пам'ятає модель будови атома, схожу на сонячну систему, модель, де навколо атомного ядра (що складається з протонів і нейтронів) по орбітах риємо кружляють електрони.
Протягом деякого часу багато фізиків вважали, що протони, нейтрони і електрони є кінцевими, неподільними елементами речовини. Однак експерименти, проведені в 1968 році, продемонстрували, що протони і нейтрони складаються з часток ще меншого розміру - кварків.
У підсумку сучасна фізика вважає, що вся речовина Всесвіту складається з кварків і електронів.
Теорія суперструн іде далі і припускає наступне.
Якби могли з високою точністю, набагато порядків перевищує наші сучасні технічні можливості, досліджувати частинки, з яких складається Всесвіт (кварки і електрони), то ми б виявили, що кожна частка є не крихітним точковим об'єктом, а вібруючою петлею. p> Кожна елементарна частинка, відповідно до теорії суперструн, складається з коливного й тонкого (Нескінченно тонкого) волокна, яке фізики й назвали струною. p> Отже, припустимо, що світ складається не з точкових об'єктів, а з танцюючих волокон - струн.
У цьому випадку струни мають різні періоди коливань: електрон являє собою один вид коливань, u-кварк - інший тип, нейтрино - третій тип і т.п. Тоді світ виявляється чимось на подобі звучної симфонії - кожна частка звучить на своєї "ноті".
В
Рисунок 1 Вібруючі суперструни становлять усі частинки
Така, начебто, невелика заміна крапкових часток на вібруючі струни дозволила усунути основне протиріччя сучасної теоретичної фізики - протиріччя між квантовою механікою і загальною теорією відносності. p> Теорія суперструн не вносить ніяких радикальних змін в існуючі закони фізики, і це великий плюс, тому що ці закони перевірені експериментально. Проте теорія суперструн вносить суттєві доповнення в наше розуміння реальності. Так відомо, що у кожного взаємодії є своя частка за допомогою якого це взаємодія переноситься. Електромагнітна взаємодія переноситься фотонами, сильна взаємодія - глюонами, слабке - бозонами. Однак чим переноситься гравітація? Чому наші ноги твердо стоять на землі? Чому планети не відлітають від Сонця? Може бути гравітаційна взаємодія теж переноситься частинками? Фізики припустили, що така частка існує, і назвали її Гравітоном. Яке ж було здивування провідних теоретиків, коли в молодій теорії суперструн була теоретично отримана частка, що володіє нульовою масою і подвійним спіном (саме такими характеристиками і повинен був володіти гравітон). З цього моменту і почалося широке визнання теорії суперструн. p> На сьогоднішній день у теорії суперструн є наступні теоретичні досягнення:
В· вона відкрила шлях до побудови теорії гравітації;
В· вона дозволила об'єднання в єдиній математичній структурі всіх чотирьох фундаментальних взаємодій (сильне, слабке, електромагнітне і гравітаційне) і показала, що це різні прояви одного і того ж фізичного принципу;
В· вона дала можливість дозволити більшість парадоксів, що виникають при конструюванні квантових моделей чорних дір;
В· вона дала новий погляд на походження Всесвіту і теорію Великого Вибуху.
Однак, все не так просто. Рівняння теорії суперструн дають правильні рішення тільки за однієї умови - якщо наш простір є 11-мірним! Тобто в доповнення до звичного для нас 4-ох мірному простору-часу (3 - протяжних простору і 1 - тимчасове), одночасно повинні існувати ще 7 протяжних просторів. Але якщо наші звичні 4 виміри є розгорнутими, то решта 7 вимірів є згорнутими і тому ми їх не бачимо. Хоча вони й існують у кожній точці нашого простору. Більше того, додаткові просторові виміри не можуть бути згорнуті довільним чином: рівняння теорії струн істотно обмежують геометричну форму, яку вони можуть приймати. Умов рівнянь задовольняє один конкретний клас багатовимірних геометричних об'єктів - простір Калаби-Яу (або різноманіття Калаби-Яу). Звичайно, зобразити на малюнку це багатовимірне простір досить складно, але передати загальні риси можливо. На малюнку 2 зображений один з варіантів цього різноманіття.
В
Основний парадокс квантової гравітації - несумісність квантового підходу до опису польових величин і вимоги діфференцируємості просторово-часової метрики (гравітаційного поля), здається, починає знаходити своє рішення в одній з новітніх фізичних теорій - теорії суперструн.
У цій теорії елементарні частинки представляються у вигляді одновимірного об'єкта, схожого на струну. Протяжний об'єкт може коливатися подібно гітарної струні, звуки, які видає струна при порушенні (скажемо, щипки), визначаються її натягом і розмірами. Частота коливань визначає висоту звуку. Так само і в суперструн. Існують моди коливань суперструн, частота кожної моди визначає частку і її енергію. Відомі частинки інтерпретуються як різні моди коливань єдиної струни.
Теорія суперс...
