Пятница, 15 Мая 2015 г. 22:36 + в цитатник

49

Если бы вы высказали эти упрёки в середине 1980-х гг., когда возник первый всплеск интереса к теории струн, вы оказались бы в одной компании со многими самыми именитыми физиками того времени. Например, нобелевский лауреат Шелдон Глэшоу, работавший в Гарвардском университете, вместе с другим физиком Полом Гинспаргом, в то время также сотрудником Гарварда, публично обвинили теорию струн в невозможности экспериментальной проверки: «Вместо традиционного соревнования теории и эксперимента, специалисты по теории суперструн заняты поисками внутренней гармонии там, где критерием истинности являются элегантность, уникальность и красота. ДАЛЕЕ...

Рубрики:

ДЖЕЙН_РОБЕРТС_СЕТХ/Брайан Грин Элегантная Вселенная Суперструны

ТЕХНІЧНИЙ

ЦІКАВО ЗНАТИ

ПРИРОДА ЗЕМЛЯ

ЕНЦИКЛОПЕДІЯ

ВСЕСВІТ 2015

ФІЗИКА,АСТРОФІЗИКА,МЕХАНІКА

Комментарии (0)

Брайан Грин Элегантная Вселенная Суперструны, скрытые размерности и поиски окончательной теории

Дневник

Пятница, 15 Мая 2015 г. 22:27 + в цитатник

50

Вспомним, что открытые физиками элементарные частицы разделяются на три семейства с идентичной организацией, при этом частицы каждого следующего семейства имеют всё бо́льшую массу. Вопрос, на который до появления теории струн не было ответа, звучит так: «С чем связано существование семейств и почему семейств три?» Вот как отвечает на него теория струн. ДАЛЕЕ...

Рубрики:

ДЖЕЙН_РОБЕРТС_СЕТХ/Брайан Грин Элегантная Вселенная Суперструны

ФІЗИКА,АСТРОФІЗИКА,МЕХАНІКА

Метки: брайан грин элегантная вселенная суперструны физика книга13 наука популярная

Комментарии (0)

Брайан Грин Элегантная Вселенная Суперструны, скрытые размерности и поиски окончательной теории

Дневник

Вторник, 12 Мая 2015 г. 23:00 + в цитатник

51

Итак, где же мы находимся? Да, мы столкнулись с проблемой отсутствия фундаментального критерия выбора конкретного многообразия Калаби–Яу. Да, у нас нет теоретических средств, необходимых для вывода наблюдаемых характеристик, соответствующих такому выбору. Но мы можем спросить, а есть ли в каталоге пространств Калаби–Яу какие-либо элементы, которые дают картину мира, в основном согласующуюся с наблюдениями? Ответ на этот вопрос звучит достаточно обнадёживающе. ДАЛЕЕ...

Рубрики:

ДЖЕЙН_РОБЕРТС_СЕТХ/Брайан Грин Элегантная Вселенная Суперструны

ФІЗИКА,АСТРОФІЗИКА,МЕХАНІКА

Метки: брайан грин элегантная вселенная суперструны книга13 физика наука популярная

Комментарии (0)

Брайан Грин Элегантная Вселенная Суперструны, скрытые размерности и поиски окончательной теории

Дневник

Вторник, 12 Мая 2015 г. 22:50 + в цитатник

52

Был предложен ряд других экспериментальных проверок теории струн на более близких к Земле расстояниях. Вот пять примеров. Во-первых, в табл. 1.1 мы отметили, что неизвестно, являются ли нейтрино очень лёгкими, или их масса в точности равна нулю. Согласно стандартной модели они являются безмассовыми, но это утверждение не имеет какого-либо глубокого обоснования. Теория струн могла бы принять этот вызов и дать истолкование известным фактам, касающимся нейтрино, и данным, которые могут быть получены в будущем. Особенно интересным было бы, если эксперименты, в конечном счёте, показали, что нейтрино имеет небольшую, но ненулевую массу.^[13] ДАЛЕЕ...

Рубрики:

ДЖЕЙН_РОБЕРТС_СЕТХ/Брайан Грин Элегантная Вселенная Суперструны

ФІЗИКА,АСТРОФІЗИКА,МЕХАНІКА

Метки: брайан грин элегантная вселенная суперструны физика книга13 наука популярная

Комментарии (0)

Брайан Грин Элегантная Вселенная Суперструны, скрытые размерности и поиски окончательной теории

Дневник

Вторник, 12 Мая 2015 г. 22:38 + в цитатник

53

В отличие от геометрии Римана, здесь нет готовых геометрических рецептов, уже описанных в книгах по математике и пригодных для того, чтобы занимающиеся струнами физики могли взять их на вооружение и использовать в этой науке. Напротив, современные физики и математики погружены в исследования в теории струн, по крупицам собирая знания, которые лягут в основу новой области физики и математики. И хотя основная часть работы ещё впереди, в ходе этих исследований уже было открыто много новых диктуемых теорией струн геометрических свойств пространства-времени, которые наверняка произвели бы впечатление и на самого Эйнштейна. ДАЛЕЕ...

