Чтобы понять основную идею М-теории, нужно вернуться в 1970-е годы, когда ученые поняли, что вместо того, чтобы описывать вселенную, основываясь на точечных частицах, их лучше было бы описывать в виде осциллирующих струн (энергетических трубочек). Согласно теории, до этого Вселенная была очень крошечной, очень горячей, плотной точкой, похожей на сингулярность, из которой возникло все, что мы видим вокруг себя. Оппонент этой теории астроном Фред Хойл в 1949 году назвал ее пренебрежительно «Большим взрывом» (Big Bang), однако определение закрепилось в науке.
Строение вселенной
- Большой взрыв или вечный отскок : новые открытия меняют начало нашей Вселенной |
- Строение и развитие Вселенной для «чайника»
- М теория вселенной для чайников. Вначале был миф
- Просто невероятно: как устроена Вселенная, почему желания сбываются и зачем смотреть «Матрицу»
Содержание
- Теория мультивселенной на доступном языке — Образование на
- Почти 96% Вселенной состоит из невидимой темной материи и темной энергии
- Физики: У Вселенной не было начала - RW Space
- О темной материи и энергии, зачем они нужны, и что ждет нашу Вселенную.
- Ньютон для чайников – Telegram
Стивен Хокинг возлагал надежды на «М-Теорию», чтобы полностью объяснить Вселенную
Теория Ньютона устарела, и на ее место пришла доказанная теория квантовой физики, что атомы состоят на 99,9% из чистой энергии, то есть весь мир – это энергия. исследование, россия, подкасты риа новости, вселенная, наука, квантовая теория, аудио, физика. В своей основе Теория струн отрицает и утверждает, что Вселенная существовала всегда. AdS/CFT даёт полное определение М-теории для особого случая геометрии пространства-времени AdS, наполненного отрицательной энергией, заставляющей его искривляться не так, как наша Вселенная. AdS/CFT даёт полное определение М-теории для особого случая геометрии пространства-времени AdS, наполненного отрицательной энергией, заставляющей его искривляться не так, как наша Вселенная. Они не доказывают окончательно, что теория отскакивающей Вселенной неверна, но подчеркивают проблемы с некоторыми версиями этой теории.
Введение в M-теорию
Тогда в силу вступает общая теория относительности (ОТО), которая объясняет движения материальных тел в общем случае. Оппонент этой теории астроном Фред Хойл в 1949 году назвал ее пренебрежительно «Большим взрывом» (Big Bang), однако определение закрепилось в науке. Результаты нового исследования, опубликованного в Classical and Quantum Gravity, позволяют предположить, что теория о расширении Вселенной может быть ошибочной. Конечно, это описание Мироздания является очень упрощённым, можно сказать, что это – «Мироздание для чайников», которыми мы все с вами пока ещё являемся. М-теория является единственным кандидатом на законченную теорию Вселенной. Суть теории заключается в том, что вселенная возникла из одной точки, называемой точкой сингулярности, по причине того самого большого взрыва.
М-теория – модель Вселенной
Иными словами, новый подход к теории Большого взрыва отделяет эволюцию темной материи от эволюции "нормальной" материи, то есть той материи, которую мы можем увидеть, услышать, пощупать и т. Это означает, что эволюция обоих видов материи идет отдельными друг от друга путями. Ученые также выдвинули идею о том, что на самом деле могло произойти два Больших взрыва, причем второй был "темным", и именно он породил в конечном итоге темную материю. Моделирование указывает на то, что второй Большой взрыв мог произойти позже первого - примерно тогда, когда Вселенной было меньше месяца. Исследование показало, что темный Большой взрыв мог высвободить уникальную сигнатуру мощных гравитационных волн, которые сохранились в современной Вселенной. Эксперименты последних лет в целом подтверждают факт присутствия таких волн в космосе, существование которых прогнозировал еще знаменитый физик Альберт Эйнштейн.
