Суперстрип теориясы, элдик тил менен айтканда, ааламды дирилдеген энергия жиптеринин жыйындысы - саптар катары билдирет. Алар жаратылыштын негизи болуп саналат. Гипотеза башка элементтерди да сүрөттөйт - branes. Биздин дүйнөбүздөгү бардык заттар жиптердин жана жиптердин титирөөсүнөн турат. Теориянын табигый натыйжасы тартылуу күчүн сүрөттөп берүү болуп саналат. Ошондуктан илимпоздор ал тартылуу күчүн башка күчтөр менен бириктирүүнүн ачкычы экенине ишенишет.
Концепция өнүгүп жатат
Бирдиктүү талаа теориясы, суперсап теориясы, таза математикалык. Бардык физикалык түшүнүктөр сыяктуу эле, ал белгилүү бир жолдор менен чечмелене турган теңдемелерге негизделген.
Бүгүн эч ким бул теориянын акыркы версиясы кандай болорун так билбейт. Окумуштуулар анын жалпы элементтери жөнүндө бир топ бүдөмүк түшүнүккө ээ, бирок эч ким бардык суперсап теорияларын камтый турган так теңдемени ойлоп таба элек жана эксперименталдык түрдө ал аны тастыктай алган жок (бирок аны жокко чыгарбаса да). Физиктер теңдеменин жөнөкөйлөштүрүлгөн версияларын түзүштү, бирок азырынча ал биздин ааламды толук сүрөттөй албайт.
Жаңыдан баштагандар үчүн Superstring теориясы
Гипотеза беш негизги идеяга негизделген.
- Суперсап теориясы биздин дүйнөдөгү бардык объекттер дирилдеген жиптерден жана энергия мембраналарынан турат деп болжолдойт.
- Ал жалпы салыштырмалуулукту (тартылуу күчү) кванттык физика менен айкалыштырууга аракет кылат.
- Суперсап теориясы ааламдын бардык негизги күчтөрүн бириктирет.
- Бул гипотеза эки түп-тамыры менен айырмаланган бөлүкчөлөрдүн, бозондордун жана фермиондордун ортосундагы жаңы байланышты, суперсиметрияны болжолдойт.
- Түшүнүк Ааламдын бир катар кошумча, адатта байкалбаган өлчөмдөрүн сүрөттөйт.
Саптар жана бреналар
Теория 1970-жылдары пайда болгондо, андагы энергия жиптери 1 өлчөмдүү объекттер - саптар деп эсептелген. "Бир өлчөмдүү" деген сөз сап 1 гана өлчөмгө ээ экенин билдирет, мисалы, квадраттан айырмаланып, узундугу да, бийиктиги да бар.
Теория бул суперсаптарды эки түргө бөлөт - жабык жана ачык. Ачык жиптин бири-бирине тийбеген учтары болот, ал эми жабык жиптин учтары ачык эмес илмек. Натыйжада, биринчи типтеги саптар деп аталган бул саптар өз ара аракеттенүүнүн 5 негизги түрүнө дуушар болоору аныкталды.
Өз ара аракеттешүүлөр саптын учтарын туташтыруу жана бөлүү жөндөмүнө негизделет. Ачык саптардын учтары биригип жабык саптарды түзө алгандыктан, илмектелген саптарды камтыбаган суперсап теориясын түзүү мүмкүн эмес.
Бул маанилүү болуп чыкты, анткени жабык саптар тартылуу күчүн сүрөттөй турган касиеттерге ээ, деп эсептешет физиктер. Башкача айтканда, окумуштууларсуперсап теориясы заттын бөлүкчөлөрүн түшүндүрүүнүн ордуна, алардын жүрүм-турумун жана тартылуу күчүн сүрөттөй аларын түшүндү.
Көп жылдардан кийин теория үчүн саптардан тышкары дагы башка элементтер керек экени аныкталган. Аларды шейшеп, же брон катары кароого болот. Саптарды бир тарапка же эки тарапка тагууга болот.
Кванттык тартылуу
Заманбап физиканын эки негизги илимий мыйзамы бар: жалпы салыштырмалуулук (GR) жана квант. Алар илимдин такыр башка тармактарын билдирет. Кванттык физика эң кичинекей табигый бөлүкчөлөрдү изилдейт, ал эми GR, эреже катары, табиятты планеталардын, галактикалардын жана бүтүндөй ааламдын масштабында сүрөттөйт. Аларды бириктирүүгө аракет кылган гипотезалар кванттык тартылуу теориялары деп аталат. Бүгүнкү күндө алардын эң келечектүүсү сап болуп саналат.
