Superstring онол нь түгээмэл хэлээр бол орчлон ертөнцийг чичиргээт энергийн хэлхээний цуглуулга буюу утас гэж илэрхийлдэг. Тэд бол байгалийн үндэс суурь юм. Таамаглал нь бусад элементүүдийг дүрсэлсэн байдаг - branes. Манай ертөнцийн бүх бодисууд утас, уяаны чичиргээнээс бүрддэг. Онолын байгалийн үр дагавар бол таталцлын дүрслэл юм. Тийм ч учраас эрдэмтэд энэ нь таталцлыг бусад хүчнүүдтэй нэгтгэх түлхүүр гэж үздэг.
Үзэл баримтлал хөгжиж буй
Нэгдмэл талбайн онол, супер мөрний онол нь цэвэр математик юм. Бүх физик ойлголтуудын нэгэн адил энэ нь тодорхой аргаар тайлбарлаж болох тэгшитгэл дээр суурилдаг.
Өнөөдөр энэ онолын эцсийн хувилбар яг юу болохыг хэн ч мэдэхгүй. Эрдэмтэд түүний ерөнхий элементүүдийн талаар нэлээд бүдэг бадаг төсөөлөлтэй байгаа боловч хэн ч супер мөрний бүх онолыг хамарсан тодорхой тэгшитгэлийг гаргаж ирээгүй байгаа бөгөөд туршилтаар үүнийг баталж чадаагүй байна (хэдийгээр үүнийг үгүйсгэхгүй ч). Физикчид тэгшитгэлийн хялбаршуулсан хувилбаруудыг бүтээсэн боловч өнөөг хүртэл энэ нь манай орчлон ертөнцийг бүрэн дүрсэлж чадаагүй байна.
Анхан сурагчдад зориулсан супер стрейн онол
Таамаглал нь таван гол санаан дээр үндэслэсэн.
- Манай дэлхийн бүх биетүүд чичиргээт утас, энергийн мембрануудаас тогтдог гэж супер стрелтын онол таамаглаж байна.
- Тэр харьцангуйн ерөнхий онолыг (таталцлыг) квант физиктэй хослуулахыг хичээдэг.
- Супер утаснуудын онол нь орчлон ертөнцийн бүх үндсэн хүчийг нэгтгэх болно.
- Энэ таамаглал нь үндсэндээ өөр өөр төрлийн бөөмс болох бозон ба фермионуудын хооронд шинэ холболт болох супер тэгш хэмийг урьдчилан таамаглаж байна.
- Үзэл баримтлал нь Орчлон ертөнцийн хэд хэдэн нэмэлт, ихэвчлэн ажиглагддаггүй хэмжигдэхүүнүүдийг тодорхойлдог.
Чавхдас ба хивэг
1970-аад онд онол гарч ирэхэд түүний доторх энергийн утаснууд нь 1 хэмжээст биетүүд буюу утаснууд гэж тооцогддог байв. "Нэг хэмжээст" гэдэг үг нь утсанд зөвхөн 1 хэмжээст, урт нь жишээлбэл, урт, өндөр нь хоёулаа дөрвөлжин хэлбэртэй байдаг гэсэн үг юм.
Онолоор эдгээр супер мөрүүдийг хаалттай ба нээлттэй гэсэн хоёр төрөлд хуваадаг. Нээлттэй утас нь бие биедээ хүрэхгүй төгсгөлтэй байдаг бол битүү утас нь нээлттэй төгсгөлгүй гогцоо юм. Үүний үр дүнд эхний төрлийн мөр гэж нэрлэгддэг эдгээр мөрүүд нь 5 үндсэн төрлийн харилцан үйлчлэлд өртдөг болохыг олж мэдсэн.
Харилцан үйлчлэл нь утсыг холбож, төгсгөлийг нь салгах чадварт суурилдаг. Нээлттэй мөрүүдийн төгсгөлүүд нийлж битүү мөр үүсгэх боломжтой тул гогцоотой утсыг оруулаагүй супер мөрний онолыг бий болгох боломжгүй юм.