Сначала люди были озадачены, потому что предсказали существование частицы, которая движется быстрее скорости света, получившей название «тахион». Это предсказание противоречило всем экспериментальным наблюдениям и вызвало серьезные сомнения в теории струн. Тем не менее, этот вопрос был решен в начале 1980-х годов путем введения в теорию струн понятия, называемого «суперсимметрия». Она предсказывает, что каждая частица имеет суперпартнера и, по необыкновенному совпадению, то же самое условие фактически устраняет тахион. Этот первый успех широко известен как «первая революция струны». Еще одна поразительная особенность заключается в том, что теория струн требует наличия десяти пространственно-временных измерений. В настоящее время мы знаем только четыре: глубина, высота, ширина и время. Хотя это может показаться серьезным препятствием, было предложено несколько решений, и в настоящее время оно рассматривается как заметная функция, а не проблема. Например, мы можем быть вынуждены жить в четырехмерном мире без какого-либо доступа к дополнительным измерениям. Или дополнительные размеры могут быть «уплотнены» в таком маленьком масштабе, что мы их не заметили.
Однако различные компактификации приведут к разным значениям физических констант и, следовательно, к различным законам физики. Возможное решение состоит в том, что наша Вселенная является лишь одной из многих в бесконечной «мульти-вселенной», управляемой различными законами физики. Существуют ли другие вселенные? Изображение: Pixabay.
Если речь идет о гравитации, две из лучших моделей реальности — общая теория относительности ОТО Эйнштейна и законы квантовой механики — несовместимы как масло и вода. ОТО объясняет гравитацию искривлением ткани пространства-времени.
При этом для большей части сил во Вселенной исследователи ищут и находят, часто экспериментально квантовые частицы и принципы их взаимодействия. С гравитацией такого сделать не удается даже теоретически — это взаимодействие пока никак не вписывается в квантовую механику. Физики-теоретики бьются над этим около сотни лет. Для повседневной жизни обычных людей, даже для наблюдений за космическими объектами острой необходимости в таком объединении нет. Однако в космосе существует исключение — черные дыры. Внутри этих загадочных структур, по всей вероятности, как раз главенствует квантовая гравитация.
Скорее всего, законы физики там меняются до неузнаваемости.
Авторы предполагают, что расширение Вселенной обусловлено не космологической постоянной, а нечастицами. Они обнаружили, что эта теория лучше согласуется с наблюдениями, чем распространенная стандартная космологическая модель, которая предполагает космологическую постоянную. Такие величины, как постоянная Хаббла, определяющая скорость расширения, и S8, указывающая на образование крупномасштабных структур, не измеряются напрямую. Они рассчитываются на основе наблюдений космического микроволнового фона остаточного излучения от Большого взрыва и далеких звезд и галактик с использованием математических теорий. Разные теории на основе одних и тех же данных дают разные значения этих параметров.
Это большая проблема для космологии. Вселенная расширяется, и ученые пытаются понять, почему.
Хокинг, математика и струны: три ключевых теории о параллельных мирах
А если по теории струн фермионы и бозоны кодируются одними и теми же объектами, то в этих условиях материя может превращаться в энергию, и наоборот. Это свойство струн назвали суперсимметричностью, а саму теорию струн — суперструнной. В 1974 году Джон Шварц и Джоэль Шерк обнаружили, что некоторые свойства струн удивительно точно совпали со свойствами предполагаемого переносчика гравитации — гравитона. С этого момента теория начала всерьез претендовать на обобщающую. Джон Шварц и Майкл Грин представили математическую модель , которая показывала, что многие противоречия между теорией струн и Стандартной моделью устранимы. Новые уравнения также связывали теорию со всеми видами материи и энергии.
Научный мир охватила лихорадка — физики бросали свои исследования и переключались на изучение струн. С 1984 по 1986 года было написано более тысячи работ по теории струн. Они показали, что многие положения Стандартной модели и теории гравитации, которые годами собирались по крупицам, естественным образом вытекают из струнной физики. Исследования убедили ученых, что объединяющая теория не за горами. На месте решенных проблем возникали новые.
Ученые обнаружили, что существует не одна, а пять теорий суперструн. В них струны обладали разными типами суперсимметрии, и не было никакой возможности понять, какая из теорий верна. Математические методы имели свой предел. Физики привыкли к сложным уравнениям, которые не дают точных результатов, однако для теории струн не получалось написать даже точных уравнений. А приближенные результаты приближенных уравнений не давали ответов.
Стало ясно, что для изучения теории нужна новая математика, но никто не знал, какая именно. Пыл ученых поутих. Вторая суперструнная революция прогремела в 1995 году. Конец застою положил доклад Эдварда Виттена на конференции по теории струн в Южной Калифорнии. Виттен показал, что все пять теорий — это частные случаи одной, более общей теории суперструн, в которой не десять измерений, а одиннадцать.