Жабык жиптер тартылуу аракетине туура келет. Атап айтканда, алар гравитондун, объекттердин ортосунда тартылуу күчүн алып жүрүүчү бөлүкчөнүн касиетине ээ.
Күчтөрдү бириктирүү
Сап теориясы төрт күчтү - электромагниттик, күчтүү жана алсыз өзөктүк күчтөрдү жана тартылуу күчүн бириктирүүгө аракет кылат. Биздин дүйнөдө алар төрт түрдүү кубулуш катары көрүнөт, бирок саптын теоретиктери алгачкы ааламда энергия укмуштуудай жогорку деңгээлде болгон кезде, бул күчтөрдүн баары бири-бири менен өз ара аракеттенген саптар менен сүрөттөлгөн деп эсептешет.
Суперсиметрия
Ааламдагы бардык бөлүкчөлөрдү эки түргө бөлүүгө болот: бозондор жана фермиондор. Сап теориясыалардын ортосунда суперсимметрия деп аталган байланыш бар экенин болжолдойт. Суперсимметрияда ар бир бозон үчүн бир фермион жана ар бир фермион үчүн бозон болушу керек. Тилекке каршы, мындай бөлүкчөлөрдүн бар экендиги эксперименталдык жактан тастыкталган эмес.
Суперсимметрия – физикалык теңдемелердин элементтеринин ортосундагы математикалык байланыш. Ал физиканын башка тармагында ачылган жана анын колдонулушу 1970-жылдардын ортосунда суперсимметриялык сап теориясынын (же суперсап теориясынын, элдик тил менен айтканда) атын өзгөртүүгө алып келген.
Суперсимметриянын артыкчылыктарынын бири - бул кээ бир өзгөрмөлөрдү жок кылууга мүмкүндүк берүү менен теңдемелерди абдан жөнөкөйлөтөт. Суперсиметриясыз теңдемелер чексиз маанилер жана элестүү энергия деңгээли сыяктуу физикалык карама-каршылыктарга алып келет.
Окумуштуулар суперсимметрия тарабынан алдын ала айтылган бөлүкчөлөрдү байкабагандыктан, бул дагы эле гипотеза. Көптөгөн физиктер мунун себебин атактуу Эйнштейн теңдемеси E=mc2 менен массага байланыштуу болгон олуттуу көлөмдөгү энергияга муктаждык деп эсептешет. Бул бөлүкчөлөр алгачкы ааламда болушу мүмкүн эле, бирок ал муздап, Биг Бенгден кийин энергия жайылып жатканда, бул бөлүкчөлөр төмөнкү энергия деңгээлине жылды.
Башкача айтканда, жогорку энергиялуу бөлүкчөлөр катары титиреп турган жиптер энергияны жоготуп, аларды төмөнкү титирөө элементтерине айландырышкан.
Окумуштуулар астрономиялык байкоолор же бөлүкчөлөрдүн тездеткичтери менен жүргүзүлгөн эксперименттер теорияны тастыктайт деп үмүттөнүшөт.энергия.
Кошумча өлчөөлөр
Сап теориясынын дагы бир математикалык натыйжасы - бул үч өлчөмдүү дүйнөдө мааниси бар. Учурда мунун эки түшүндүрмөсү бар:
- Кошумча өлчөмдөр (алардын алтоосу) кыйрады, же сап теориясынын терминологиясы менен айтканда, эч качан сезилбей турган укмуштай кичинекей өлчөмдөргө чейин ныкташты.
- Биз 3D бранасына тыгылып калдык, жана башка өлчөмдөр анын чегинен чыгып, биз үчүн жеткиликсиз.
Теоретиктердин изилдөөлөрүнүн маанилүү багыты бул кошумча координаттар биздики менен кандай байланышы бар экенин математикалык моделдөө. Акыркы жыйынтыктар илимпоздор бул кошумча өлчөмдөрдү (эгерде алар бар болсо) жакында аныктай аларын болжолдоодо, анткени алар мурда күтүлгөндөн чоңураак болушу мүмкүн.
Максатты түшүнүү
Окумуштуулар суперсаптарды изилдөөдө умтулган максат - бул "бардык нерсенин теориясы", башкача айтканда, бүт физикалык чындыкты фундаменталдуу деңгээлде сүрөттөгөн бирдиктүү физикалык гипотеза. Ийгиликтүү болсо, ал биздин ааламдын түзүлүшүнө байланыштуу көптөгөн суроолорду түшүндүрөт.
Заттын жана массанын түшүндүрмөсү
Заманбап изилдөөлөрдүн негизги милдеттеринин бири чыныгы бөлүкчөлөр үчүн чечимдерди табуу болуп саналат.
