Бүгүнкү күндө теориялык физиканын негизги милдеттеринин бири – жогорку өлчөмдөр барбы деген суроого жооп табуу. Чынында эле мейкиндик узундуктан, туурадан жана бийиктиктен гана турабы, же бул жөн гана адамдын кабылдоосунун чектелишиби? Миңдеген жылдар бою окумуштуулар көп өлчөмдүү мейкиндиктин бар экендиги жөнүндөгү идеяны катуу четке кагышкан. Бирок, илимий-техникалык революция абдан өзгөрдү жана бүгүнкү күндө илим жогорку өлчөмдөр маселеси боюнча мынчалык категориялык эмес.
"Көп өлчөмдүү мейкиндик" түшүнүгүнүн маңызы эмнеде?
Адам үч өлчөмдөн турган дүйнөдө жашайт. Ар кандай объекттин координаталары үч мааниде көрсөтүлүшү мүмкүн. Ал эми кээде эки - жер бетинде эмне бар экенине келгенде.
Узундугу, туурасы жана бийиктиги жердик объектилерди да, асман телолорун да - планеталарды, жылдыздарды жана галактикаларды сүрөттөө үчүн колдонулушу мүмкүн. Алар ошондой эле микрокосмодо жашаган нерселер үчүн жетиштүү - молекулалар, атомдор жана элементардыкбөлүкчөлөр. Төртүнчү өлчөм убакыт деп эсептелет.
Көп өлчөмдүү мейкиндикте кеминде беш өлчөм болушу керек. Заманбап теориялык физика ар кандай өлчөмдөгү мейкиндиктер үчүн көптөгөн теорияларды иштеп чыккан – 26га чейин. Чексиз өлчөмдөгү мейкиндикти сүрөттөгөн теория да бар.
Евклидден Эйнштейнге
Антикалык, орто кылымдар жана жаңы замандын физиктери жана математиктери жогорку өлчөмдөрдүн болушу мүмкүндүгүн кескин түрдө четке кагышкан. Кээ бир математиктер мейкиндиктин үч параметр менен чектелиши үчүн негиздерди да чыгарышкан. Евклиддик геометрия үч гана өлчөмдү кабыл алган.
Жалпы салыштырмалуулук теориясы пайда болгонго чейин окумуштуулар көбүнчө көп өлчөмдүү мейкиндикти изилдөөгө жана теорияларды өркүндөтүүгө татыксыз предмет деп эсептешкен. Альберт Эйнштейн үч өлчөмдү төртүнчүсү менен айкалыштырган мейкиндик-убакыт түшүнүктөрүн формулировкалаганда, бул маселеде убакыттын тактыгы дароо жоголуп кетти.
Салыштырмалуулук теориясы убакыт менен мейкиндик өзүнчө жана өз алдынча нерселер эмес экенин далилдейт. Мисалы, космонавттар узак убакыт бою катуу ылдамдыкта жүргөн кемеге отурушса, анда Жерге кайтып келгенден кийин алар теңтуштарынан жаш болушат. Себеби, алар үчүн Жердеги адамдарга караганда азыраак убакыт өтөт.
Калуза-Кляйн теориясы
1921-жылы немис математиги Теодор Калуза салыштырмалуулук теориясынын теңдемелерин колдонуп, мындай теорияны түзгөнбиринчи жолу тартылуу күчү менен электромагнетизмди айкалыштырган. Бул теория боюнча мейкиндик беш өлчөмгө ээ (анын ичинде убакыт).
1926-жылы швед физиги Оскар Кляйн Калуза сүрөттөгөн бешинчи өлчөмдүн көрүнбөшүнүн негизин чыгарган. Бул пландын мааниси деп аталган жана 10-35 деп аталган жогорку өлчөмдөрдүн укмуштуудай кичинекей мааниге кысылганынан турган. Кийинчерээк бул көп өлчөмдүү мейкиндиктин башка теорияларынын негизин түзгөн.
Сап теориясы
Теориялык физиканын бул чөйрөсү эң келечектүү болуп саналат. Сап теориясы жалпы салыштырмалуулук теориясы пайда болгондон бери физиктер издеген нерсе деп ырастайт. Бул бардык нерсенин теориясы деп аталган нерсе.
Чыныгы эки негизги физикалык принцип - салыштырмалуулук теориясы жана кванттык механика - бири-бири менен чечилгис карама-каршылыкта. Бардык нерсенин теориясы бул парадоксту түшүндүрө ала турган гипотетикалык түшүнүк. Өз кезегинде сап теориясы бул ролго көбүрөөк ылайыктуу.