Объединяющую теорию Виттен назвал М-теорией, или Матерью всех теорий, от английского слова Mother. Но важнее было другое. М-теория Виттена настолько хорошо описывала эффект гравитации в теории суперструн, что ее назвали суперсимметричной теорией гравитации, или теорией супергравитации. Это воодушевило ученых, и научные журналы вновь заполнили публикации по струнной физике. Могут пройти десятилетия, или даже столетия, прежде чем она будет полностью разработана и осознана» Отголоски этой революции слышны и сегодня.
Но несмотря на все усилия ученых, в теории струн больше вопросов, чем ответов. Современная наука пытается построить модели многомерной вселенной и изучает измерения как мембраны пространства. Их называют бранами — помните пустоту, на которой натянуты открытые струны? Предполагают, что и сами струны могут оказаться двух- или трехмерными. Даже говорят о новой 12-мерной фундаментальной теории — F-теории, Отце всех теорий, от слова Father.
История теории струн далека от завершения. Теорию струн пока не доказали — но и не опровергли Главная проблема теории — в отсутствии прямых доказательств. Да, из нее вытекают другие теории, ученые складывают 2 и 2, и получается 4. Но это не значит, что четверка состоит из двоек. Эксперименты на Большой адронном коллайдере пока не обнаружили и суперсимметрию, что подтвердило бы единую структурную основу вселенной и сыграло бы на руку сторонникам струнной физики.
Но нет и опровержений. А потому элегантная математика теории струн продолжает будоражить умы ученых, обещая разгадки всех тайн мироздания. Говоря о теории струн, нельзя не упомянуть Брайана Грина, профессора Колумбийского университета и неутомимого популяризатора теории. Грин выступает с лекциями и снимается на телевидении. В 2000 году его книга «Элегантная вселенная.
Суперструны, скрытые размерности и поиск окончательной теории» стала финалистом Пулитцеровской премии. В 2011 он сыграл себя в 83-й серии «Теории Большого Взрыва». В 2013 году посетил Московский политехнический институт и дал интервью «Ленте-ру» Если не хотите становиться знатоком теории струн, но хотите понимать, в каком мире живете, запомните шпаргалку: Вселенная состоит из нитей энергии — квантовых струн, которые вибрируют как струны музыкальных инструментов. Разная частота вибрации превращает струны в разные частицы. Концы струн могут быть свободны, а могут замыкаться друг на друга, образуя петли.
Струны все время замыкаются, размыкаются и обмениваются энергией с другими струнами. Квантовые струны существуют в 11-мерной вселенной. Дополнительные 7 измерений свернуты в неуловимо малые формы пространства-времени, поэтому мы их не видим. Это называется компактификацией измерений. Если бы мы узнали, как именно свернуты измерения в нашей вселенной, то, возможно, смогли бы путешествовать во времени и к другим звездам.
Но пока это невозможно — слишком много вариантов нужно перебрать. Их бы хватило на все возможные вселенные. Теория струн может объединить все физические теории и открыть нам тайны мироздания — для этого есть все предпосылки.
Субатомная частица, стремиться к идеальной сферической симметрии но предпочтение отдаёт, тем сферическим бутонам где давление по ниже, проявляется у мембран. К примеру, вероятность обнаружить, одну частицу нейтрино, возможно в построенной комбинации из большого множество, сферических бутонов , развёрнутых и частично развёрнутых мембран. Но так же есть вероятность, что в одном сферическом бутоне, проявить гравитационно, могут все субатомы из скопление галактик, то есть каждый субатом на своей сферической орбите бутона. Через бутоны мембран, пространство вселенной, изнутри выворачивается, увлекая этим движением, галактики, свет, со временем все будет в обратном направлении, собирая их остатки, внутри, вместе для большого взрыва и одновременно "кроме темной материи" сброса в наружу. Если, бутоны мембран, свободно, разворачиваются - это тёмная энергия.