Битүү утаснууд нь таталцлын хүчийг дүрслэх шинж чанартай байдаг тул энэ нь чухал ач холбогдолтой болсон гэж физикчид үзэж байна. Өөрөөр хэлбэл, эрдэмтэдСупер утаснуудын онол нь материйн бөөмсийг тайлбарлахын оронд тэдний зан байдал, таталцлыг тодорхойлж чадна гэдгийг ойлгосон.
Олон жилийн дараа онолд утсаас гадна бусад элементүүд зайлшгүй шаардлагатай болохыг олж мэдсэн. Тэдгээрийг хуудас, эсвэл хивэг гэж үзэж болно. Утсыг нэг талдаа эсвэл хоёр талд нь холбож болно.
Квантын таталцал
Орчин үеийн физик нь харьцангуйн ерөнхий онол (GR) ба квант гэсэн хоёр үндсэн шинжлэх ухааны хуультай. Тэд шинжлэх ухааны огт өөр салбаруудыг төлөөлдөг. Квантын физик нь байгалийн хамгийн жижиг хэсгүүдийг судалдаг бөгөөд GR нь дүрмээр бол гаригууд, галактикууд болон орчлон ертөнцийн хэмжээнд байгалийг тодорхойлдог. Тэдгээрийг нэгтгэхийг оролдсон таамаглалуудыг квант таталцлын онол гэж нэрлэдэг. Тэдний хамгийн ирээдүйтэй нь өнөөдөр утас юм.
Хаалттай утас нь таталцлын үйл ажиллагаанд тохирно. Ялангуяа тэдгээр нь биетүүдийн хооронд таталцлыг зөөдөг бөөмс болох гравитоны шинж чанартай байдаг.
Хүчээ нэгтгэх
Даврын онол нь цахилгаан соронзон, хүчтэй ба сул цөмийн хүч, таталцал гэсэн дөрвөн хүчийг нэг болгон нэгтгэхийг оролддог. Манай ертөнцөд тэдгээр нь дөрвөн өөр үзэгдлийн хэлбэрээр илэрдэг боловч стрейн онолчид орчлон ертөнцийн эхэн үед гайхалтай өндөр энергитэй байсан үед эдгээр бүх хүчийг бие биетэйгээ харилцан үйлчлэлцдэг утсаар дүрсэлсэн гэж үздэг.
Супер тэгш хэм
Орчлонгийн бүх бөөмсийг бозон ба фермион гэж хоёр төрөлд хувааж болно. Мөрний онолтэдгээрийн хооронд хэт тэгш хэм гэж нэрлэгддэг хамаарал байгааг таамаглаж байна. Суперсимметрийн хувьд бозон бүрт фермион, фермион бүрт бозон байх ёстой. Харамсалтай нь ийм бөөмс байдаг нь туршилтаар батлагдаагүй байна.
Супер тэгш хэм нь физик тэгшитгэлийн элементүүдийн хоорондын математик хамаарал юм. Үүнийг физикийн өөр нэг салбарт нээсэн бөгөөд үүнийг хэрэглэснээр 1970-аад оны дундуур супер тэгш хэмт утсан онол (эсвэл супер мөрний онол) нэрээ өөрчлөхөд хүргэсэн.
Супер тэгш хэмийн давуу талуудын нэг нь зарим хувьсагчийг хасах боломжийг олгож тэгшитгэлийг ихээхэн хялбаршуулдаг. Хэт тэгш хэмгүй бол тэгшитгэлүүд нь хязгааргүй утга, төсөөллийн энергийн түвшин зэрэг физикийн зөрчилдөөнд хүргэдэг.
Эрдэмтэд хэт тэгш хэмээр таамагласан бөөмсийг ажиглаагүй байгаа тул энэ нь таамаг хэвээр байна. Үүний шалтгаан нь Эйнштейний алдарт E=mc2 тэгшитгэлээр масстай холбоотой их хэмжээний энергийн хэрэгцээ гэж олон физикчид үздэг. Эдгээр бөөмс нь орчлон ертөнцийн эхэн үед оршин тогтнож болох байсан ч Их тэсрэлтийн дараа хөргөж, энерги тархах үед эдгээр бөөмс бага энергийн түвшинд шилжсэн.
