Jak teoria strun próbuje wyjaśnić samą istotę budowy wszechświata?
Teoria strun jest być może najdziwniejszą teorią we współczesnej fizyce teoretycznej, próbuje rozwiązać zagadkę budowy wszechświata. I jest tak niezwykłe, że może okazać się nie tylko pięknym wynalazkiem, ale teorią, która dość dokładnie opisuje samą istotę całego wszechświata.
Próba połączenia wszystkiego w jedną teorię
Tak więc różne wersje teorii strun są obecnie pozycjonowane jako jeden z głównych kandydatów do tytułu wszechstronnej teorii uniwersalnej, która w rzeczywistości wyjaśnia wszystko, co istnieje.
W rzeczywistości teoria ta jest niczym innym jak Świętym Graalem wszystkich fizyków teoretycznych, którzy przez całe życie zajmują się teorią cząstek elementarnych, a także kosmologią.
Tak więc w teorii uniwersalnej jest tylko kilka formuł, które zawierają całą kwintesencję ludzkiej wiedzy o zachodzących interakcjach i właściwościach fundamentalnych cząstek materii, którymi jesteśmy i my jesteśmy Wszechświat.
Tak więc w tej chwili teoria strun została połączona z koncepcją supersymetrii i w ten sposób powstała tak zwana teoria superstrun. I jak dotąd jest to maksimum, na które zasłużyli naukowcy-teoretycy w dziedzinie łączenia teorii czterech głównych oddziaływań (manifestowanych sił natury).
Teoria superstrun opiera się na koncepcji, zgodnie z którą wyjaśnia się absolutnie każdą interakcję w przyrodzie wymiany, tak zwane cząstki nośnika odpowiedniego rodzaju między cząstkami wchodzącymi w interakcja.
Dla prostego zrozumienia można sobie wyobrazić cząstki w roli „cegiełek” wszechświata, a te osławione cząstki nośnika są „cementem” spajającym „cegły”.
Jeśli więc przejdziemy do modelu standardowego, to w nim rolę „cegiełek” przypisuje się kwarkom, a rolę „cementu” pełnią bozony cechowania, którymi kwarki wymieniają się ze sobą.
Ale teoria supersymetrii poszła znacznie dalej. Zgodnie z tą teorią same kwarki i leptony są dalekie od monolitu, ale są zbudowane z dużo masywniejszych i jeszcze nieodkrytych eksperymentalnie cząstki, które z kolei są połączone ze sobą jeszcze mocniejszym „cementem” superenergetycznym cząstki-nośniki oddziaływań.
Oczywiście współczesne systemy komputerowe ludzkości wciąż nie są w stanie tak głęboko wniknąć w świat wszechświata, ale naukowcy już nazwali te hipotetycznie istniejące cząstki. Na przykład istnieje seelectron (supersymetryczny analog elektronu), kwadrat itp.
Tak więc w zasadzie nietrudno wyobrazić sobie obraz Wszechświata, jaki proponują te teorie. W skali rzędu 10-35 m, czyli przynajmniej 20 rzędów wielkości mniejszej niż średnica takiej „cegiełki” jak proton, która, jak wiadomo, składa się z trzech „sklejonych” kwarków. Jednocześnie architektura materii na tym poziomie jest uderzająco odmienna od świata, do którego jesteśmy przyzwyczajeni.
Przy tak niewielkich odległościach i równie ogromnych energiach materia jest serią fal pola stojącego (tak jak na instrumentach muzycznych).
Tak więc na zwykłej strunie gitarowej w naszej kosmicznej wersji można wzbudzić ogromną ilość harmonicznych (alikwotów), oprócz tonu głównego.
A każdy stan harmonicznej odpowiada jego własnemu stanowi energii.
I znowu wracamy do Teorii Względności, czyli do Zasady Względności. Według niego energia i masa są równoważne, a zatem im większa jest częstotliwość drgań harmonicznych fali, tym większa jest jej energia, a co za tym idzie, większa masa obserwowanej cząstki.
Ponadto, zgodnie z teorią superstrun, ich wibracje wykonywane są jednocześnie w 11 wymiarach. Wszyscy jesteśmy przyzwyczajeni do czterech wymiarów (trzech przestrzennych i jednego czasowego), ale w dziedzinie superstrun wszystko jest nieco bardziej zagmatwane.
Teoretycy starają się ominąć to „zawikłanie” fizyki, a nawet jakby nie zauważyć i rozwiązać dylemat „niepotrzebnych” pomiarów w taki sposób, że są rzekomo „skompaktowane” (zwinięte), a zatem nie można ich zaobserwować przy standardowym energie.
Ale naukowcy nie poprzestali na tym i "sfinalizowali" teorię Superstrun i stworzyli teorię błon wielowymiarowych. W zasadzie są to te same struny, tylko płaskie. Autorzy samej teorii żartują, że membrany można odróżnić od sznurków tak samo, jak wermiszel od makaronu.
Mimo pozornej uniwersalności teoria ta ma szereg słabości. Tak więc do tej pory teoria nie została zredukowana do ścisłej formy matematycznej, ponieważ po prostu nie ma wystarczającego aparatu matematycznego, aby doprowadzić ją do ścisłej wewnętrznej korespondencji.
Ponadto znaczące sprzeczności niektórych aspektów teorii z innymi nie zostały jeszcze wyeliminowane, a przez całe istnienie teorii nikt teoretyków i nie mógł zaoferować ani jednego eksperymentu, w którym rozumowanie teoretyczne zostało przetestowane w laboratorium warunki.
I dopóki nie przeprowadzi się ani jednego eksperymentu naukowego, cała teoria superstrun i błon będzie tylko piękną grą wyobraźni.
Podobał Ci się materiał? Następnie oceń go i nie zapomnij zasubskrybować kanału. Dziękuję za uwagę!