Рубрики:

ДЖЕЙН_РОБЕРТС_СЕТХ/Брайан Грин Элегантная Вселенная Суперструны

ФІЗИКА,АСТРОФІЗИКА,МЕХАНІКА

Метки: брайан грин элегантная вселенная суперструны книга13 наука популярная физика

Комментарии (0)

Брайан Грин Элегантная Вселенная Суперструны, скрытые размерности и поиски окончательной теории

Дневник

Вторник, 12 Мая 2015 г. 22:11 + в цитатник

54

Интересующий нас вопрос состоит в том, будут ли геометрические и физические характеристики этого космического коллапса иметь свойства, позволяющие явно отличить Вселенную, основанную на струнах, от Вселенной, основанной на точечных частицах.

Существенно новая черта

Не нужно много времени, чтобы обнаружить существенно новую характеристику физики струн. В нашей двумерной вселенной точечная частица может двигаться так, как показано на рис. 10.2: вдоль протяжённого измерения Садового шланга, вдоль циклического измерения, или по обоим измерениям сразу. ДАЛЕЕ...

Рубрики:

ДЖЕЙН_РОБЕРТС_СЕТХ/Брайан Грин Элегантная Вселенная Суперструны

ФІЗИКА,АСТРОФІЗИКА,МЕХАНІКА

Метки: брайан грин элегантная вселенная суперструны книга13 физика наука популярная

Комментарии (0)

Брайан Грин Элегантная Вселенная Суперструны, скрытые размерности и поиски окончательной теории

Дневник

Вторник, 12 Мая 2015 г. 22:05 + в цитатник

55

Всё это можно назвать «космическим страхованием сделки», что, в определённой мере, аналогично действиям вкладчика небольшого капитала, столкнувшегося со следующей дилеммой. Предположим, он узнал, что судьба акций одной компании (например, производящей тренажёры) неразрывно связана с судьбой акций другой компании (например, производящей сердечные клапаны для шунтирования). Допустим, что по завершении сегодняшних торгов акции каждой компании стоили по одному доллару, и из авторитетного источника известно, что если акции одной компании пойдут вверх, то акции другой компании упадут вниз, и наоборот. Кроме того, этот абсолютно надёжный источник (деятельность которого, однако, может быть не очень-то законной) утверждает, что при завершении завтрашних торгов цены на акции этих двух компаний гарантированно будут обратно пропорциональны друг другу. Например, если одни акции будут стоить $2, то другие — $1/2 (50 центов), а если одни будут стоить $10, то другие — $1/10 (10 центов), и т. д. Однако какие именно акции пойдут вверх, а какие упадут в цене, источник сказать не может. Как поступить в такой ситуации? ДАЛЕЕ...

Рубрики:

ДЖЕЙН_РОБЕРТС_СЕТХ/Брайан Грин Элегантная Вселенная Суперструны

ФІЗИКА,АСТРОФІЗИКА,МЕХАНІКА

Метки: брайан грин элегантная вселенная суперструны физика книга13 наука популярная

Комментарии (0)

Брайан Грин Элегантная Вселенная Суперструны, скрытые размерности и поиски окончательной теории

Дневник

Вторник, 12 Мая 2015 г. 15:41 + в цитатник

56

Табл. 10.1 и 10.2 не полны по двум причинам. Во-первых, как указано выше, здесь выбраны лишь некоторые из бесконечного набора колебательных и топологических чисел, возможных для струны. Это, разумеется, не является серьёзной проблемой — мы могли бы строить таблицу до тех пор, пока не иссякнет терпение, и убедились бы, что указанное свойство продолжает оставаться справедливым. Во-вторых, кроме топологического вклада в энергию мы до сих пор учитывали лишь однородные колебания струны. ДАЛЕЕ...

Рубрики:

ДЖЕЙН_РОБЕРТС_СЕТХ/Брайан Грин Элегантная Вселенная Суперструны

ФІЗИКА,АСТРОФІЗИКА,МЕХАНІКА

Метки: брайан грин элегантная вселенная суперструны книга13 наука популярная физика

Комментарии (0)

Брайан Грин Элегантная Вселенная Суперструны, скрытые размерности и поиски окончательной теории

Дневник

Вторник, 12 Мая 2015 г. 13:04 + в цитатник

57

Чем отличаются результаты двух процедур? Ответ, который дали Бранденбергер и Вафа, столь же поразителен, сколь и нетривиален. Основную идею можно проиллюстрировать с помощью соотношения неопределённостей. Ненамотанные струны могут свободно двигаться в пространстве, и с их помощью можно измерить полную длину окружности, пропорциональную R. Согласно соотношению неопределённостей их энергии пропорциональны 1/R (вспомним отмеченную в главе 6 обратную пропорциональность энергии зонда расстояниям, которые он способен измерять). С другой стороны, мы видели, что минимальная энергия намотанных струн пропорциональна R. Поэтому, согласно соотношению неопределённостей, если такие струны используются в качестве зондов, то эти зонды чувствительны к расстояниям порядка 1/R.ДАЛЕЕ...

