Supersnaartheorie populaire taal voor Dummies

Supersnaartheorie, in de populaire taal, is het universum als een set van trillende strengen van energie - strings. Zij vormen de basis van de natuur. Hypothese beschrijft de andere elementen - branen. Alle stoffen in onze wereld bestaat uit trillingen van snaren en branen. Een logisch gevolg van de theorie is de beschrijving van de zwaartekracht. Dat is de reden waarom de wetenschappers geloven dat de sleutel tot de eenmaking van de zwaartekracht met andere interacties bevat.

Het concept is ontwikkeld

De theorie van het verenigd veld, supersnaartheorie - puur wiskundige. Zoals alle fysieke concepten is gebaseerd op de vergelijkingen die op een bepaalde manier worden uitgelegd.

Vandaag de dag, niemand weet precies wat zal de definitieve versie van deze theorie. De wetenschappers hebben een tamelijk vaag idee van de gemeenschappelijke elementen, maar niemand heeft nog komen met een laatste vergelijking zou worden overspoeld alle supersnaartheorie en experiment is nog niet in staat om het te bevestigen geweest (hoewel te weerleggen). Natuurkundigen hebben een vereenvoudigde versie van de vergelijking gemaakt, maar tot nu toe het niet helemaal beschrijven ons universum.

Supersnaartheorie voor beginners

In de hypothese op vijf ideeën.

1. Supersnaartheorie voorspelt dat alle objecten van onze wereld zijn opgebouwd uit vibrerende strengen van energie en membranen.
2. Ze probeert te verzoenen algemene relativiteitstheorie (zwaartekracht) met de kwantumfysica.
3. Supersnaartheorie zullen alle van de fundamentele krachten van het universum te integreren.
4. Deze hypothese voorspelt een nieuwe verbinding, supersymmetrie, tussen twee fundamenteel verschillende soorten deeltjes, bosonen en fermionen.
5. Het concept beschrijft een aantal extra, waarneembare gewoonlijk afmetingen van het universum.

Snaren en branen

Als de theorie in de jaren 1970 ontstond, werden energie strengen in het beschouwd als 1-dimensionale objecten - strings. De term "eendimensionaal" betekent dat de draad slechts één afmeting, lengte, in tegenstelling tot bijvoorbeeld een vierkant, met een lengte en hoogte heeft.

Deze supersnaartheorie verdeelt in twee types - gesloten en open. Open snaar heeft uiteinden die niet in contact met elkaar, terwijl de gesloten string een lus zonder open einden. Als resultaat werd gevonden dat deze snaren, koorden genoemd eerste type, belicht 5 basistypen interacties.

Interacties zijn gebaseerd op strings mogelijkheid om verbinding te maken en delen hun tips. Aangezien de uiteinden van open snaren samen komt gesloten vorm, is het onmogelijk om een theorie superstrings en die geen lus reeks te construeren.

Dit bleek belangrijk als gesloten strings hebben eigenschappen die worden verondersteld om de natuurkunde dat de zwaartekracht kunnen omschrijven. Met andere woorden, realiseerden onderzoekers dat superstringtheorie plaats verklaren de materiedeeltjes hun gedrag en de zwaartekracht te beschrijven.

Jaren later werd ontdekt dat, naast de strijkers, en andere essentiële elementen van de theorie. Ze kunnen worden beschouwd als vellen of Brane. Snaren kunnen ze een of beide zijden worden bevestigd.

kwantumzwaartekracht

De moderne natuurkunde heeft twee belangrijke wetenschappelijke wet: de algemene relativiteitstheorie (GR) en quantum. Zij vertegenwoordigen een heel ander gebied van wetenschap. De kwantumfysica met de kleinste deeltjes van natuurlijke en GTR, in de regel, beschrijft de aard van de omvang van de planeten, sterrenstelsels en het heelal als geheel. Hypothesen die proberen om ze te combineren, wordt de theorie van de quantum zwaartekracht. De meest veelbelovende van deze is nu de string.

