Өнөөдрийн онолын физикийн нэг гол ажил бол дээд хэмжээсүүд байдаг уу гэсэн асуултын хариултыг олох явдал юм. Орон зай үнэхээр зөвхөн урт, өргөн, өндрөөс бүрддэг үү, эсвэл энэ нь зөвхөн хүний ойлголтын хязгаарлалт уу? Мянган жилийн турш эрдэмтэд олон хэмжээст орон зай байдаг гэсэн санааг эрс няцаасаар ирсэн. Гэсэн хэдий ч шинжлэх ухаан, технологийн хувьсгал маш их өөрчлөгдсөн бөгөөд өнөөдөр шинжлэх ухаан өндөр хэмжигдэхүүнүүдийн асуудалд тийм ч ангилагдахаа больсон.
"Олон хэмжээст орон зай" гэсэн ойлголтын мөн чанар юу вэ?
Хүн гурван хэмжээстээс бүрдсэн ертөнцөд амьдардаг. Аливаа объектын координатыг гурван утгаар илэрхийлж болно. Мөн заримдаа хоёр - дэлхийн гадаргуу дээр байгаа зүйлийн тухайд.
Урт, өргөн, өндрийг хуурай газрын биет болон селестиел биетүүдийн аль алиныг нь тодорхойлоход ашиглаж болно - гариг, од, галактик. Эдгээр нь бичил сансарт амьдардаг зүйл болох молекул, атом, энгийн зүйлд хангалттайтоосонцор. Дөрөв дэх хэмжигдэхүүнийг цаг хугацаа гэж үздэг.
Олон хэмжээст орон зайд дор хаяж таван хэмжээс байх ёстой. Орчин үеийн онолын физик нь өөр өөр хэмжээстэй орон зайн тухай олон онолыг боловсруулсан - 26 хүртэл. Хязгааргүй тооны хэмжээс бүхий орон зайг тодорхойлсон онол бас бий.
Евклидээс Эйнштейн хүртэл
Эртний үе, дундад зууны болон орчин үеийн физикч, математикчид дээд хэмжээс оршин тогтнох боломжийг эрс үгүйсгэдэг. Зарим математикчид орон зайг гурван параметрээр хязгаарласан үндэслэлийг хүртэл гаргаж ирсэн. Евклидийн геометр нь зөвхөн гурван хэмжээстэй байсан.
Харьцангуй ерөнхий онол гарч ирэхээс өмнө эрдэмтэд олон хэмжээст орон зайг судлах, онолыг ахиулах зохисгүй сэдэв гэж ерөнхийд нь үздэг байв. Альберт Эйнштейн гурван хэмжигдэхүүнийг дөрөв дэх хэмжигдэхүүнтэй хослуулан орон зай-цаг хугацааны тухай ойлголтыг томъёолоход цаг хугацаа, энэ асуудалд итгэх итгэл тэр дороо алга болсон.
Харьцангуйн онол нь цаг хугацаа, орон зай тусдаа бие даасан зүйл биш гэдгийг баталж байна. Жишээлбэл, хэрэв сансрын нисэгчид удаан хугацаанд өндөр хурдтай хөдөлдөг хөлөг онгоцонд суувал дэлхийд буцаж ирэхэд тэд үе тэнгийнхнээсээ залуу байх болно. Учир нь тэдний хувьд дэлхий дээрх хүмүүсийнхээс бага хугацаа өнгөрөх болно.
Калуза-Кляйн онол
1921 онд Германы математикч Теодор Калуза харьцангуйн онолын тэгшитгэлийг ашиглан онолыг бүтээжээ. Энэ нь анх удаа таталцал ба цахилгаан соронзон хүчийг хослуулсан. Энэ онолоор орон зай таван хэмжээстэй (цаг хугацааг оруулаад).
1926 онд Шведийн физикч Оскар Клейн Калузагийн тодорхойлсон тав дахь хэмжээсийн үл үзэгдэх үндэслэлийг гаргажээ. Энэ нь дээд хэмжээсүүд нь Планкийн утга гэж нэрлэгддэг, 10-35 гэж нэрлэгддэг гайхалтай жижиг утгад шахагдсанаас бүрддэг. Дараа нь энэ нь олон хэмжээст орон зайн бусад онолуудын үндэс болсон.
Мөрний онол
Онолын физикийн энэ салбар бол хамгийн ирээдүйтэй салбар юм. Мөрний онол нь харьцангуйн ерөнхий онол гарч ирснээс хойш физикчдийн хайж байсан зүйл гэж үздэг. Энэ бол бүх зүйлийн онол гэгддэг.
