, és alkalmazása az 1970-es évek közepén a szuperszimmetrikus húr (vagy superstring elmélet, népi nyelv) elméletének átnevezéséhez vezetett.

A szuperszimmetria egyik előnye, hogy nagymértékben leegyszerűsíti az egyenleteket, lehetővé téve a változók kizárását. Szuperszimmetria nélkül az egyenletek fizikai ellentmondásokhoz vezetnek, mint például a végtelen értékek és a képzeletbeli energiaszintek.

Mivel a tudósok nem figyelték meg a szuperszimmetria által előrejelzett részecskéket, ez még mindig hipotézis. Számos fizikus úgy gondolja, hogy ennek oka az, hogy jelentős mennyiségű energiát kell igénybe venni, ami a jól ismert Einstein-egyenlet E = mc ² tömegéhez kapcsolódik. Ezek a részecskék létezhetnek a korai univerzumban, de miközben lehűlt, és az ősrobbanás után az energia elterjedt, ezek a részecskék alacsony energia szintre emelkedtek.

Más szóval, a nagy energiájú részecskéket vibráló szalagok elvesztették az energiát, ami alacsonyabb rezgésű elemekké változtatta őket.

A tudósok reménykednek abban, hogy a csillagászati megfigyelések vagy a részecskegyorsítókkal végzett kísérletek megerősítik az elméletet, és a magasabb szuperszimmetrikus elemeket felderítik.

További mérések

A húrelmélet másik matematikai következménye az, hogy értelme van egy olyan világban, amelynek dimenzióinak száma több mint három. Jelenleg két magyarázat található:

1. További mérések (hat) görbültek, vagy a húrelmélet terminológiájában egy hihetetlenül kis méretre tömörítve, amelyet soha nem fognak észlelni.
2. Egy 3 dimenziós gátba ragadtunk, és más dimenziók túlmutatnak rajta, és nem érhetők el hozzánk.

A teoretikusok kutatásának fontos iránya az a matematikai modellezés, hogy ezek a további koordináták hogyan kapcsolódhatnak a miénkhez. A legfrissebb eredmények azt mutatják, hogy a tudósok hamarosan képesek lesznek felismerni ezeket a további dimenziókat (ha léteznek) a közelgő kísérletekben, mivel ezek nagyobbak lehetnek, mint korábban várták.

A cél megértése

A tudósok arra törekszenek, hogy a szupersztriát vizsgálják a "mindent elmélet", vagyis egy egységes fizikai hipotézis, amely alapvetően leírja az egész fizikai valóságot. Ha sikeres lenne, világossá tenné sok kérdést a mi univerzumunk szerkezetéről.

Az anyag és a tömeg magyarázata

A modern kutatás egyik fő feladata a valódi részecskék megoldásának keresése.

A karaktersorozat olyan koncepcióként kezdődött, amely olyan részleteket ír le, mint a hadronok, a húr különböző magasabb vibrációs állapotai. A legtöbb modern formulációban a világunkban megfigyelt anyag a legalsó energiával rendelkező húrok és ívek rezgéseinek eredménye. A magasabb energiájú rezgések nagy energiájú részecskéket hoznak létre, amelyek jelenleg nem léteznek a mi világunkban.

Ezeknek az elemi részecskéknek a tömege annak a megnyilvánulása, hogy a szálakat és az őrleményeket tömörített további dimenziókban csomagolják. Például az egyszerűsített esetekben, amikor fonál formájában formázzák őket, úgynevezett matematikusok és fizikusok, a karaktersorozat kétféleképpen képes lezárni ezt a formát:

• Egy rövid ciklus a tórusz közepén;
• Hosszú kör a tórusz teljes külső kerületén.

A rövid hurok könnyű részecske, a nagy pedig nehéz. A torus alakú tömörített mérések körüli húrozás során új tömegek alakulnak ki.

A szupersztárok elmélete rövid és érthető, egyszerűen és elegánsan magyarázza a hossza tömegre való átmenetét. Az összecsukott mérések sokkal bonyolultabbak, mint egy tórusz, de elvben működnek is.

Talán még akkor is, ha nehéz elképzelni, hogy egy karaktersorozat egyszerre két irányban sodorja a tórust, az eredmény egy másik tömegű részecske lesz. A szegélyek további dimenziókat is befedhetnek, még több lehetőséget teremtve.

A tér és az idő meghatározása

Számos változatban a mérési elmélet elmozdul, ami megfigyelhetetlenné teszi őket a modern technológiai fejlődésben.

Jelenleg nem világos, hogy a húrelmélet elmagyarázza-e a tér és az idő alapvető jellegét, mint ahogy Einstein tette. Mérései a húr kölcsönhatásának hátterét jelentik, és nincsenek valódi értelmük.

Felajánlották azokat a magyarázatokat, amelyek még nem teljesen teljesültek, ami a téridők ábrázolását jelenti a sztring interakciók teljes összegének származtatásaként.

Ez a megközelítés nem felel meg bizonyos fizikusok elképzeléseinek, amelyek a hipotézis kritikáját okozták. A ciklus kvantum gravitációs verseny elmélete kiindulópontként a tér és az idő kvantálását használja. Vannak, akik úgy vélik, hogy végül csak egy másik megközelítés lesz ugyanarra az alapvető hipotézisre.