Closed thread overeen met het gedrag van de zwaartekracht. In het bijzonder bezitten zij eigenschappen graviton deeltje transporteren zwaartekracht tussen objecten.

Bundeling van krachten

Snaartheorie probeert de vier krachten verenigen - elektromagnetische, sterke en zwakke nucleaire krachten en de zwaartekracht - naar een. In onze wereld, ze manifesteren zich als vier verschillende fenomenen, maar snaartheoretici zijn van mening dat in het vroege heelal, toen er ongelooflijk hoge niveaus van energie, al deze krachten worden beschreven door strijkers, interactie met elkaar.

supersymmetrie

Alle deeltjes in het universum kan worden onderverdeeld in twee types: bosonen en fermionen. Koord theorie voorspelt dat er een relatie tussen hen, bekend als supersymmetrie. Als supersymmetrie voor elke boson en fermion moet bestaan voor elke fermion - boson. Helaas experimenteel bestaan van dergelijke deeltjes is niet bevestigd.

Supersymmetrie is een wiskundige betrekking tussen de elementen van fysische vergelijkingen. Ze werd gevonden in een ander gebied van de natuurkunde en de toepassing ervan heeft geleid tot het hernoemen van de theorie van de supersymmetrie string (of supersnaartheorie, in de populaire taal) in het midden van de jaren 1970.

Eén van de voordelen van supersymmetrie is dat vereenvoudigt de vergelijking, waardoor een aantal variabelen te elimineren. Zonder supersymmetrie vergelijkingen leiden tot lichamelijke tegenstrijdigheden, zoals de oneindige waarde en imaginaire energieniveaus.

Aangezien wetenschappers een deeltje voorspeld door supersymmetrie niet hebben waargenomen, is nog steeds een hypothese. Veel natuurkundigen geloven dat de reden voor deze - de behoefte aan een aanzienlijke hoeveelheid energie, die wordt geassocieerd met een bekend gewicht van Einstein vergelijking E = mc ^2. Deze deeltjes kunnen bestaan in het vroege heelal, maar als het is afgekoeld, en na de Big Bang, de energie te verspreiden, zijn deze deeltjes verplaatst naar lage energie niveaus.

Met andere woorden, de snaren vibreren hoogenergetische deeltjes verloren energie, die deze elementen vervaardigd met minder trillingen.

Onderzoekers hopen dat astronomische observatie of experiment met deeltjesversnellers bevestigen de theorie, het identificeren van een aantal van supersymmetrische elementen met een hogere energie.

aanvullende metingen

Andere mathematische consequentie van de snaartheorie is dat het zinvol is in de wereld, het aantal metingen groter is dan drie. Momenteel zijn er twee verklaringen voor:

1. Aanvullende metingen (zes van hen) zijn gevouwen, of, in de terminologie van de snaartheorie gecompactificeerde de ongelooflijk kleine formaat, om waar te nemen die nooit zal slagen.
2. We zaten vast in een 3-dimensionale Brane, en andere dimensies verder reiken dan het en zijn niet beschikbaar voor ons.

Een belangrijk gebied van onderzoek onder theoretici is de wiskundige modellering van hoe deze nevenfuncties kunnen worden gekoppeld aan onze eigen. Recente resultaten voorspellen dat wetenschappers binnenkort in staat zal zijn om deze extra dimensies te detecteren (indien aanwezig) in de komende experimenten, omdat ze groter zijn dan eerder werd verwacht kan zijn.

begrip van het doel

De gezocht door wetenschappers onderzoeken superstrings doel - "theorie van alles", dat wil zeggen een enkele fysieke hypothese dat op een fundamenteel niveau beschrijft alle fysieke werkelijkheid ... Als dat lukt, zou het veel vragen met betrekking tot de structuur van ons universum te verduidelijken.