Өөрөөр хэлбэл, өндөр энергитэй бөөмс шиг чичирч байсан утаснууд нь эрчим хүчээ алдаж, бага чичиргээтэй элементүүд болж хувирсан.
Одон орны ажиглалт эсвэл бөөмийн хурдасгууртай хийсэн туршилтууд нь зарим хэт тэгш хэмтэй элементүүдийг илчлэх замаар онолыг баталгаажуулна гэж найдаж байна.эрчим хүч.
Нэмэлт хэмжилт
Утасны онолын өөр нэг математик үр дагавар бол гурваас илүү хэмжээс бүхий ертөнцөд утга учиртай байдаг. Одоогоор үүнд хоёр тайлбар байна:
- Нэмэлт хэмжээсүүд (тэдгээрийн зургаа нь) нурсан буюу утсан онолын хэллэгээр хэзээ ч үл анзаарагдах гайхалтай жижиг хэмжээтэй болтлоо нягтруулсан.
- Бид 3D-д гацсан бөгөөд бусад хэмжээсүүд нь түүнээс хэтэрч, бидэнд хандах боломжгүй.
Оноолчдын нэг чухал чиглэл бол эдгээр нэмэлт координатууд нь биднийхтэй хэрхэн холбоотой болохыг математик загварчлах явдал юм. Сүүлийн үеийн үр дүнгээс харахад эрдэмтэд удахгүй хийх туршилтууддаа эдгээр нэмэлт хэмжигдэхүүнүүдийг (хэрэв байгаа бол) илрүүлж чадна гэж таамаглаж байна, учир нь тэдгээр нь урьд өмнө хүлээгдэж байснаас том байж магадгүй юм.
Зорилгыг ойлгох
Эрдэмтдийн супер чавхдасыг судлахдаа зорьж буй зорилго нь "бүх зүйлийн онол" буюу физик бодит байдлыг бүхэлд нь үндсэн түвшинд дүрсэлсэн физикийн ганц таамаглал юм. Хэрэв энэ нь амжилттай болвол манай орчлон ертөнцийн бүтцийн талаарх олон асуултыг тодруулах болно.
Матери ба массын тайлбар
Орчин үеийн судалгааны нэг гол ажил бол бодит бөөмсийн шийдлийг олох явдал юм.
Утасны онол нь утаснуудын янз бүрийн өндөр чичиргээт төлөвт байгаа адрон зэрэг бөөмсийг дүрсэлсэн ойлголтоор эхэлсэн. Ихэнх орчин үеийн найрлагад энэ асуудал манайд ажиглагддагорчлон ертөнц нь хамгийн бага энергитэй утас ба торны чичиргээний үр дүн юм. Илүү өндөр чичиргээ нь манай дэлхийд одоогоор байхгүй өндөр энергитэй бөөмсийг үүсгэдэг.
Эдгээр энгийн тоосонцоруудын масс нь утсыг нягтруулсан нэмэлт хэмжээсээр ороож байгаагийн илрэл юм. Жишээлбэл, математикч болон физикчдийн торус гэж нэрлэдэг пончик хэлбэртэй болгон нугалах хялбаршуулсан тохиолдолд утас нь энэ дүрсийг хоёр аргаар ороож болно:
- торусын дундуур богино гогцоо;
- торусын гаднах тойргийг бүхэлд нь тойрсон урт гогцоо.
Богино гогцоо нь хөнгөн, том гогцоо нь хүнд байх болно. Торойд нягтруулсан хэмжээсийн эргэн тойронд утсыг ороох нь өөр өөр масстай шинэ элементүүдийг үүсгэдэг.
Superstring онол нь уртыг масс руу шилжүүлэхийг товч бөгөөд тодорхой, энгийн бөгөөд гоёмсог тайлбарладаг. Эндхийн нугалсан хэмжээсүүд нь торусаас хамаагүй илүү төвөгтэй боловч зарчмын хувьд адилхан ажилладаг.
Төсөөлөхөд бэрх ч энэ утас нь торусыг хоёр чиглэлд нэгэн зэрэг ороож, өөр масстай өөр бөөмс үүсэх боломжтой. Бранс нь нэмэлт хэмжээсийг ороож, илүү олон боломжийг бий болгож чадна.
