Що не так з теорією струн?
Про теорію струн вперше заговорили ще в 1970-х роках. Вважалося, що теорія струн стане теорією, оскільки вона робила ряд фізичних передбачень, до яких жодна теорія того часу не могла навіть наблизитися. Вчені до цих пір працюють над нею і постійно вдосконалюють, але що заважає теорії струн стати “теорією всього”? Що не так з теорією струн?Коротко про теорію струнВ даний час основними фізичними теоріями є теорія відносності Ейнштейна, що описує гравітацію і була підтверджена багатьма спостереженнями і експериментами, а також квантова механіка, яка описує поведінку частинок та фундаментальні взаємодії, такі як: слабке, сильне і електромагнітне.
Але на даний момент ці дві теорії несумісні і в спробах вирішити протиріччя виникає безліч інших теорій, серед яких і теорія струн.У 1970 році деякі вчені висунули ідею, що взаємодія між півоніями (особливим видом часток) під час зіткнення виникає внаслідок того, що півонії з’єднує “нескінченно тонка нитка, яка коливається” – струна. Після чого з’явилися моделі, в яких елементарні частинки мають вигляд струн, які вібрують на певних частотах.
Теорія струн дала можливість об’єднати загальну теорію відносності і квантову теорію. Ідея теорії струн полягає в тому, що частинки або взаємодії є лише проявом відкритих або закритих струн, вібруючих на певних частотах. Крім цього, теорія припускає існування десятимерного простору, а більш вдосконалена теорія струн під назвою “теорія суперструн” передбачає суперсиметрію всіх частинок і взаємодій.
Чи може теорія струн стати “теорією всього”?На жаль, відповідь — ні. Адже разом з плюсами теорії струн існує і ряд проблем. Перша проблема — це кількість вимірювань: їх цілих десять.
В теорії потрібно позбутися від шести вимірювань, щоб прийти в нашу привычною Всесвіту, а це можна зробити кількістю способів більшим, ніж число атомів у Всесвіті.Друга проблема полягає в тому, що для того, щоб підтвердити або спростувати теорію струн експериментально потрібно приблизно в 10^15 разів більше енергії, ніж дає нам великий адронний коллайдер. Крім того, вченим потрібно хоча б якесь підтвердження існування суперсиметричних частинок.
Разом з цим вважається, що теорія струн є більш математичною теорією ніж фізичного.М-теорияВ середині дев’яностих років двадцятого століття Едвард Віттен висунув гіпотезу, що різні суперструнные теорії є різними граничними випадками одинадцятимернои М-теорії.Згідно M-теорії виходить, що основа Всесвіту — це не тільки одномірні струни, але і двовимірні аналоги струн — мембрани.
Вони можуть бути тривимірними, і четырехмерними…
Ці структури були названі брани.М-теорія оперує двовимірними пятимерными бранами, але навіть базова теорія бран на даний момент все ще знаходиться в розробці. Існування бран, як і існування струн, поки експериментально не підтверджено.
Тим не менш зв’язок з гравітацією робить М-теорію ще одним претендентом на “теорію всього”.В даний час, ні одну з модифікованих теорій струн не можна назвати “теорією всього”. Оскільки всі вони є більш математичними теоріями і мають низку проблем.
Головною проблемою є те, що ці теорії поки що неможливо підтвердити експериментально.Автор: Олексій Німчук. Редакція: Федір Карасенко.
Ставте палець вгору, щоб бачити у своїй стрічці більше статей про космос і науки!Підписуйтесь на мій канал тут, а також на мої канали в телеграме і на youtube. Там ви можете почитати велику кількість цікавих матеріалів, а також задати своє питання. Підтримати наш канал матеріально можна через patreon.
