атхненний здатністю геометрії описати гравітацію; він задався метою узагальнити теорію Ейнштейна, включивши електромагнетизм в геометричну формулювання теорії поля. Це слід було зробити не порушуючи священних рівнянь теорії електромагнетизму Максвелла. Те, що вдалося зробити Калуцей, - класичний приклад прояву творчої уяви і фізичної інтуїції. Калуца ??розумів, що теорію Максвелла неможливо сформулювати мовою чистої геометрії (в тому сенсі, як ми її зазвичай розуміємо), навіть допускаючи наявність викривленого простору. Він знайшов дивно просте рішення, узагальнивши геометрію так, щоб вона вмістила в себе теорію Максвелла. Щоб вийти зі скрути, Калуца ??знайшов вельми незвичайний, але разом з тим несподівано переконливий спосіб. Калуца ??показав, що електромагнетизм є свого роду гравітацією, але не звичайної, а гравітацією в неспостережуваних вимірах простору.
Фізики давно звикали до того, щоб користуватися часом як четвертим виміром. Теорія відносності встановила, що простір і час самі по собі не є універсальними фізичними поняттями, так як вони неминуче зливаються в єдину чотиривимірну структуру, звану простір-час. Калуца ??фактично зробив наступний крок: він постулював, що існує ще додаткове просторовий вимір?? загальне число вимірів простору дорівнює чотирьом, а всього простір-час налічує п'ять вимірів.
Якщо прийняти це допущення, то, як показав Калуца, відбудеться свого роду математичне диво. Гравітаційне поле в такому пятимерном світі проявляє себе у вигляді звичайного гравітаційного поля плюс електромагнітне поле Максвелла - якщо спостерігати цей світ з простору-часу, обмеженого чотирма вимірами. Своєю сміливою гіпотезою Калуца ??по суті стверджував, що якщо ми розширимо своє уявлення про світ до п'яти вимірювань, то в ньому буде існувати лише єдине силове поле - гравітація. Те, що ми називаємо електромагнетизмом, - всього лише частина гравітаційного поля, яка діє в п'ятому додатковому вимірі простору, який ми не в змозі наочно уявити.
Теорія Калуци не тільки дозволила з'єднати гравітацію і електромагнетизм в єдиній схемі, а й дала засноване на геометрії опис обох силових полів. Так, електромагнітна хвиля (наприклад, радіохвиля) у цій теорії не що інше, як пульсації п'ятого виміру. Особливості руху електрично заряджених частинок в електричних і магнітних полях прекрасно пояснюються, якщо припустити, що частинки перебувають у додатковому п'ятий вимірі. Якщо прийняти цю точку зору, то взагалі немає ніяких сил - існує тільки геометрія викривленого пятимерного простору, а частки вільно кочують по наділеною структурою порожнечі.
Математично гравітаційне поле Ейнштейна в просторі п'яти вимірювань в точності і повністю еквівалентно звичайної гравітації плюс електромагнетизм в просторі чотирьох вимірів; зрозуміло, це щось більше, ніж просто випадковий збіг. Однак у такому випадку теорія Калуци залишається загадковою в тому відношенні, що настільки важливе четвертий вимір простору взагалі не сприймається нами
Доповнив її Клейн. Він обчислив периметр петель навколо п'ятого виміру, використовуючи відоме значення елементарного електричного заряду електрона та інших частинок, а також величину гравітаційної взаємодії між частинками. Він виявився рівним 10-32 см, т. Е. В 1020 разів менше розміру атомного ядра. Тому недивно, що ми не помічаємо п'ятого виміру: воно скручено в масштабах, які значно менше розмірів будь-який з відомих нам структур, навіть у фізиці суб'ядерних частинок. Очевидно, в такому випадку не виникає питання про рух, скажімо, атома в п'ятому вимірі. Скоріше це вимір слід уявляти собі як щось що знаходиться всередині атома.
Простий підрахунок кількості операцій симетрії, що входять в Теорію Великого Об'єднання, призводить вже до теорії з сімома додатковими просторовими вимірами, так що їх загальне число з урахуванням часу досягає одинадцяти. Таким чином, сучасний варіант теорії Калуци - Клейна постулює одинадцяти мірну всесвіт, де додаткові сьомій вимірів простору якимось чином згорнуті в настільки малих масштабах, що ми взагалі не помічаємо їх. Мікроструктура простору нагадує піну.
. 3 Експериментальна антигравітація
На 16-му Міжнародному семінарі з фізики високих енергій і теорії квантового поля співробітник Інституту загальної фізики РАН Д. Ю. Ципенюком представив найцікавіший доповідь. Він на основі просторової моделі, схожою на модель Клейна, показав, що за певних умов сила тяжіння між двома частинками може перейти в силу відштовхування. Фактично, йдеться про ефект антигравітації. Для перевірки теоретичних досліджень Ципенюком змоделював експеримент і провів кілька серій вимірювань, для перевірки передбачення про можливість генерації гравітаційного поля при гальмуванні заряджених масивних частинок в речовині.
В якості д...
