Стивен Хокинг надеялся, что M-теория объяснит Вселенную. Что это за теория?

21 Марта 2018 в 15:30, Илья Хель 24 210 просмотров 34

Есть легенда, что Альберт Эйнштейн провел свои последние часы на Земле, вычерчивая что-то на листке бумаги в последней попытке сформулировать теорию всего. Спустя 60 лет и другой легендарный ученый в области теоретической физики, Стивен Хокинг, покинет этот мир с похожими мыслями. Мы знаем, что Хокинг считал, что так называемая M-теория — наш лучший шанс создать полную теорию вселенной. Но что это?

С тех пор, как в 1915 году была сформулирована общая теория относительности Эйнштейна, каждый физик-теоретик мечтал примирить наше понимание бесконечно малого мира атомов и частиц с бесконечно большим масштабом космоса. Если последнее отлично описывается уравнениями Эйнштейна, первое с необычайной точностью прогнозируется так называемой Стандартной моделью фундаментальных взаимодействий.

Наше нынешнее понимание состоит в том, что взаимодействие между физическими объектами описывается четырьмя фундаментальными силами. Две из них — гравитация и электромагнетизм — проявляются для нас на макроскопическом уровне, мы имеем с ними дело каждый день. Остальные две — слабое и сильное взаимодействие — проявляются на очень малых масштабах и только когда мы имеем дело с субатомными процессами.

Стандартная модель фундаментальных взаимодействий обеспечивает единую структуру для трех из этих сил, но гравитация никак не хочет вписываться в эту картину. Несмотря на точное описание крупномасштабных явлений, таких как поведение планеты на орбите или динамика галактик, общая теория относительности перестает работать на очень коротких дистанциях. Согласно Стандартной модели, все силы опосредуются определенными частицами. В случае с гравитацией работу выполняет гравитон. Но когда мы пытаемся рассчитать взаимодействия этих гравитонов, появляются бессмысленные бесконечности в уравнениях.


Полноценная теория гравитации должна быть рабочей в любых масштабах и принимать во внимание квантовую природу фундаментальных частиц. Это позволило бы уместить гравитацию в объединенной структуре с тремя другими фундаментальными взаимодействиями, тем самым создав пресловутую теорию всего. Конечно, с тех пор, как умер Альберт Эйнштейн в 1955 году, был проделан значительный прогресс в этой области. Наш лучший кандидат сегодня носит имя M-теории.

Революция струн

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). Новый способ осмысления фундаментальных составляющих природы привел к решению многих теоретических проблем. Прежде всего, отдельное колебание струны можно интерпретировать как гравитон. И в отличие от стандартной теории гравитации, теория струн может описывать его взаимодействия математически и не получать странных бесконечностей. Значит, гравитацию можно будет включить в объединенную структуру.

После этого волнительного открытия физики-теоретики приложили много усилий, чтобы осознать его последствия. Но, как это часто случается с научными исследованиями, история теории струн полна взлетов и падений. Сперва люди были озадачены тем, что она предсказывала существование частицы, которая движется быстрее света, так называемый «тахион». Это предсказание вошло в противоречие со всеми экспериментальными наблюдениями и бросило серьезную тень на теорию струн.

Тем не менее этот вопрос был решен в начале 1980-х годов вместе с введением в теорию струн так называемой “суперсимметрии”. Она предсказывает, что у каждой частицы есть свой суперпартнер и, по необычному совпадению, то же самое условие фактически устраняет тахион. Этот первый успех широко известен как “первая струнная революция”.

Другая необычная особенность в том, что теория струн требует существования десяти пространственно-временных измерений. В настоящее время нам известно лишь четыре: глубина, высота, ширина и время. Хотя это похоже на серьезное препятствие, предлагалось уже несколько решений, и в настоящее время это все видится скорее необычной особенностью, нежели проблемой.

