Până la începutul anilor 1980. Fizica este literalmente înec într-o mare de particule elementare. De fiecare dată de rupere atom porțiune de un accelerator de particule puternic, ei, uimire, a constatat că zeci de noi particule emise de fisiune nucleară.
Această situație este atât de descurajatoare, încât Robert Oppenheimer a declarat Premiul Nobel pentru Fizică ar trebui acordată fizicii, care nu a deschis nici particule noi pentru un an!
Enrico Fermi, înspăimântată de incontrolabil particulelor elementare se multiplică cu litere grecești în nume, a declarat:
„Dacă aș fi fost în stare să-și amintească numele tuturor acestor particule, aș fi un botanist.“
Numai după zeci de ani de muncă grea această grădină zoologică dens populate au reușit să organizeze cel puțin într-un sistem numit Modelul Standard. Miliarde de dolari, munca grea de mii de ingineri și fizicieni, și 20 de premii Nobel au permis să se stabilească mozaic de Modelul Standard este literalmente în bucăți.
Modelul standard - construcție teoretică în fizica particulelor elementare care descriu electromagnetic. interacțiunea slabă și puternică a particulelor elementare. Modelul Standard nu este o teorie a tot ceea ce, pentru că nu descrie materia întunecată. energia întunecată și nu include gravitația.
Acest lucru este cu adevărat o teorie remarcabilă care, în măsura în care pot fi judecate, toate datele experimentale ale fizicii subatomice.
Dar modelul standard, în ciuda succesului de pilot, are un dezavantaj foarte serios. După cum spune Stiven Hoking, „ea este urât și mai degrabă arbitrară.“
În ea cel puțin 19 parametri liberi (inclusiv masa particulei și puterea interacțiunii sale cu alte particule), 36 cuarcul și anticuarcilor, trei particule subatomice importante și antiparticula lor și multe alte particule subatomice cu nume ciudate, cum ar fi gluoni Yang Mills, bosonul Higgs. W-bosoni și Z-particule.
Mai rău, Modelul Standard nu spune nimic despre gravitație. Este greu de crezut că natura la primar, nivel de bază poate fi la fel de confuz și foarte putin elegant. Această teorie ar putea iubi numai oamenii care au investit în sufletul său el. Lipsa de frumusețe în Modelul Standard a fost suficient pentru fizicieni a vrut să re-examineze ideile lor despre natură. Ceva nu era în regulă.
Dacă ia în considerare cu atenție dezvoltarea fizicii în ultimele câteva secole, se pare că una dintre realizările majore ale ultimei dintre acestea a fost reducerea tuturor legilor fizice fundamentale în cele două teorii mari: teoria cuantică (reprezentată de Modelul Standard) și teoria generală relativității a lui Einstein (care descrie gravitația).
Este remarcabil faptul că aceste două teorii împreună reprezintă suma totală a cunoștințelor fizice la nivelul de bază.
Prima teorie descrie lumea foarte mici - subatomice lumea cuantică în cazul în care particulele de a efectua un dans fantastic, apar din nimic și apoi dispar din nou și, de asemenea, reușesc să fie în două locuri în același timp.
A doua teorie descrie lumea este foarte mare; ei interesați de elemente, cum ar fi găurile negre și Big Bang-ul; ea folosește un limbaj suprafețele netede ale web întinsă și spațiu distorsionat.
Aceste teorii peste tot opuse una alteia, ele folosesc diferite matematică, diferite axiome și imaginea fizică diferită a lumii. Când te uiți la ei, se pare că natura celor două mâini, nu este legat unul de altul. Mai mult decât atât, toate încercările nu a reușit să combine atât teorie la rezultate rezonabile. Peste o jumătate de secol, în fiecare fizician care a incercat sub amenințarea cu arma să se căsătorească cu teoria cuantică și teoria relativității generale, în mod neașteptat a constatat că, în orice încercare de a obține teoria lui de a cădea în afară și dă ca răspuns la infinit, lipsită de orice semnificație.
Totul sa schimbat odată cu sosirea pe scena teoriei corzilor. care prevede că electronul și alte particule subatomice nu sunt pur și simplu diferite oscilație șir de operare banda de cauciuc de aproximativ la fel de mic.
Dacă trageți banda de cauciuc întinsă, va vibra în diferite moduri - cu fiecare notă corespunde unei anumite particule subatomice. Astfel, teoria superstringurilor explică existența a sute de particule subatomice descoperite de oamenii de știință care folosesc acceleratoare. Mai mult decât atât, teoria lui Einstein se potrivesc, de asemenea, în această teorie ca o manifestare a unuia dintre oscilațiilor de joasă frecvență.
teoria corzilor chiar touted ca notoriu „teoria totul“, eludat lui Einstein ultimii 30 de ani de viata.
Dar teoria corzilor există o caracteristică foarte ciudat: aceste siruri de caractere Acelasi lucru se poate fluctua doar într-o anumită dimensiune spațiu-timp - și anume în zece. Dacă încercăm să formuleze o teorie a siruri de caractere la o altă dimensiune, nu se întâmplă nimic; aparat matematic va cădea pur și simplu în afară.
