Теория струн. Теория всего

Как устроена Вселенная? Из чего состоит всё Сущее? Бесконечно ли Пространство? Чтио такое Время? Наступит ли Конец Света? 

Тысячелетиями Человечество искало ответы на эти вопросы. Одна теория сменяла другую, каждая была точнее и сложнее предыдущей, но Истина постоянно ускользала из рук. Всё изменилось, когда появилась она, "Теория Струн", которая может объяснить буквально ВСЁ.

Что не устраивает в Стандартной Модели?

На деле всё не так просто, Теория струн работает не везде и с большими оговорками, но это не мешает ей вносить большой вклад в развитие физики и её реально можно назвать революционной. Ну и до сих пор не доказано, что она НЕ ВЕРНА, так что возможно всё так и есть.

Однако самое интересное, что как только начинаешь разбираться с теорий, сталкиваешься с такими необычными вещами, как: частицы, движущиеся со скоростью больше света; дополнительные семь измерений; коллайдеры размером с Галактику; пульты для настройки Вселенной; двойники элементарных частиц; квантовая гравитация и многое другое...

Чтобы разобраться в Теории Струн нужно понять - на каком этапе наука находится сейчас. В целом она развивается циклично, фундаментальные теории, объясняющие модель мира, сменяют одна другую - когда одна теория не может объяснить что-то и в то же время другая отлично это объясняет - следует смена. И так далее, и так далее.

Наример, ранее самыми фундаментальными считались тысячи различных веществ - вода, золото, серебро, стекло, глина и т.д. На смену им прило чуть более сотни химических элементов (таблица Менделеева).

Потом обнаружилось, что атомы любых элементов состоят из электронов, протонов и нейтронов. Ну и так далее.

На данный момент есть 17 частиц, которые считаются фундаментальными:

Некоторые являются крипичиками, из которыех состоит всё вокруг.

U и D-кварки образуют протоны и нейтроны, добавляете электроны - и получаются атомы из которых сделаны абсолютно ВСЁ, от неживой до живой природы, от звёзд до вируса...

Глюлны, фотоны и бозоны - переносчики взаимодействий. Перекидываясь ими частицы притягиваются или ооталкиваются в зависимости от заряда и других параметров. Именно так возникают силы, они определяют размеры, форму, стабильность ядер, атомов и молекул.

Бозон Хиггса, кстати, самый бесполезный, но ... он позволяет объяснить, откуда у частиц появляется масса.

Можно сказать, что это некая "современная таблица Менделеева" - это состав, ингридиенты, из которых состоит Вселенная.

Зачем нужны другие частицы - пока непонятно :)

Весь этот набор назвают "Стандартной моделью".

Надо отметить, что в ней все частицы являются точками, не имеющими размеров, их рисуют шариками скорее для красоты. И удобства.

Взаимодействия между частицами описываются "Квантовой теорией поля" и это самая точная, самая фундаментальная, глобальная теория из всех, что есть и она может рассчитать многое. Но уже далеко не всё.

Почему всё настроено именно так?

С помощью Стандартной модели нельзя объяснить, почему массы, заряды, и другие параметры частиц именно такие.

Почему электроны в 1800 раз тяжелее протона?

Почему заряды кварков 1/3 и 2/3?

Почему у нейтрино есть масса - а у глюона нет?

Выглядит всё так, как будто кто-то настроил всё на огромном пульте для Вселенной! Да ещё и так точно, что до сих пор всё ничего не развалилось.

Стандартная модель НИКАК не описывает природу гравитации

Похожее по теме... Чёрные дыры и МультивселенныеЧто такое чёрные дыры с точки зрения современной науки и какое значение имеет их исследование для понимания Вселенной.

Почему бы их, теории, не связать? Оказывается, не получится.

Теория относительности и Квантовая теория вообще не совместимы, и во многом даже противоречат друг другу!

Так чтогравитация для стандартной модели - та ещё боль.

Стандартная модель не даёт ответа, что такое тёмная материя?

Ну и что такое "тёмная энергия"?

Почему частиц во Вселенной больше, чем античастиц?

 Теория струн - это дальнейшее развитие, чтобы описать в единых терминах все наблюдаемые явления.