Например, мы могли бы существовать в четырехмерном мире без какого-либо доступа к дополнительным измерениям. Либо же лишние измерения могли быть “компактными” и умещены в такие небольшие масштабы, что мы их не замечали бы. Однако различные компактификации привели бы к иным значениям физических констант и иным законам физики. Возможное решение состоит в том, что наша Вселенная лишь одна из многих в бесконечной “множественной вселенной”, управляемой разными физическими законами.

М-теория

Оставалась еще одна проблема, которая не давала покоя теоретикам струн того времени. Тщательная классификация показала существование пяти различных последовательных теорий струн, и было непонятно, почему природа должна выбирать одну из пяти.

И здесь в игру вступает М-теория. Во время второй революции струн в 1995 году физики предположили, что пять последовательных теорий струн на деле являются разными лицами уникальной теории, которая существует в одиннадцати пространственно-временных измерениях и называется М-теорией. Она включает каждую струнную теорию различных физических контекстов, при этом оставаясь рабочей для всех. Эта невероятно увлекательная картина привела большинство теоретических физиков к идее, что М-теория станет теорией всего — и она также математически более последовательна, чем все остальные предлагаемые теории.

Как бы то ни было, пока что М-теория не смогла произвести прогнозы, которые могут быть проверены экспериментально. Суперсимметрия в настоящее время тестируется на Большом адронном коллайдере. Если бы ученые смогли найти признаки существования суперпартнеров, это окончательно укрепило бы позиции М-теории. Но современная теоретическая физика пока не в состоянии дать проверяемые прогнозы, а экспериментальная не может представить для этой проверки эксперименты.

Большинство великих физиков и космологов одержимы желанием найти это прекрасное и простое описание мира, которое могло бы объяснить все. И хотя мы пока далеки от этого, без гениальных и творческих людей вроде Хокинга это было бы и вовсе невозможно.

Стивен Хокинг надеялся, что M-теория объяснит Вселенную. Что это за теория?

Приложение
Hi-News.ru

Новости высоких технологий в приложении для iOS и Android.

34 комментария

  1. aleksandri

    М теория это бред поэтому нет и подтверждений экспериментальных
    (отправлено из приложения Hi-News.ru)

  2. Kvazar666

    Метафизика, ничего полезного...

    • Dopamine

      Kvazar666, Если про квантовую механику говорят что она на стыке физики, философии и метафизики, то страшно подумать что дальше нафантазируют. (отправлено из приложения Hi-News.ru)

      • Viktor12345

        Dopamine, А что не так с философией, физикой и математикой и с их "стыком"??
        Про метафизику вы сами приплели...

        • Viktor12345

          Viktor12345, Нет, не вы. Квазар приплел.

        • Dopamine

          Viktor12345, "Те области познания, для которых удаётся выработать ясную и работоспособную методологическую парадигму, выделяются из философии в научные дисциплины, как, например, в своё время из философии выделились ФИЗИКА, биология и психология."
          Вот, собственно, почему. Про математику вы сами приплели... (отправлено из приложения Hi-News.ru)

  3. aleksandri

    Да ни одна теория сейчас не может описать все,потому что этого никогда нам не понять ,я наверно тоже больше скланяюсь к ветхозавету (отправлено из приложения Hi-News.ru)

    • deaddreams

      aleksandri, а я к Толкиену

    • snaiper04ek

      aleksandri, Это не так. Теория всего уже лет 5 как существует. В удобоваримом варианте можно её глянуть в фильме "Гравитация. 1 серия. ★ 2018г. наука о вселенной ★" чекай, там всё рассказано в общих чертах. Если нужны более конкретные доказательства и подробности, то либо жди вторую серию, либо смотри остальные фильмы, вроде "равновесие во вселенной", и другие.

    • Viktor12345

      aleksandri, - "Да ни одна теория сейчас не может описать все,потому что этого никогда нам не понять ,я наверно тоже больше скланяюсь к ветхозавету" -

      А ветхозавет может описать все лучше имеющихся теорий? И нам его "понять"?