Орон зай, цаг хугацааг тодорхойлох
Супер утаснуудын онолын олон хувилбарт хэмжээсүүд нурж, технологийн хөгжлийн өнөөгийн түвшинд тэдгээрийг ажиглах боломжгүй болгодог.
Одоогоор утсан онол нь орон зай, цаг хугацааны үндсэн мөн чанарыг тайлбарлаж чадах эсэх нь тодорхойгүй байна. Эйнштэйнээс илүү. Үүнд хэмжилт нь утаснуудын харилцан үйлчлэлийн суурь бөгөөд бие даасан бодит утгагүй болно.
Орон зай-цаг хугацааг бүх хэлхээний харилцан үйлчлэлийн нийт нийлбэрийн дериватив болгон дүрслэх талаар бүрэн боловсруулаагүй тайлбарыг санал болгосон.
Энэ арга нь зарим физикчдийн санаатай нийцэхгүй байгаа нь таамаглалыг шүүмжилэхэд хүргэсэн. Давталтын квант таталцлын өрсөлдөөнт онол нь орон зай, цаг хугацааны квантчлалыг эхлэлийн цэг болгон ашигладаг. Зарим нь энэ нь ижил үндсэн таамаглалд өөр хандлага болж хувирна гэж итгэдэг.
Таталцлын тоо хэмжээ
Энэ таамаглалын гол ололт нь батлагдвал таталцлын квант онол байх болно. Харьцангуй ерөнхий онол дахь таталцлын өнөөгийн тодорхойлолт нь квант физиктэй нийцэхгүй байна. Сүүлийнх нь жижиг хэсгүүдийн үйл ажиллагаанд хязгаарлалт тогтоосноор орчлон ертөнцийг маш бага хэмжээгээр судлахыг оролдох үед зөрчилдөөнд хүргэдэг.
Хүчээ нэгтгэх
Одоогоор физикчид таталцал, цахилгаан соронзон, сул ба хүчтэй цөмийн харилцан үйлчлэл гэсэн дөрвөн үндсэн хүчийг мэддэг. Утасны онолоос үзэхэд тэд бүгд нэгэн цагт нэгний илрэл байсан.
Энэ таамаглалын дагуу их тэсрэлтийн дараа анхны орчлон ертөнц хөрсний дараа энэхүү ганц харилцан үйлчлэл нь өнөөдөр идэвхтэй байгаа өөр өөр харилцан үйлчлэлд хуваагдаж эхэлсэн.
Өндөр эрчим хүчний туршилтууд нь хэзээ нэгэн цагт эдгээр хүчийг нэгтгэх боломжийг бидэнд олгох болно, гэхдээ ийм туршилтууд нь өнөөгийн технологийн хөгжлөөс хол давсан юм.
Таван сонголт
1984 оны супер чавхдаст хувьсгалын дараа бүтээн байгуулалт маш хурдацтай явагдаж байв. Үүний үр дүнд нэг ойлголтын оронд I, IIA, IIB, HO, HE гэсэн таван төрөл байсан бөгөөд тэдгээр нь тус бүр нь бидний ертөнцийг бараг бүрэн дүрсэлсэн боловч бүрэн биш юм.
Физикчид бүх нийтийн үнэн томьёог олох итгэл найдвараар утсан онолын хувилбаруудыг эрэмбэлж, бие даасан 5 өөр хувилбарыг бүтээжээ. Тэдний зарим шинж чанар нь дэлхийн физик бодит байдлыг тусгасан байсан бол зарим нь бодит байдалтай тохирохгүй байв.
М-онол
1995 онд болсон бага хурал дээр физикч Эдвард Виттен таван таамаглалын асуудлыг зоригтой шийдэхийг санал болгосон. Шинээр нээсэн хоёрдмол байдал дээр үндэслэн тэд бүгд Виттений супер утаснуудын М-онол гэж нэрлэгддэг нэг ерөнхий ойлголтын онцгой тохиолдол болсон. Үүний гол ойлголтуудын нэг нь 1-ээс илүү хэмжээтэй үндсэн объектууд болох branes (мембран гэсэн үгийн товчлол) байв. Зохиогч нь бүрэн хувилбарыг санал болгоогүй ч хараахан гараагүй байгаа ч супер мөрний M-онол нь дараах шинж чанаруудаас бүрддэг:
- 11 хэмжээст (10 орон зайн нэмэх 1 цаг хэмжээ);
- ижил физик бодит байдлыг тайлбарлах таван онолд хүргэдэг хоёрдмол байдал;
- branes нь 1-ээс дээш хэмжээст мөрүүд юм.