Теория струн

В теории струн элеиентарные частицы, из которых состоит абсолютно всё - это не точечнын объекты, а имеющие кототорую длину. Т.е. "струны". 

Они могут быть замкнутыми, размкнутыми, размеры из ОЧЕНЬ малы, ничтожны, порядка 10^-35 метра, т.е. в сотни квинтиллионов раз меньше электрона. 

Струны могут колебаться, прчём на строго определённых частотах. И каждой частотет соответствует своя частица. Т.е. если она вибрирует так, то это электрон, иначе -это фотон.

Именно колебательным состоянием струны и определяется масса, заряд и все другие параметры абсолютно всех частиц.

Струны могут сливаться друг с другом, разрываться - поглощение и излучение частиц соответственно. 

Теория Струн ПРЕКРАСНО объясняет гравитацию, точнее - "подружить" Квантовую теорию с Теорией Относительности.

Почему до этого нельзя было так сделать?

Причина - в структуре Пространства и Времени.

В Теории Относительности - оно гладкое и ровное на любых масштабах.

Но Квантовая теория полагает, что в вакууме постоянно возникают и исчезают виртуальные частицы (там же НИЧЕГО нет, правда? Вакуум просто КИШИТ возникающими и исчезающими частицами). И раз у них есть масса и энергия, то они ... искривляют это пространство и время на очень маленьких масштабах.

Из-за чего оно становится искривлённым и неровным. Что конечно же ПОЛНОСТЬЮ противоречит Теории Относительности.

На самом деле есть и другая причина.

В квантовой теории поля силы возникают благодаря обмену частицами, а в теории относительности - из-за кривизны Пространства-Времени. 

И если всё объединять, то должна существовать частица - переносчик Гравитации, гравитон, но если рассматривать его как точечный объект (как в стандартной модели), то это фееричный провал:

Раз он крошечный, вокруг него возникает мегасильное гравитационное поле, такое, что оно порождает вторичные гравитоны, те, в свою очередь - другие поля, и так далее, до бесконечности. Такого в природе НЕ НАБЛЮДАЕТСЯ!

Насчёт других частиц ученые как-то разобрались, но вот что делать с гравитонами?

В Теории Струн гравитон имеет какой-то размер, а значит вокруг него есть хоть и сильное гравитационное поле, но всё таки НЕ БЕСКОНЕЧНОЕ.

Поэтому возникновение вторичных гравитонов не носит лавинообразный характер.

И подобное НАБЛЮДАЕТСЯ во Вселенной, т.е. с Гравитацией теория струн справляется просто отлично!

Но что касается темной материи и тёмной энергии - Теория Струн не предлагает готового решения (да-да!).

Но она настолько гибкая, что наверняка сможет и их тоже объяснить. Наверное. Надо только дать время доработать теорию...

Похожее по теме... ГравитацияГоворя простыми словами, гравитация - это притяжение между двумя любыми объектами во вселенной.

Первая версия Теории Струн, разработанная ещё в 1960 годах, значительно отличается от текущей, вроде бы название почти одно и то же, а по сути - многое различно. 

Появилась Теория Суперструн, Суперсимметрия (по сути мир, составленный из фотонов), и частицы, подтверждающие суперсимметрию, должны были бы быть найдены, но их пока НЕТ. 

Оказалось, что у Теории Струн очень много недостатков... Появилась теория уже не струн, а целых поверхностей и всё стало настолько сложным и запутанным, что...  всё перестало походить на красивую и изящную теорию, объясняющую всё вокруг..

Теория струн ЕЩЁ не сброшена со счетов, но уже не так популярна.

По краткой доказательной базе:

• Огромный ускоритель с целую Галактику возможно помог бы определить - есть ли струны или нет, т.е. доказательства пока нет.
• Теоретические выкладки, которые смогли бы что-то объяснить, очень сложны для понимания, что опять приводит к тупику.

Появились конкурирующие теории - квантово-петлевая гравитация (пространство и время не непрерывны, а состоят из дискретных частей, которые определённым обраом связаны дрруг с другом, как петельками).

Или, что элементарные частицы - не самые элементарные, и состоят из Преонов.

Да и всё может быть устроено НАМНОГО ИНАЧЕ.

Похожие публикации