STEPHEN HAWKING "The Grand Design" (2010) / Стивен ХОКИНГ "Великий замысел": 5. THE THEORY OF EVERYTHING / 5. ТЕОРИЯ ВСЕГО
| Английский оригинал | Перевод на русский | |
|---|---|---|
Сожалеем, но текст оригинала доступен только зарегистрированным пользователям. |
Мы поэтому остаемся с теорией гравитации, предсказывающей, что определенные величины, такие как искривление пространства-времени, бесконечны, что не служит хорошим путем, ведущим к пригодной для жизни вселенной. cosinus 15.08.11 в 10:23 Поэтому мы остаёмся с теорией гравитации, предсказывающей, что определенные величины, такие как кривизна пространства-времени, бесконечны, что не ведет к развитию пригодной для жизни Вселенной. serrrg 01.11.11 в 19:23 |
|
|
Это означает, что единственная возможность получения разумной теории было бы как-нибудь сократить все бесконечности, не прибегая к перенормировке. cosinus 15.08.11 в 10:30 Это означает, что для получения разумной теории нужно было бы как-то сократить все бесконечности, не прибегая к перенормировке. serrrg 01.11.11 в 19:27 |
||
|
В 1976 году возможное решение этой проблемы было найдено. cosinus 15.08.11 в 10:31 |
||
|
Его называют супергравитацией. cosinus 15.08.11 в 10:32 |
||
|
Приставка "супер" добавлялась не потому, что физики думали, что было бы "супер", если бы эта теория квантовой гравитации могла на самом деле работать. cosinus 15.08.11 в 10:36 |
||
|
Вместо этого "супер" имеет в виду своего рода симметрию, которой обладает теория, названную суперсимметрией. cosinus 15.08.11 в 10:38 В данном случае "супер" выражает своего рода симметрию, которой обладает теория, называемая суперсимметрией. serrrg 01.11.11 в 19:35 |
||
|
В физике система, как говорят, обладает симметрией, если ее свойства не зависят от определенных преобразований, таких как вращение ее в пространстве или получение ее зеркального отображения. cosinus 15.08.11 в 10:43 |
||
|
Например, если вы переворачиваете пончик, он выглядит в точности одинаково (если он без шоколадной посыпки, в этом случае лучше его просто съесть). cosinus 15.08.11 в 10:46 |
||
|
Суперсимметрия -- более тонкий вид симметрии, которая не может быть связана с преобразованием обычного пространства. cosinus 15.08.11 в 10:47 |
||
|
Одно из важных значений суперсимметрии -- что частицы силы и частицы материи, а следовательно сила и материя, действительно лишь два аспекта одного и того же явления. cosinus 15.08.11 в 10:50 Одним из важных значений суперсимметрии является то, что частицы силы и частицы материи, а, следовательно, сила и материя, на самом деле лишь два аспекта одного и того же явления. serrrg 01.11.11 в 19:37 |
||
|
В сущности, это означает, что у каждой частицы материи, такой как кварк, должна быть частица-партнер, являющаяся частицей силы, и у каждой частицы силы, такой как фотон, должна быть частица-партнер, являющаяся частицей материи. cosinus 15.08.11 в 10:55 |
||
|
У этой теории есть потенциал, чтобы решить проблему бесконечностей, потому что оказывается, что бесконечности от замкнутых контуров частиц силы положительны, в то время как бесконечности от замкнутых контуров частиц материи отрицательны, таким образом бесконечности в этой теории, обусловленные частицами силы и их партнерами, частицами материи, имеют свойство сокращаться. cosinus 15.08.11 в 13:00 |
||
|
К сожалению, вычисления, необходимые чтобы узнать, были ли бы какие-нибудь бесконечности, оставшиеся несокращенными в супергравитации, были такими длинными и сложными, и имели такой потенциал для ошибки, что никто не был готов за них браться. cosinus 15.08.11 в 13:06 |
||
|
Большинство физиков, тем не менее, полагало, что супергравитация была, вероятно, правильным ответом на проблему объединения гравитации с другими силами. cosinus 15.08.11 в 13:14 |
||
|
Вы могли бы подумать, что справедливость суперсимметрии будет легко проверить -- просто исследуйте свойства существующих частиц и увидите, разделяются ли они на пары. cosinus 15.08.11 в 13:17 |
||
|
Никакие такие частицы-партнеры не наблюдались. cosinus 15.08.11 в 13:19 |
||
|
Но различные вычисления, которые выполнили физики, указывают, что частицы-партнеры, соответствующие частицам, которые мы наблюдаем, должны быть в тысячу раз более массивными, чем протон, если не еще более тяжелыми. cosinus 15.08.11 в 13:20 |
||
|
Они слишком тяжелые для таких частиц, чтобы быть замечеными в любых экспериментах, проводившихся до настоящего времени, но есть надежда, что такие частицы будут в конечном счете созданы в Большом Адронном Коллайдере в Женеве. cosinus 15.08.11 в 13:22 |
||
|
Идея суперсимметрии была ключом к созданию супергравитации, но понятие фактически возникло несколькими годами ранее у теоретиков, изучающих неоперившуюся теорию, названную теорией струн. cosinus 15.08.11 в 13:27 |
||
|
Согласно теории струн, частицы -- это не точки, а структуры колебаний, у которых есть длина, но нет высоты или ширины -- подобно бесконечно тонким струнам. cosinus 15.08.11 в 13:33 |
||
|
Теории струн также приводят к бесконечностям, но полагают, что в правильной версии все они сократятся. cosinus 15.08.11 в 13:38 |
||
|
У них есть другая необычная особенность. cosinus 15.08.11 в 13:39 |
||
|
Они непротиворечивы, только если пространство-время имеет десять измерений вместо обычных четырех. cosinus 15.08.11 в 13:40 |