Сап теориясы саптын ар кандай жогорку термелүү абалындагы адрондор сыяктуу бөлүкчөлөрдү сүрөттөгөн түшүнүк катары башталган. Көпчүлүк заманбап формулировкаларда, маселе биздин байкалганаалам, эң аз энергияга ээ жиптердин жана жиптердин термелүүсүнүн натыйжасы. Жогорку термелүүлөр учурда биздин дүйнөдө жок жогорку энергиялуу бөлүкчөлөрдү жаратат.
Бул элементардык бөлүкчөлөрдүн массасы жиптердин жана брондордун тыгыздаштырылган кошумча өлчөмдөрдө кантип оролгондугунун көрүнүшү. Мисалы, математиктер жана физиктер торус деп атаган пончик формасында бүктөлгөн жөнөкөйлөштүрүлгөн учурда, жип бул форманы эки жол менен орой алат:
- торустун ортосунан кыска илмек;
- торустун бүт сырткы тегерегиндеги узун илмек.
Кыска цикл жеңил бөлүкчө, ал эми чоң цикл оор болот. Тороиддик тыгыздаштырылган өлчөмдөрдүн тегерегине саптарды ороо ар кандай массадагы жаңы элементтерди жаратат.
Superstring теориясы узундуктун массага өтүшүн кыска жана так, жөнөкөй жана жарашыктуу түшүндүрөт. Бул жерде бүктөлгөн өлчөмдөр торуска караганда алда канча татаал, бирок принцип боюнча алар бирдей иштешет.
Элестетүү кыйын болсо да, жип торусту бир эле учурда эки тарапка ороп, натыйжада башка массадагы башка бөлүкчө пайда болушу мүмкүн. Branes дагы кошумча өлчөмдөрдү ороп, андан да көп мүмкүнчүлүктөрдү жаратат.
мейкиндикти жана убакытты аныктоо
Суперсап теориясынын көптөгөн версияларында өлчөмдөр кыйрап, аларды технологиянын өнүгүүсүнүн учурдагы деңгээлинде байкалбай калат.
Учурда сап теориясы мейкиндик менен убакыттын фундаменталдык табиятын түшүндүрө алабы же жокпу так эмес. Эйнштейнге караганда көбүрөөк. Анда өлчөөлөр саптардын өз ара аракеттенүүсү үчүн фон болуп саналат жана эч кандай көз карандысыз реалдуу мааниге ээ эмес.
Түшүндүрүүлөр сунушталды, бирок мейкиндик-убакыттын бардык саптардын өз ара аракеттенүүсүнүн жалпы суммасынын туундусу катары көрсөтүлүшүнө байланыштуу.
Бул ыкма кээ бир физиктердин идеяларына жооп бербейт, бул гипотезаны сынга алып келген. Циклдин кванттык тартылуусунун атаандаштык теориясы мейкиндикти жана убакытты кванттоону баштапкы чекит катары колдонот. Кээ бирөөлөр бул бир эле негизги гипотезага башкача мамиле менен аяктайт деп ишенишет.
Гравитацияны квантташтыруу
Бул гипотезанын негизги жетишкендиги, эгерде ал ырасталса, тартылуу күчүнүн кванттык теориясы болот. Жалпы салыштырмалуулукта тартылуу күчүн азыркы сүрөттөлүшү кванттык физикага туура келбейт. Акыркысы, кичинекей бөлүкчөлөрдүн жүрүм-турумун чектөө менен, Ааламды өтө кичинекей масштабда изилдөөгө аракет кылганда карама-каршылыктарга алып келет.
Күчтөрдү бириктирүү
Учурда физиктер төрт негизги күчтү билишет: тартылуу, электромагниттик, алсыз жана күчтүү ядролук өз ара аракеттешүү. Сап теориясынан алардын баары бир кездеги көрүнүштөр болгон деген жыйынтык чыгат.
Бул гипотезага ылайык, чоң жарылуудан кийин алгачкы аалам муздагандыктан, бул жалгыз өз ара аракеттешүү бүгүнкү күндө активдүү болгон ар башкаларга ажырай баштаган.
Жогорку энергия эксперименттери бир күнү бул күчтөрдүн биригүүсүн ачууга мүмкүндүк берет, бирок мындай эксперименттер технологиянын азыркы өнүгүүсүнөн алда канча алыс.
Беш тандоо
1984-жылдагы суперструктуралык революциядан кийин, өнүгүү кызуу темп менен ишке ашкан. Натыйжада, бир концепциянын ордуна I, IIA, IIB, HO, HE деп аталган беш тип пайда болгон, алардын ар бири биздин дүйнөнү дээрлик толугу менен сүрөттөгөн, бирок толук эмес.