Uitleg van de materie en de massa

Een van de belangrijkste taken van de moderne onderzoek - het zoeken naar oplossingen voor reële deeltjes.

Snaartheorie begon als een concept waarin de deeltjes zoals hadrons, verschillende hogere vibrationele toestanden van de snaren. In de meeste moderne formuleringen, materie, waargenomen in ons universum is het gevolg van de trillingen van snaren en branen met de laagste energie. De trillingen genereren van meer hoog-energetische deeltjes, die nu in onze wereld niet bestaan.

De massa van deze elementaire deeltjes is een uiting van hoe de snaren en branen gecompactificeerde verpakt in aanvullende dimensies. Bijvoorbeeld, in een vereenvoudigde voor vouwen in de vorm van een donut, genaamd wiskundige en natuurkundige torus string kan deze vorm wikkelen op twee manieren:

• korte lus door het midden van de torus;
• lange lus rondom de gehele buitenomtrek van de torus.

De korte lus is een licht deeltje, en de meeste - ernstig. Wanneer u wikkel de koord rond de torusvormige gecompactificeerde het meten van de vorming van nieuwe elementen met verschillende massa's.

Supersnaartheorie kort en duidelijk, eenvoudig en elegant verklaart de overgang lengte in de massa. Ingestort meting is veel moeilijker torus, maar in principe ze werken ook.

Het is zelfs mogelijk, hoewel het moeilijk voor te stellen dat het koord wikkelt de torus in twee richtingen tegelijk, wat zal resulteren in het andere deeltje met een verschillende massa. Branen kan ook de extra dimensies te wikkelen, waardoor er nog meer mogelijkheden.

Definitie van ruimte en tijd

In vele versies van supersnaartheorie van de meting stort in, waardoor ze niet waar te nemen op het huidige niveau van de technologische ontwikkeling.

Op dit moment is het niet duidelijk of de snaartheorie de fundamentele aard van ruimte en tijd dan heeft Einstein zou kunnen verklaren. Het afmetingen zijn het decor voor de interactie van strings en onafhankelijke echt gevoel niet.

Wij bieden een verklaring, is niet volledig afgerond, in verband met de indiening van de ruimte-tijd als een afgeleide van het totale bedrag van alle snaar interacties.

Deze aanpak voldoet niet aan de standpunten van sommige natuurkundigen die heeft geleid tot kritiek van de hypothese. Concurrerende theorie lus quantumernst als startpunt met de kwantisering van ruimte en tijd. Sommigen geloven dat uiteindelijk zal het slechts een andere benadering van alle van dezelfde fundamentele hypothese.

Kwantisatie van zwaartekracht

Het belangrijkste resultaat van deze hypothese, indien bevestigd, zal een kwantumtheorie van de zwaartekracht. Bestaande formulering van de zwaartekracht in het algemeen relativiteit onverenigbaar kwantumfysica. Last, het opleggen van beperkingen op het gedrag van kleine deeltjes, tijdens een poging om het universum te verkennen in een extreem kleine schaal leidt tot tegenstrijdigheden.

De vereniging van krachten

Momenteel natuurkundigen bekend vier fundamentele krachten: zwaartekracht, elektromagnetische, zwakke en sterke nucleaire interacties. Van snaartheorie het impliceert dat alles wat ze ooit waren manifestaties van hetzelfde.

Volgens deze hypothese, zoals het vroege heelal afgekoeld na de oerknal, het is een enkele interactie werd opgesplitst in verschillende operationele vandaag.

Experimenten met hoge energie ooit ons toelaten om de vereniging van deze krachten te vinden, hoewel deze experimenten zijn veel verder dan de huidige technologische ontwikkeling.

vijf opties

Na superstring revolutie in 1984, de ontwikkeling vond plaats in een koortsachtig tempo. Als gevolg daarvan, in plaats van één concept van vijf werd, de zogenaamde type I, IIA, IIB, HO, HE, die elk bijna volledig beschrijft onze wereld, maar niet tot het einde.