  4. aleksandri

    А из квантовой теории сделали такую кашу что читать противно ,полный бред (отправлено из приложения Hi-News.ru)

    • Viktor12345

      aleksandri, Мы уже поняли вашу позицию: ветхозавет - не каша, читать его не противно и он - не полный бред.

  5. 2511

    Нужно больше измерений. И теорий. (отправлено из iOS приложения Hi-News.ru)

  6. Gidan

    Самое "прекрасное и простое описание мира" получится только когда ученые умы придут к мысли, что гравитация и есть основа строения Вселенной. Но для этого им надо будет принять, что элементарная частица электрон (позитрон) с рождения имеет не только зарядовое поле в виде сферы, но и гравитационное в виде грависферы, причем в том же конечном объеме пространства, что и заряд.
    Грависферы, как и заряды, могут объединяться, но разноименные заряды при этом компенсируются, а грависферы всегда только суммируется.

  7. loijeje

    Обезъянья натура человека обязательно требует какой нибудь банан, - трёх слонов… трёх черепах, кварков квартет… струн десяток. Вселенная опирается на смысл… а не на бананы.

  8. Static

    Почтим память великого ученого

  9. Viktor12345

    Илья Хель, спасибо за информативную и красиво написанную статью!

  10. Quseyn Qurbanov

    КОНЦЕПЦИЯ ВСЕГО.

    «Он … прекрасно устроил ваши образы. И к Нему возвращение!» Коран 64:3





    ОБРАЗЫ:

    о4 - неДЕЯТЕЛЬНО ПОЗИЦИОННО (неДт Пзц-о) МАКСИМАЛЬНО ВОЗМОЖНО (МксВ-о) ДИФФЕРЕНЦИРОВАННО (Дф-о-но) развёрнутый

    о3 - Дт …

    о2 – …МИНИМАЛЬНО ВОЗМОЖНО (МнмВ-о) …

    о1 - неДт …

    о0 – … Дф-о-но не развёрнутый



    ЭЛЕМЕНТНОСТИ (Эл-и) с:

    1. ФИКСИРУЮЩЕ (Фк-у-е) ХАРАКТЕРНО (Х-рно) проявляющейся СУЩНОСТЬЮ (Сщ-ью):

    ЧЕЛОВЕЧЕСКАЯ (Ч-ая) и АНГЕЛЬСКАЯ (А-ая)/

    2. Фк-уемо Х-рно проявляющейся Сщ-ью: Райская – должна иметь ЗАВЕРШЁННО (Зв-о) Х-рную СООБРАЗНОСТЬ (соО-ь) с о4 Ч-ой; Земная – имела Зв-о Х-рную соО-ь с о3 А-ой.













    В отличие от А-ой развёрнутой сразу же из без ОБРАЗной основыв о3, процесс РАЗВЁРТЫВАНИЯ (рзВ-ния) Ч-ой к её о4 много ступенчат - Ч-ая обретёт о4 в итоге Дф-о-нияЧ-ой в о3 обретённого в итоге ИНТЕГРИРОВАНИЯ (Инт-о-ия) Ч-ой в о2 – и как конкурентно затрагивающий связь А-ую с Земною в о3 вызывает ПРОТИВОДЕЙСТВИЕ /прДй-ие/ А-ой ставшее МнмВ-ым, МксВ-о нейтрализованным благодаря тому, что Господь Всевышний обязал А-ую в о3, соДй-овать рзВ-нию Ч-ой к её о4!!!



    Вот твой Господь сказал ангелам: «Я установлю на земле наместника». Они

    сказали: «Неужели Ты поселишь там того, кто будет распространять нечестие и

    проливать кровь, тогда как мы прославляем Тебя хвалой и освящаем Тебя?». Он

    сказал: «Воистину, Я знаю то, чего вы не знаете» 2:30



    Ч-ая в:



