Готовый перевод String Theory for Dummies / Теория струн для «чайников»: A Two-Timing Science: String Theory Makes More Time Dimensions Possible

Двухвременная наука: теория струн делает возможным существование большего числа временных измерений

Так как теория относительности изображает время в виде одного из измерений пространства-времени, а теория струн предсказывает существование дополнительных пространственных измерений, естественным будет задать вопрос, предсказывает ли (или по крайней мере допускает) теория струн также и наличие дополнительных временных измерений.

По утверждению физика Ицхака Барса, так действительно может быть, в области, которую он назвал двухвременной физикой.

Хотя пока что она является незначительным подходом к теории струн, постижение этого потенциального дополнительного измерения времени может привести к удивительным догадкам, касающихся природы времени.

Добавление нового временного измерения

Имея одно временное измерение, можно использовать стрелу времени, однако с двумя временными измерениями положение дел становится менее ясным.

Между двумя точками на единственной оси времени существует только один путь.

При двух временных измерениях две точки потенциально могут быть соединены целым рядом различных траекторий, некоторые из которых могут образовывать петли, тем самым прокладывая дорогу в прошлое.

Большинство физиков никогда не исследовало такую возможность, из-за простого факта, что (в дополнение к отсутствию логического смысла) это посеет хаос в математических уравнениях.

Временные измерения имеют отрицательный знак, и даже если задействовать большее их количество, в конечном итоге могут выйти отрицательные значения вероятностей каких-либо событий, что бессмысленно с точки зрения физики.

Однако, Ицхак Барс из Университета Южной Калифорнии в Лос-Анджелесе в 1995 г. обнаружил, что М-теория позволяет добавить дополнительное измерение - при условии, что это измерение будет времениподобным.

Для придания этому какого-либо смысла ему пришлось применить иной тип калибровочной инвариантности, устанавливающей ограничение на траектории, по которым могут двигаться объекты.

Изучая эти уравнения, он понял, что данная калибровочная инвариантность работает только при условии наличия двух добавочных измерений - одного дополнительного временного и одного пространственного измерения.

Двухвременная теория относительности имеет четыре пространственных измерения и два измерения времени - в общей сложности шесть измерений.

Двухвременная М-теория, с другой стороны, остановилась в итоге на 13 измерениях - 11 пространственных и два временных измерения.

Калибровочная инвариантность, которую представил Барс, обеспечивает именно те ограничения, которые были ему необходимы, чтобы устранить путешествия во времени и отрицательные значения вероятностей из своей теории.

Имея в распоряжении такую калибровочную инвариантность, мир с шестью (или 13) измерениями должен вести себя точно так же, как и мир с четырьмя (или 11) измерениями.

Отображение двухвременной вселенной в одновременную

В своей работе 2006 года Барс показал, что Стандартная модель является тенью его шестимерной теории.

Подобно тому, как двухмерная тень трёхмерного объекта может изменяться в зависимости от того, где размещён источник света, значения четырёхмерных физических характеристик ("теней") могут быть вызваны поведением шестимерных объектов.

Объекты в дополнительных измерениях двухвременной физической теории Барса могут обладать многочисленными тенями в четырёхмерной вселенной (подобной нашей), каждая из которых соответствует отдельному явлению.

Различные физические явления в нашей вселенной могут быть следствиями одних и тех же фундаментальных шестимерных объектов, проявляющихся различными способами.

Чтобы увидеть, как это работает, рассмотрим частицу, двигающуюся сквозь пустое пространство в шести измерениях, на которую не действуют абсолютно никакие силы.

Согласно вычислениям Барса, такая активность в шести измерениях имеет отношение по крайней мере к двум теням (два физических представления этой шестимерной реальности) в четырёхмерном мире:

✓ Электрон, вращающийся вокруг атома

✓ Частица в расширяющейся вселенной

Барс полагает, что двухвременная физика может объяснить загадку Стандартной модели.

Некоторые параметры, описывающие квантовую хромодинамику (КХД), согласно проведённым измерениям, весьма малы, что значит, что определённые типы взаимодействий оказываются предпочтительнее других, но никто не знает, почему это так.

Физики придумали возможное решение этой проблемы, однако оно включает в себя предсказание новой гипотетической частицы, названной аксионом, которую никогда не видели.

Согласно прогнозам Барса, двухвременная физика представляет собой четырёхмерный мир, в котором взаимодействия КХД вовсе не являются односторонними, так что в аксионе нет необходимости.

К несчастью, отсутствия обнаружения аксиона на самом деле не достаточно для того, чтобы это считалось экспериментальным подтверждением двухвременной физики.

Для этого Бар использовал двухвременную физику вместе с суперсимметрией.

В этом случае спрогнозированные суперпартнёры обладают слегка другими свойствами, чем суперпартнёры, предсказанные прочими теориями.

Если в Большом адронном коллайдере будут замечены суперпартнёры с характеристиками, предложенными Барсом, это будет воспринято как интригующее экспериментальное свидетельство в пользу его утверждений.

Имеет ли двухвременная физика какие-либо практические применения?

Большинство физиков полагает, что эти сверхмерные результаты Барса - всего лишь математические артефакты.

Некоторые теоретики, включая Стивена Хокинга, воспользовались идеей мнимых временных измерений (мнимая величина в математике - это квадратный корень из отрицательного числа), но редко кто считает, что это имеет реальное физическое воплощение.

Для большинства физиков они остаются математическими инструментами для упрощения уравнений.

Однако, история показал, что "математические артефакты" могут зачастую иметь реальную основу.

Сам Барс, кажется, верит, что они обладают такой же физической реальностью, как и четыре измерения, о существовании которых мы знаем, хотя мы никогда и не прочувствуем эти дополнительные измерения непосредственно.

Хотя двухвременная физика не предполагает напрямую какие-либо перемещения во времени, если она окажется правдой, это значит, что время по своей сути более сложное, чем физики думали ранее.

Раскрытие тайны двухвременной физики вполне может преподнести новые способы, которыми путешествия во времени могли бы проявляться в нашей вселенной.

Внимание! Этот перевод, возможно, ещё не готов.
Его статус: перевод редактируется

Переведено на Нотабеноиде
http://notabenoid.org/book/38781/145442

Переводчики: ilves_ArtO