Үр дагавар
Үүний үр дүнд нэг биш 10500 шийдэл гарсан. Зарим физикчдийн хувьд энэ нь хямралыг үүсгэсэн бол зарим нь орчлон ертөнцийн шинж чанарыг бидний оршин байгаагаар тайлбарладаг антропийн зарчмыг хүлээн зөвшөөрсөн. Онолчид хэзээ өөрийг олохыг харах л үлдлээсупер мөрний онол дахь чиг баримжаа олгох арга.
Зарим тайлбараас үзэхэд манай ертөнц цорын ганц биш юм. Хамгийн радикал хувилбарууд нь хязгааргүй тооны орчлон ертөнцийг оршин тогтнохыг зөвшөөрдөг бөгөөд тэдгээрийн зарим нь бидний яг хуулбарыг агуулдаг.
Эйнштейний онол нь ороомогтой орон зайг урьдчилан таамаглаж байгаа бөгөөд үүнийг өт нүх эсвэл Эйнштейн-Розены гүүр гэж нэрлэдэг. Энэ тохиолдолд алслагдсан хоёр сайтыг богино гарцаар холбодог. Superstring онол нь зөвхөн үүнийг төдийгүй зэрэгцээ ертөнцийн алслагдсан цэгүүдийг холбох боломжийг олгодог. Тэр ч байтугай физикийн өөр өөр хуультай орчлон ертөнцүүдийн хооронд шилжих боломжтой. Гэсэн хэдий ч таталцлын квант онол тэдний оршин тогтнох боломжгүй болгох магадлалтай.
Олон физикчид сансар огторгуйн эзэлхүүн дэх бүх мэдээлэл түүний гадаргуу дээр бичигдсэн мэдээлэлтэй тохирч байх үед голографийн зарчим нь энергийн утаснуудын тухай ойлголтыг илүү гүнзгий ойлгох боломжийг олгоно гэж үздэг.
Супер утаснуудын онол нь цаг хугацааны олон хэмжигдэхүүнийг зөвшөөрдөг бөгөөд энэ нь тэдгээрээр аялахад хүргэдэг гэж зарим хүмүүс үздэг.
Үүнээс гадна таамаглалын хүрээнд манай орчлон ертөнц хоёр бөөрөнхий мөргөлдөөний үр дүнд бий болж, олон дахин бүтээн байгуулалт, сүйрлийн мөчлөгийг туулдаг их тэсрэлтийн загвараас өөр хувилбар бий.
Орчлон ертөнцийн эцсийн хувь тавилан нь физикчдийг үргэлж зовоож ирсэн бөгөөд утсан онолын эцсийн хувилбар нь материйн нягт болон сансар судлалын тогтмолыг тодорхойлоход тусална. Эдгээр үнэ цэнийг мэдсэнээр сансар судлаачид орчлон ертөнц ийм байх эсэхийг тодорхойлж чаднабүгдийг дахин эхлүүлэхийн тулд дэлбэртэл нь агшаа.
Шинжлэх ухааны онолыг боловсруулж, туршиж үзэхээс нааш хаашаа хөтөлж болохыг хэн ч мэдэхгүй. Эйнштейн E=mc2 тэгшитгэлийг бичихдээ цөмийн зэвсэг гарч ирнэ гэж төсөөлөөгүй. Квантын физикийг бүтээгчид энэ нь лазер болон транзистор бүтээх үндэс болно гэдгийг мэдээгүй байсан. Ийм цэвэр онолын үзэл баримтлал юунд хүргэх нь хараахан тодорхойгүй байгаа ч гайхалтай зүйл гарах нь гарцаагүй гэдгийг түүх харуулж байна.
Энэ таамаглалын талаар илүү ихийг мэдэхийг хүсвэл Эндрю Зиммерманы даммигийн супер стринг онолыг үзнэ үү.