Анын маңызы дүйнөнүн түзүлүшүнүн субатомдук деңгээлинде бөлүкчөлөр, мисалы, скрипка сыяктуу кадимки кылдардын титирөөсүнө окшош термелет. Бул теория өз атын алган. Мындан тышкары, бул жиптердин өлчөмдөрү өтө кичинекей жана Планктын узундугунун тегерегинде өзгөрүп турат - ошол эле Калуза-Клейн теориясында пайда болгон. Эгерде атом галактиканын өлчөмүнө чейин чоңойсо, анда жип бой жеткен дарактын көлөмүнө гана жетет. Сап теориясы көп өлчөмдүү мейкиндикте гана иштейт. Жана бир нече барверсиялары. Айрымдары 10 өлчөмдүү мейкиндикти талап кылса, башкалары 26 өлчөмдүү мейкиндикти талап кылат.
Сап теориясы пайда болгон учурда физиктер тарабынан чоң ишенбөөчүлүк менен кабыл алынган. Бирок, бүгүнкү күндө ал абдан популярдуу болуп саналат жана көптөгөн теориялык физиктер аны иштеп чыгуу менен алектенет. Бирок, теориянын жоболорун эксперименталдык түрдө далилдеп чыгуу азырынча мүмкүн эмес.
Гильберт мейкиндиги
Жогорку өлчөмдөрдү сүрөттөгөн дагы бир теория бул Гильберт мейкиндиги. Аны немис математиги Давид Гильберт интегралдык теңдемелердин теориясынын үстүндө иштеп жүргөндө сүрөттөгөн.
Гильберт мейкиндиги – Евклид мейкиндигинин чексиз өлчөмдөгү касиеттерин сүрөттөгөн математикалык теория. Башкача айтканда, бул чексиз өлчөмдөрү бар көп өлчөмдүү мейкиндик.
Илимий фантастикадагы гипермейкиндик
Көп өлчөмдүү мейкиндик идеясы көптөгөн илимий-фантастикалык сюжеттерге алып келди - адабий да, кинематикалык да.
Ошентип, Дэн Симмонстун "Гипериондун ырлары" тетралогиясында адамзат объекттерди узак аралыкка заматта өткөрүп берүүгө жөндөмдүү гипермейкиндик нөл-порталдарынын тармагын колдонот. Роберт Хайнлейндин Starship Troopers тасмасында аскерлер саякаттоо үчүн гипермейкиндикти да колдонушат.
Гиперкосмостук учуу идеясы көптөгөн космостук опера тасмаларында, анын ичинде атактуу Жылдыздар согушу дастаны жана Вавилон 5 телесериалында колдонулган.
"Жылдыз аралык" тасмасынын сюжети дээрлик толугу менен идеяга байланыштуу.жогорку өлчөмдөрү. Колонизацияга ылайыктуу планетаны издеп, баатырлар башка системага алып баруучу гиперкосмостук туннел аркылуу космосту кыдырып чыгышат. Ал эми акырына карата, башкы каарман көп өлчөмдүү мейкиндиктин дүйнөсүнө кирет, анын жардамы менен өткөнгө маалыматты өткөрүп бере алат. Тасмада Эйнштейн чыгарган мейкиндик менен убакыттын байланышы да ачык көрсөтүлгөн: астронавттар үчүн убакыт Жердеги каармандарга караганда жай өтөт.
"Куб 2: Гиперкуб" тасмасында каармандар тессерактын ичинде болушат. Ошентип, жогорку өлчөмдөр теориясында көп өлчөмдүү куб деп аталат. Чыгуунун жолун издеп, алар параллелдүү ааламдарда болушат, ал жерде алардын альтернативдүү версиялары кездешет.
Көп өлчөмдүү мейкиндик идеясы дагы эле фантастикалык жана далилденбеген. Бирок, бүгүнкү күндө ал бир нече ондогон жылдар мурункуга караганда алда канча жакын жана реалдуу. Келерки кылымда илимпоздор жогорку өлчөмдөрдө жылып, демек, параллелдүү дүйнөлөргө саякат кылуунун жолун табышы толук мүмкүн. Ага чейин адамдар укмуштуудай окуяларды ойлоп таап, бул тема тууралуу көп кыялданышат.