Desigur, universul nostru cu patru dimensiuni (există trei dimensiuni spațiale și o dimensiune de timp). Acest lucru înseamnă că cele șase măsurători rămase trebuie să fie o cale să se prăbușească, sau pliate ca a cincea dimensiune Kaluza.
In ultimii ani, fizicienii au început să se gândească serios cu privire la modul de a dovedi sau, dimpotrivă, de a nega existența acestor dimensiuni mai mari.
Poate cel mai simplu mod de a asigura existența lor - este de a găsi abateri de la legea lui Newton a gravitației universale. De la școală, știm că forța gravitațională a Pământului scade cu distanța. Mai precis, forța de atracție scade cu pătratul distanței care separă obiectele.
Dar acest lucru este valabil numai pentru că trăim într-o lume tridimensională. (Imaginați-vă o sferă în jurul Pământului. Puterea gravitației Pământului este distribuită uniform pe suprafața sferei, deci cu cât domeniul de aplicare, cu atât mai slabă forța de atracție. Dar suprafața sferei este proporțională cu pătratul razei sale, astfel încât forța de gravitație, distribuite pe suprafața sferei, trebuie să fie redus proporțional cu pătratul raza.)
Dar dacă universul a avut patru dimensiuni spațiale, forța gravitațională ar trebui să scadă proporțional cu cubul distanței. In general, daca universul a avut măsurătorile n spațiale, gravitația ar scădea proporțional cu (n - 1) th putere a distanței.
Celebra lege a lui Newton că forța de atracție este invers proporțională cu pătratul distanței, verificată la distanțe astronomice cu mare precizie; de aceea putem trimite sonde spațiale cu o precizie remarcabilă prin golul în inelele lui Saturn. Dar, până de curând, nimeni nu a verificat această lege în laborator, la distanțe foarte mici.
Kip Thorne spune:
Brayan Grin. fizician teoretician, profesor la Columbia University, unul dintre cei mai renumiți experți în domeniul teoriei corzilor.
Teza principală a omului de știință:
Teoria corzilor a fost dezvoltat pentru a răspunde la întrebarea de ce a făcut această problemă. Molecula constă din atomi, atomi - de electroni, neutroni și protoni, protonii - de la quark. Ca păpuși imbricate românești. Cu toate acestea, toate acestea înseamnă că undeva trebuie să existe particule indivizibile, punctul final, care nu mai are o structură. Teoria corzilor sugerează că, probabil, aceasta nu este o particulă. La interior, cel mai mic punct poate fi structura de energie care vibrează ca un șir de caractere, dar nu produce un sunet, și particula. În funcție de frecvența, particulele obținute sunt diferite.
Șirul este atât de mică încât, dacă un atom au mărimea universului, ar fi de mărimea unui copac. De aceea, teoria corzilor empiric nu poate fi încă confirmată. Pentru spațiul tridimensional al teoriei corzilor nu se potrivește. Dar dacă măsurarea este mai mare de 10, devine consistentă. Probabil, aceste măsurători sunt foarte mici și nu pot fi văzute cu ochiul liber.
Există numere care sunt pe deplin descriu universul nostru. Aceste constante fizice fundamentale: maselor particulelor elementare, raporturi și alte activități de interacțiune electromagnetică. Dacă modificați oricare dintre aceste numere, lumea ar înceta pur și simplu să mai existe. Poate că aceste constante depind de forma dimensiunilor suplimentare. Măsurători de interacțiune definește interacțiunea planetelor.
Observațiile au arătat că universul se extinde se accelerează, mai degrabă decât încetinirea. Asta se raspandeste galaxie? Faptul că tot spațiul este umplut cu combustibil, energia întunecată care este împingându-le în afară. Și sa dovedit a fi. Cât de mult întuneric energia necesară pentru a depăși gravitația? Volumul său este numeric: 128 zerouri după virgulă, dar în cele din urmă numărul 138. Astăzi, aceasta este întrebarea fundamentală a fizicii. În cazul în care a făcut un astfel de număr? În cazul în care mai multe explozii au fost multe, iar fiecare univers are un număr de energie întunecată, aceasta înseamnă doar că universul nostru este că volumul său.
Universul nostru va deveni mai fragila si de nelocuit. Viața - aceasta este, în general, foarte trece fenomen. S-ar putea să dispară în vidul de timp și spațiu. Dar dacă există alte universuri, atunci ei au o viață. Viața de aici poate fi pierdut, dar re-emerge în alte universuri.
Universuri se pot confrunta, și provoacă variații. Dacă le găsim, acesta va fi cel mai important moment din istorie, ceea ce demonstrează că nu suntem singuri. Dar nu se poate trece de la un univers la altul. Ne-ar obține în momentul Big Bang-ului.
În fizica lui Newton a existat, că ai ținut în mână. Astăzi, suntem departe de ea. Într-o zi am putea fi confruntat cu faptul că ceva în principiu, nu poate înțelege. Poate că suntem destul de pur și simplu nu inteligent. Un caine poate fi invatat multe lucruri, dar niciodată nu va fi capabil să explice teoria ei a relativității. Deși, poate acum un câine stând și râs de mine.