Харьцангуйн онол ба квант механик гэсэн хоёр үндсэн физик зарчим бие биетэйгээ шийдэгдэхийн аргагүй зөрчилдөөнтэй байгаа нь үнэн юм. Бүх зүйлийн онол бол энэ парадоксыг тайлбарлаж чадах таамаглал юм. Харин утсан онол нь энэ үүрэгт илүү тохиромжтой.
Үүний мөн чанар нь дэлхийн бүтцийн субатомын түвшинд энгийн утсан чичиргээ, жишээлбэл хийл хөгжимтэй төстэй бөөмс чичирдэгт оршино. Эндээс л онол нэрээ авсан юм. Түүнээс гадна эдгээр утаснуудын хэмжээ нь маш жижиг бөгөөд Планкийн урттай ойролцоо хэлбэлздэг - Калуза-Клейн онолд гардагтай ижил. Хэрэв атом галактикийн хэмжээтэй болтлоо томорвол утас нь зөвхөн насанд хүрсэн модны хэмжээтэй болно. Мөрний онол зөвхөн олон хэмжээст орон зайд ажилладаг. Мөн хэд хэдэн байдагхувилбарууд. Зарим нь 10 хэмжээст орон зай шаарддаг бол зарим нь 26 хэмжээст зай шаарддаг.
Утасны онолыг анх бий болох үед физикчид ихээхэн эргэлзээтэй хүлээн авч байсан. Гэвч өнөөдөр энэ нь хамгийн алдартай бөгөөд олон онолын физикчид үүнийг хөгжүүлэх ажилд оролцож байна. Гэхдээ онолын заалтуудыг туршилтаар нотлох хараахан боломжгүй байна.
Хилбертийн орон зай
Өндөр хэмжээсүүдийг тодорхойлсон өөр нэг онол бол Хилбертийн орон зай юм. Үүнийг Германы математикч Давид Хилберт интеграл тэгшитгэлийн онол дээр ажиллаж байхдаа дүрсэлсэн байдаг.
Хилбертийн орон зай нь Евклидийн орон зайн шинж чанарыг хязгааргүй хэмжээстээр дүрсэлсэн математикийн онол юм. Энэ нь хязгааргүй тооны хэмжээс бүхий олон хэмжээст орон зай юм.
Шинжлэх ухааны зөгнөлт дэх хэт орон зай
Олон хэмжээст орон зайн санаа нь уран зохиолын болон кино урлагийн олон шинжлэх ухааны зөгнөлт зохиолуудыг бий болгосон.
Тиймээс, Дэн Симмонсын "Хиперионы дуунууд" тетралогид хүн төрөлхтөн объектыг хол зайд шууд дамжуулах чадвартай хэт орон зайн хоосон портал сүлжээг ашигладаг. Роберт Хайнлейны "Оддын хөлөг онгоцны цэргүүд" кинонд цэргүүд хэт орон зайг ашиглан аялдаг.
Сансар огторгуйд нисэх санааг алдарт Оддын дайн, Вавилон 5 цуврал зэрэг сансрын дуурийн олон кинонд ашигласан.
"Intersllar" киноны үйл явдал бараг бүхэлдээ санаатай холбоотой.илүү өндөр хэмжээсүүд. Колоничлоход тохиромжтой гарагийг хайж олохын тулд баатрууд өт хорхойн нүхээр дамжин сансар огторгуйд аялж, өөр систем рүү хөтөлдөг хэт огторгуйн хонгилоор дамждаг. Эцэст нь гол дүр нь олон хэмжээст орон зайн ертөнцөд орж, түүний тусламжтайгаар өнгөрсөн үеийн мэдээллийг дамжуулж чаддаг. Энэ кино нь мөн Эйнштейний гаргасан орон зай, цаг хугацааны хоорондын уялдаа холбоог тодорхой харуулдаг: сансрын нисгэгчдийн хувьд цаг хугацаа дэлхий дээрх дүрүүдийнхээс илүү удаан өнгөрдөг.
"Cube 2: Hypercube" киноны дүрүүд тессеракт дотор байдаг. Тиймээс дээд хэмжээсийн онолд олон хэмжээст шоо гэж нэрлэгддэг. Гарах арга замыг эрэлхийлж байхдаа тэд зэрэгцээ орчлон ертөнцийг олж, өөр хувилбаруудтай тааралддаг.
Олон хэмжээст орон зайн санаа гайхалтай бөгөөд батлагдаагүй хэвээр байна. Гэсэн хэдий ч өнөөдөр энэ нь хэдэн арван жилийн өмнөхтэй харьцуулахад илүү ойр, илүү бодитой болсон. Ирэх зуунд эрдэмтэд илүү өндөр хэмжигдэхүүнээр хөдөлж, улмаар параллель ертөнцөөр аялах арга замыг олж мэдэх бүрэн боломжтой. Тэр болтол хүмүүс энэ сэдвээр маш их төсөөлж, гайхалтай түүх зохиох болно.