Physics, ontroerende versie van de snaartheorie in de hoop op het vinden van ware universele formule, creëerde 5 verschillende varianten van zelfvoorzienend. Sommige van hun eigenschappen weerspiegelen de fysieke realiteit van de wereld, anderen waren onwaar.

M-theorie

Op een conferentie in 1995, de natuurkundige Edward Witten voorgesteld een gedurfde oplossing voor de vijf hypothesen. Op basis van de recente ontdekking van de dualiteit, ze allemaal worden speciale gevallen van één integraal concept genaamd Witten M theorie van superstrings. Eén van de belangrijkste concepten te braan werd (afkorting van membraan), basic objecten met meer dan één dimensie. Hoewel de auteur de volledige versie, die niet tot op heden niet heeft aangeboden, de M-theorie van superstrings kort bestaat uit de volgende functies:

• 11-maat (10 plus 1 ruimtelijk tijdsdimensie);
• dualiteit, die leiden tot vijf theorieën verklaren van de dezelfde fysieke realiteit;
• branen - strings, met meer dan 1 meting.

onderzoek

Als gevolg daarvan, in plaats van één was er 10 ⁵⁰⁰ beslissingen. Voor sommige natuurkundigen was het de oorzaak van de crisis, terwijl anderen namen de antropische principe, dat de eigenschappen van het heelal met onze aanwezigheid in het verklaart. Het valt nog te verwachten, wanneer theoretici een andere manier om de supersnarentheorie navigeren te vinden.

Sommige interpretaties zeggen dat onze wereld is niet de enige. De meest radicale versies staan het bestaan van een oneindig aantal universa, waarvan sommige bevatten exacte kopieën van onze eigen.

Einstein's theorie voorspelt het bestaan van een minimale ruimte, die een wormgat of Einstein-Rosen brug wordt genoemd. Daarbij behorende beide externe site korte passage. Supersnaartheorie maakt niet alleen dat, maar ook de aansluiting van externe punten van de parallelle werelden. U kunt zelfs wisselen tussen universa met verschillende wetten van de fysica. Echter, de waarschijnlijke optie, wanneer de kwantumtheorie van de zwaartekracht hun bestaan onmogelijk maakt.

Veel natuurkundigen geloven dat het holografisch principe, wanneer alle informatie in het volume van de ruimte, komt overeen met de op het oppervlak informatie, zal een dieper begrip van het concept van de macht strengen mogelijk te maken.

Sommigen geloven dat de supersnarentheorie kunnen meerdere metingen van de tijd, wat resulteert in een reis door hen.

Bovendien, in het kader van de hypothese is er een alternatief voor de Big Bang model, volgens welke ons universum was het gevolg van een botsing tussen twee branen en gaat door herhaalde cycli van schepping en vernietiging.

Het uiteindelijke lot van het universum heeft altijd bezet natuurkundigen, en de definitieve versie van de snaartheorie kan helpen bij het bepalen van de dichtheid van de materie en de kosmologische constante. Het kennen van deze waarden, zal kosmologen in staat zijn om te bepalen of het universum zal krimpen tot, totdat hij ontploft, begon opnieuw.

Niemand kent de gevolgen van de wetenschappelijke theorie, zolang het niet zal worden ontwikkeld en getest. Einstein, het schrijven van de vergelijking E = mc ^2, had niet verwacht dat het zal leiden tot het ontstaan van kernwapens. De makers van de kwantumfysica niet wist dat het de basis voor de laser en de transistor zal zijn. En hoewel het nog niet bekend is wat zal zo'n zuiver theoretisch concept, de geschiedenis laat zien dat zeker iets bijzonders te krijgen.

Voor meer informatie over deze hypothese kan worden gevonden in het boek Endryu Tsimmermana "Super String Theory for Dummies."