A gravitáció kvantálása

Ennek a hipotézisnek a fő eredménye, ha megerősítést nyer, a gravitációs kvantumelmélet lesz. A gravitáció általános leírásának általános leírása nem egyezik meg a kvantumfizikával. Az utóbbi, amely korlátozza a kis részecskék viselkedését, miközben rendkívül kis méretben próbálja felfedezni a világegyetemet, ellentmondásokat eredményez.

Az erők egyesítése

Jelenleg négy alapvető erõ ismert a fizikusok számára: a gravitáció, az elektromágneses, a gyenge és az erõs nukleáris kölcsönhatások. A húrelméletből következik, hogy egyszerre mindegyikük megnyilvánulása volt.

E hipotézis szerint, mivel a korai univerzum lehűlt a nagy bumm után, ez az egyszeri interakció elkezdett szétesni a különböző, ma működőképes.

A nagyenergiájú kísérletek egy napon lehetővé teszik számunkra, hogy felfedezzük ezeket az erőket, bár ezek a kísérletek messze túlmutatnak a technika jelenlegi fejlõdésén.

Öt lehetőség

Az 1984-es szupersztrális forradalom után a fejlõdés lázas sebességgel zajlott. Ennek eredményeképpen öt fogalommeghatározás helyett öt, az I. típusú, az IIA, a IIB, a HO és az HE volt, amelyek mindegyike szinte teljesen leírta a világunkat, de nem teljesen.

A fizikusok, a húrelmélet változatainak felülvizsgálatát remélve, hogy megtalálják az univerzális valódi képletet, öt különböző önálló változatot hoztak létre. Egyes tulajdonságaik tükrözik a világ fizikai valóságát, mások nem felelnek meg a valóságnak.

M-elmélet

1995-ben egy konferencián Edward Witten fizikus javasolta az öt hipotézis problémájának merész megoldását. Az újonnan feltárt kettősség alapján mindannyian különleges összefoglaló esettanulmányok lettek, amelyek a Witten M-elméletének a szupersztriumokról szólnak. Az egyik legfontosabb koncepciója az elágazások (a membrán rövidítése), amelyek több mint 1 dimenzióval rendelkeznek. Bár a szerző nem nyújtotta be a teljes verziót, amely még nem áll rendelkezésre, a szupersztárok M-elmélete röviden a következő jellemzőket tartalmazza:

• 11-dimenziós (10 térbeli plusz 1 idő dimenzió);
• Dualitás, amely öt elmélethez vezet, amelyek ugyanazt a fizikai valóságot magyarázzák;
• A korongok több mint 1 dimenziójú húrok.

vizsgálat

Ennek eredményeként az egyik helyett ^10.500 döntés született. Egyes fizikusok számára ez volt a válság oka, míg mások elfogadták azt az antropikus elvet, amely a világegyetem tulajdonságait magyarázza a jelenlétünkben. Még várni kell, amikor a teoretikusok megtalálják a módját, hogy a szupersztárok elméletében irányítsanak.

Néhány értelmezés szerint a világunk nem az egyetlen. A legradikálisabb verziók lehetővé teszik a végtelen számú univerzum létezését, amelyek közül néhány pontos példányokat tartalmaz.

Einstein elmélete megjósolja egy összecsukott tér létezését, amelyet féreglyuknak vagy Einstein-Rosen hídnak neveznek. Ebben az esetben a két távoli terület rövid összeköttetéssel van összekötve. A szupersztárok elmélete nemcsak ezt teszi lehetővé, hanem a párhuzamos világok távoli pontjainak összekapcsolását is. Még egy átmenet is lehetséges a különböző fizikai törvények között. Lehetséges azonban, hogy a gravitáció kvantumelmélete lehetetlenné teszi létüket.

Számos fizikus úgy véli, hogy a holografikus elv, amikor a térfogat összes információja megegyezik a felszínén rögzített információkkal, lehetővé teszi az energiaszál fogalmának mélyebb megértését.

Egyesek úgy vélik, hogy a szupersztárok elmélete sokféle időmérést tesz lehetővé, amelyek következménye lehet utazás rájuk.

Ráadásul a hipotézisben van egy alternatíva a nagy bumm modellnek, amely szerint a mi univerzum két törés összeütközése következtében jött létre, és a teremtés és a pusztítás ismétlődő ciklusaiban haladt keresztül.

A világegyetem végső sorsa mindig elfoglalta a fizikusokat, és a húrelmélet végleges változata segít meghatározni az anyag sűrűségét és a kozmológiai konstansot. A kozmológusok tudva ezeket a jelentéseket, képesek lesznek megállapítani, hogy a világegyetem mindaddig zsugorodik-e, amíg felrobban, így minden újra elindul.

Senki sem tudja, hogy a tudományos elmélet hogyan vezethet, amíg kifejlesztik és tesztelik. Einstein, az E = mc ² egyenletet írva, nem számított arra, hogy nukleáris fegyverek kialakulásához vezetne. A kvantumfizika alkotói nem tudták, hogy ez lesz a lézer és a tranzisztor létrehozásának alapja. És bár még nem ismert, hogy ez a tisztán elméleti fogalom miképpen fog vezetni, a történelem azt mutatja, hogy minden bizonnyal valami kiemelkedő lesz.

A hipotézisről további részleteket találhat Andrew Zimmermann "The Superstars for The Dummies" című könyvében.