||
|
Десять измерений могли бы казаться захватывающими, но они вызвали бы реальные проблемы, если бы вы забыли, где оставили свой автомобиль. cosinus 15.08.11 в 13:41 |
||
|
Если они существуют, почему мы не замечаем эти лишние измерения? cosinus 15.08.11 в 13:44 |
||
|
Согласно теории струн, они скручены в пространство очень небольшого размера. cosinus 15.08.11 в 13:45 |
||
|
Чтобы изобразить это, представьте себе двумерную плоскость. cosinus 15.08.11 в 13:47 |
+1 | |
|
Мы называем плоскость двумерной, потому что нужно два числа (например, горизонтальная и вертикальная координаты), чтобы определить местоположение любой точки на ней. cosinus 15.08.11 в 13:50 |
||
|
Другое двумерное пространство -- поверхность соломинки. cosinus 15.08.11 в 13:51 |
||
|
Чтобы определить местоположение точки в этом пространстве, нужно знать, где точка вдоль соломинки, а также какова ее круговая координата. cosinus 15.08.11 в 13:58 |
||
|
Но если бы соломинка была очень тонкой, вы бы очень хорошо установили примерное расположение, используя только координату, проходящую вдоль соломинки, поэтому вы могли бы не учитывать круговое измерение. cosinus 15.08.11 в 14:06 |
||
|
И если бы соломинка была "одной миллион- -миллион-миллион-миллион-миллионной" дюйма в диаметре, то Вы не заметили бы кругового измерения вообще. cosinus 15.08.11 в 14:11 И если бы соломинка была "одной миллион- -миллион-миллион-миллион-миллионной" сантиметра в диаметре, то вы бы не заметили кругового измерения вообще. serrrg 01.11.11 в 19:45 |
||
|
Это и есть картина, благодаря которой теоретики струн имеют дополнительные измерения, они сильно изогнуты, или закручены, в масштабе настолько маленьком, что мы их не видим. cosinus 15.08.11 в 14:17 |
||
|
В теории струн дополнительные измерения свернуты в то, что называют внутренним пространством, в противоположность трехмерному пространству, которое мы изведываем в повседневной жизни. cosinus 15.08.11 в 16:25 В теории струн дополнительные измерения свернуты в то, что называют внутренним пространством, в противоположность трехмерному пространству, с которым мы имеем дело в повседневной жизни. serrrg 01.11.11 в 19:48 |
||
|
Как мы увидим, эти внутренние состояния -- не просто скрытые, смятые измерения — у них есть важное физическое значение. cosinus 15.08.11 в 16:28 |
||
|
В дополнение к вопросу об измерениях, теория струн пострадала от другой нелепой проблемы. cosinus 15.08.11 в 16:30 |
||
|
Казалось, было по крайней мере пять различных теорий и миллионы способов, которыми могли быть свернуты дополнительные измерения, что было настоящей помехой для перспектив тех, кто отстаивал, что теория струн была уникальной теорией всего. cosinus 15.08.11 в 16:44 |
||
|
Затем, приблизительно в 1994 году, люди начали обнаруживать дуальности — что различные теории струн и различные способы свернуть дополнительные измерения являются просто различными способами описать одни и те же явления в четырех измерениях. cosinus 15.08.11 в 16:46 |
||
|
Кроме того, они обнаружили, что супергравитация также связана таким способом с другими теориями. cosinus 15.08.11 в 16:48 |
||
|
Теоретики струн теперь убеждены, что пять различных теорий струн и супергравитация -- только различные приближения к более фундаментальной теории, каждая справедлива в различных ситуациях. cosinus 15.08.11 в 16:51 |
||
|
Эту более фундаментальную теорию называют М-теорией, как мы упоминали ранее. cosinus 15.08.11 в 16:52 |
||
|
Никто, кажется, не знает, что обозначает "M", но это может быть "master" [властитель], "miracle" [чудо] или "mystery" [тайна]. cosinus 15.08.11 в 16:55 Никто, похоже, не знает, что означает "М": может быть "материнская", "магическая" или "мистическая". justafake 15.08.11 в 17:22 |
+3 | |
|
Похоже, все три. cosinus 15.08.11 в 16:56 |
||
|
Люди все еще пытаются разгадать природу М-теории, но, может быть, это невозможно. cosinus 15.08.11 в 17:00 |
||
|
Может статься, что традиционные ожидания физиками единой теории сущего несостоятельны и единой формулы просто не существует. justafake 15.08.11 в 17:26 Может статься, что традиционное ожидание физиков единственной теории природы необоснованно, и единственной формулировки не существует. cosinus 15.08.11 в 17:53 |
+2 | |
|
Быть может, чтобы описать вселенную, нам придётся в разных ситуациях применять различные теории. justafake 15.08.11 в 17:28 |
||
|
У каждой теории может быть своя собственная версия действительности, но, согласно модельно-ориентированному реализму, это приемлемо, поскольку теории согласуются в своих предсказаниях всякий раз, когда они частично совпадают, то есть всякий раз, когда обе они могут быть применены. cosinus 15.08.11 в 18:11 |
||
|
Вне зависимости от того, cуществует ли М-теория как единая формула или представляет собой лишь систему, мы знаем о некоторых её свойствах. justafake 15.08.11 в 17:31 |
||
|
Во-первых, в М-теории одиннадцать пространственно-временных измерений, вместо десяти. justafake 15.08.11 в 17:32 |
+1 | |
|
Теоретики струн давно подозревали, что предсказание о десяти измерениях придётся подкорректировать и недавние исследования показали, что одно измерение действительно было пропущено. justafake 15.08.11 в 17:35 |