    1. о0 – как в начале неЗв-о Х-рной со0-и с Райской потенциально была открыта для рзВ-ния в КОЛИЧЕСТВЕННОМ (Клч-ом) /аспекте представленности/ годного для сВ-ния в КАЧЕСТВЕННОМ (Кчс-ом) /аспекте представленности/, т.е. для рзВ-ния Евы на основе ребра Адама, как того сегмента в нём, что не имеет НЕПОСРЕДСТВЕННО (неПср-о) Х-рного отношения к механизму неДт позиционного Фк-ования в Ч-ой;

    2. о1 – как в конце … стала открытой для сВ-ния в Кчс-ом годного для рзВ-ния в Клч-ом годного, в свою очередь, для преодоления сВ-ния в Кчс-ом; т.е. Фк-ованию Евой исключенного как Дт Пзц-о Фк-уемое из числа неДт Пзц-о Фк-уемых в Райской!

    3. о2 – как в начале … с Земной … для рзВ-ния в Клч-ом годного для преодоления сВ-ния в Кчс-ом;

    4. о3 – как в конце … будет открытой для преодоления сВ-ния в Кчс-ом лишь годным для этого в Клч-ом !

    А-ая в:

    1. о3 – как в конце Зв-о Х-рной соО-и с Земной потенциально была открыта для сВ-ния в Клч-ом годного для сВ-ния в Кчс-ом.

    2. о2 – как в начале неЗв-о … стала открытой для сВ-ния в Кчс-ом годного для рзВ-ния в Клч-ом!!!

    3. о1 – как в конце … с Райской будет открытой для преодоления сВ-ния в Кчс-ом годного для рзВ-нии в Клч-ом!!!



    А-ая преодолевает свой о3 в лице САТАНЫ, как имеющей соО-ь с Адом, т.е. с центром, ядром Земной!!!

    ПРОКЛИНАЯ сатану НАДО ПРИНЯТЬ ВО ВНИМАНИЕ, ЧТО ОНА ЯВЛЯЕТСЯ ОЛИЦЕТВОРЕНИЕМ ДОЛЖНОГО МнмВ-ого прДй-ия А-ой рзВ-нию Ч-ой!!!



    ЛИЦО /от Ч-ой утратившей Кчс-ый/:

    1. Во внутриутробном этапе рзВ-ется от своей МнмВ-ойформы в процессе ОПОСРЕДСТВЕННО (оПср-о) Х-рного Фк-ования МксВ-ой части Земной, т.е поверхностно Земную, /от Ф1м/ к МксВ-ой форме /к Ф1м/;

    2. В житейском этапе … неПср-о …от Ф2м к Ф2М;

    3. В этапе ожидания в могилеДня Судного … оПср-о … МнмВ-ой части Земной, т.е. Ада, от Ф3м к Ф3М. МксВ-ен этот этап для адамова сына Авеля, МнмВ-ен для тех, кто умрёт в конце света.



    4. В этапе начинающимся Судным Днём … неПср-о … от Ф4м к Ф4М для тех, чьи Ф2М не были нацелены на обретение о4;

    В Судный День проявления ЛИЦ подвергнуться МксВ-ому (облегчению или осложнению):

    по заслугам – быть в рай или в ад погнанной толпе!



    Переход от: Ф1М к Ф2м именуется РОЖДЕНИЕМ; Ф2М к Ф3м – СМЕРТЬЮ; Ф3М к Ф4м – ВОСКРЕШЕНИЕМ!!!

    При достижении Ф4М наступит Конец всех Эл-ей: произойдёт МксВ-о, РАЗРУШАЮЩЕ Х-рное их сВ-ние!

    • Viktor12345

      Quseyn, Ребят, есть мусульмане среди читающих? Напишите, плиз, имеет ли пост выше (КОНЦЕПЦИЯ ВСЕГО) хоть какое-то отношение к Исламу?
      Или с точки зрения религии это такой же брэд, как и с точки зрения науки.

      P.S. А если среди читающих комменты есть врачи соответствующего профиля, подскажите, не напоминает ли вам этот "труд" аналогичные "работы" при
      шизотипических расстройствах?

Новый комментарий

Для отправки комментария вы должны авторизоваться или зарегистрироваться.