Физиктер универсалдуу чыныгы формуланы табуу үмүтү менен сап теориясынын версияларын иреттеп, 5 түрдүү өзүн-өзү камсыз кылуучу версияны түзүштү. Алардын айрым касиеттери дүйнөнүн физикалык чындыгын чагылдырса, башкалары чындыкка дал келген эмес.
M-теориясы
1995-жылы бир конференцияда физик Эдвард Виттен беш гипотеза маселесин чечкиндүү түрдө чечүүнү сунуш кылган. Жаңы ачылган дуалдуулуктун негизинде алардын баары Виттендин суперсаптардын M-теориясы деп аталган бирдиктүү концепциянын өзгөчө учурлары болуп калышты. Анын негизги түшүнүктөрүнүн бири 1 өлчөмдөн ашык фундаменталдык объектилер (мембрана үчүн кыска) болгон. Автор азырынча жеткиликтүү эмес толук версиясын сунуш кылбаса да, супер саптардын M-теориясы кыскача төмөнкү функциялардан турат:
- 11-өлчөм (10 мейкиндик плюс 1 убакыт өлчөмү);
- бир эле физикалык чындыкты түшүндүргөн беш теорияга алып баруучу дуализм;
- браналар 1ден ашык өлчөмдүү саптар.
Кесепеттер
Натыйжада бир эмес, 10500 чечим чыкты. Кээ бир физиктер үчүн бул кризисти жаратса, башкалары ааламдын касиеттерин биздин андагы болушубуз менен түшүндүргөн антропикалык принципти кабыл алышкан. Теоретиктер башкасын качан табаарын көрүш керексуперсап теориясында ориентация жолу.
Кээ бир жоромолдор биздин дүйнө жалгыз эмес экенин көрсөтүп турат. Эң радикалдуу версиялар чексиз сандагы ааламдардын бар болушуна жол берет, алардын айрымдары өзүбүздүн так көчүрмөбүздү камтыйт.
Эйнштейндин теориясы курт тешикчеси же Эйнштейн-Розен көпүрөсү деп аталган бурмаланган мейкиндиктин бар экенин болжолдойт. Бул учурда, эки алыскы сайттар кыска өткөөл менен байланышкан. Суперсап теориясы муну гана эмес, параллелдүү дүйнөнүн алыскы чекиттерин байланыштырууга да мүмкүндүк берет. Ал тургай, физиканын ар кандай мыйзамдары бар ааламдардын ортосунда өтүү мүмкүн. Бирок тартылуунун кванттык теориясы алардын болушун мүмкүн эмес кылып коюшу мүмкүн.
Көптөгөн физиктер мейкиндиктин көлөмүндө камтылган бардык маалымат анын бетинде жазылган маалыматка дал келген голографиялык принцип энергия жиптери түшүнүгүн тереңирээк түшүнүүгө мүмкүндүк берет деп эсептешет.
Кээ бирөөлөр супер сап теориясы убакыттын бир нече өлчөмүнө жол берет деп эсептешет, бул алар аркылуу саякаттоого алып келиши мүмкүн.
Мындан тышкары, гипотезанын алкагында чоң жарылуу моделине альтернатива бар, ага ылайык биздин аалам эки бренанын кагылышынын натыйжасында пайда болуп, кайра-кайра жаралуу жана жок кылуу циклдарынан өтөт.
Ааламдын акыркы тагдыры дайыма физиктерди ээлеп келген жана жип теориясынын акыркы версиясы заттын тыгыздыгын жана космологиялык туруктуулукту аныктоого жардам берет. Бул баалуулуктарды билүү менен космологдор аалам болобу же жокпу аныктай алышатбаарын кайра баштоо үчүн жарылганга чейин кичирейтиңиз.
Илимий теория иштелип чыгып, текшерилмейинче кайда алып барарын эч ким билбейт. Эйнштейн E=mc2 теңдемесин жазып жатып, ядролук куралдын пайда болушуна алып келет деп күткөн эмес. Кванттык физиканын жаратуучулары ал лазер менен транзисторду түзүүгө негиз болоорун билишкен эмес. Мындай нукура теориялык концепция эмнеге алып келери азырынча белгисиз, бирок тарых көрсөткөндөй, укмуштуудай нерсе сөзсүз болот.
Бул божомол боюнча көбүрөөк билүү үчүн Эндрю Циммермандын муляждар үчүн супер стрип теориясын караңыз.