Следовательно, нельзя получить энергию просто так. Необходимо что-то отдать. Вопрос лишь в осознанности этого процесса. Осознаешь ли ты, что именно отдаешь в обмен на получаемую энергию? Или пустил это на самотек? Или даже пытаешься обмануть Мироздание? Ты не можешь что-либо получить, ничего не отдав. Следствие: Без взаимодействия — нет жизни. Обмениваясь энергией, ты создаешь энергетический поток. Ты создаешь события и действия. Ты создаешь Жизнь. Ты создаешь Вселенную. Реализуя свой энергетический потенциал — ты живешь! Масштаб взаимодействия определяется интенсивностью обмена энергией и информацией. Следствие: Чем интенсивнее ты взаимодействуешь, чем больше обмениваешься энергией и информацией, чем сильнее проявляешь свой потенциал — тем больше ты творишь. Отданная тобой энергия никогда не исчезает проcто так. Она создает мир. И поскольку любое взаимодействие есть обмен — мир всегда вернет тебе отданное. Только не жди обмена «баш на баш»! Ведь Вселенная едина в своей основе. Возврат может прийти от любой ее составляющей. Источник получения может быть неожиданным. Чем больше ты отдаешь — тем больше получаешь! Следствие: Энергия созидает везде. Творит энергия твоих действий. Творит энергия твоих слов. В «тонких» мирах творит энергия твоих чувств и мыслей. Более того, именно из мыслей и чувств рождаются действия. Ведь по правилам «тонких» миров — без предшественника в «тонком» мире физическая «материализация» объекта невозможна! Ты создаешь Вселенную энергией каждой своей мысли, слова и действия. Нет «позитивной» или «негативной» энергии, есть лишь информация, которая «материализуется» с помощью энергии. Следствие: Энергия — это инструмент для «материализации» информации, а информацией может управлять сознание. Поэтому только ты определяешь, какую информацию «материализуешь» при помощи собственной энергии. Твое влияние на Мироздание — лишь твоя ответственность. Только ты решаешь — какую именно Вселенную ты создаешь!
Стандартная версия, которую предпочитает большинство ученых, заключается в том, что Вселенная содержит невидимую «темную материю», которая обеспечивает недостающую гравитацию. Загвоздка, впрочем, тоже есть. Несмотря на распространенность и принятие концепции основной в 1980-х годах , пресловутую «темную материю» ни разу за всю историю не получалось обнаружить. Ее открыли теоретические физики, после чего несколько десятилетий шли исследования по уточнению характеристик. Второй вариант заключается в том, что теория гравитации неверна и ее стоит заменить чем-то другим. Например, так называемой модифицированной ньютоновской динамикой MOND. Эта гипотеза предлагает изменение в законе тяготения Ньютона и объясняет вращение галактик без привлечения упомянутой выше темной материи. Если чуть упростить, то MOND — альтернатива для общей теории относительности. Ее изобрел Альберт Эйнштейн для объяснения принципов работы гравитации и существования темной материи, удерживающих их вместе. Но тут важно понимать: MOND стоит особняком от общепринятых теорий, подтверждение и опровержение которой ученые предлагают регулярно. Так, например, около года назад корейский исследователь проанализировал динамику тысяч двойных звезд и сумел отыскать в их ускорении отклонение от стандартной модели. При этом полученные значения согласуются с модифицированной ньютоновской динамикой. Поскольку ничто не способно покинуть черную дыру, ничто не должно иметь возможности проникнуть в белую». Аргументом в пользу существования белых дыр служит общая теория относительности Эйнштейна. Но есть нюанс: если черные дыры сложно обнаружить из-за отсутствия у них излучения, белые дыры должны быть яркими «фонтанами радиации». Но их астрономам заметить по какой-то причине так и не удалось.
История и свойства М-теории
Следующий этап развития теории суперструн — М-теория — насчитала уже одиннадцать размерностей. Чтобы понять основную идею М-теории, нужно вернуться в 1970-е годы, когда ученые поняли, что вместо того, чтобы описывать вселенную, основываясь на точечных частицах, их лучше было бы описывать в виде осциллирующих струн (энергетических трубочек). Есть и другой «небольшой бонус» — это будет «теория всего»: элегантное универсальное уравнение, объясняющее устройство мира, ключ к пониманию Вселенной, о котором так мечтают ученые. Следующий этап развития теории суперструн — М-теория — насчитала уже одиннадцать размерностей.
Креационизм: все создал Господь Бог
- «ФИЗИКА НИКОГДА НИЧЕГО НЕ ДОКАЗЫВАЕТ»
- Законы Вселенной
- Слишком много накопленного хаоса
- Теория струн для чайников: основы, базовые принципы и понятия
- Теория суперструн популярным языком для чайников
- Теории о Вселенной, которые взорвут ваш мозг 💥