Рубрики:

ДЖЕЙН_РОБЕРТС_СЕТХ/Брайан Грин Элегантная Вселенная Суперструны

ФІЗИКА,АСТРОФІЗИКА,МЕХАНІКА

Метки: брайан грин элегантная вселенная суперструны книга13 физика наука популярная

Комментарии (0)

Брайан Грин Элегантная Вселенная Суперструны, скрытые размерности и поиски окончательной теории

Дневник

Вторник, 12 Мая 2015 г. 11:56 + в цитатник

58

На основе этих идей Бранденбергер, Вафа и другие физики предложили переписать законы космологии таким образом, чтобы в моделях Большого взрыва или возможного Большого сжатия фигурировала не Вселенная нулевого размера, а Вселенная, все размеры которой равны планковской длине. Безусловно, это весьма интересное предложение для устранения математических, физических и логических нестыковок в описании Вселенной, рождающейся из точки с бесконечной плотностью и схлопывающейся в эту точку. Конечно, сложно вообразить себе Вселенную, сжатую до крошечной песчинки планковского размера, но вообразить себе Вселенную, сжатую до нулевого размера — вот это уж действительно слишком. Весьма вероятно, что более удобоваримую альтернативу стандартной модели Большого взрыва даст находящаяся сейчас в зачаточном состоянии струнная космология, которую мы обсудим в главе 14.

Насколько общий этот вывод?

Что произойдёт, если пространственные измерения не являются циклическими? Будут ли и в этом случае справедливы замечательные утверждения теории струн о минимальных пространственных размерах? Никто не знает точного ответа. Важнейшее свойство циклических измерений состоит в том, что на них можно наматывать струны. Коль скоро на пространственные измерения можно наматывать струны, большинство выводов будут оставаться справедливыми вне зависимости от точного вида этих измерений. Но что будет, если, скажем, два измерения имеют вид сферы? Тогда нельзя заставить струны сохранять намотанную конфигурацию: они всегда могут «соскользнуть» подобно тому, как резинка может соскользнуть с мяча, на который она натянута. Накладывает ли теория струн ограничение на минимальный размер и в этом случае?
ДАЛЕЕ...

Рубрики:

ДЖЕЙН_РОБЕРТС_СЕТХ/Брайан Грин Элегантная Вселенная Суперструны

ФІЗИКА,АСТРОФІЗИКА,МЕХАНІКА

Метки: брайан грин элегантная вселенная суперструны книга13 физика наука популярная

Комментарии (0)

Брайан Грин Элегантная Вселенная Суперструны, скрытые размерности и поиски окончательной теории

Дневник

Вторник, 12 Мая 2015 г. 11:05 + в цитатник

59

В конце концов, после всех мыслимых проверок и перепроверок, убеждённость в нашей правоте укрепилась, и мы решили опубликовать результат. Несколькими днями позже, когда я сидел в своём кабинете в Гарварде, зазвонил телефон. Это был Филипп Канделас из Техасского университета, который сразу же осведомился, сижу я или стою. Я сказал, что сижу. Канделас сообщил мне, что он и двое его студентов, Моника Линкер и Рольф Шиммригк, обнаружили закономерность, услышав о которой, я непременно упаду со стула. Тщательно изучив огромный набор пространств Калаби–Яу, моделированных на компьютере, они обнаружили, что почти все пространства идут парами, отличающимися заменами чисел чётномерных и нечётномерных отверстий. Я ответил ему, что всё ещё сижу: мы с Плессером получили тот же результат. Оказалось, что работа Канделаса и наша работа дополняют друг друга; мы с Плессером пошли на один шаг дальше и показали, что все физические свойства зеркальных пар одинаковы, а Канделас со своими учениками показал, что на пары разбивается гораздо большее число многообразий Калаби–Яу. Эти две работы и привели к открытиюзеркальной симметрии в теории струн.^{94}

Физика и математика зеркальной симметрии

ДАЛЕЕ...

Рубрики:

ДЖЕЙН_РОБЕРТС_СЕТХ/Брайан Грин Элегантная Вселенная Суперструны

ФІЗИКА,АСТРОФІЗИКА,МЕХАНІКА

Метки: брайан грин элегантная вселенная суперструны книга13 физика наука популярная

Комментарии (0)

Брайан Грин Элегантная Вселенная Суперструны, скрытые размерности и поиски окончательной теории

Дневник

Понедельник, 11 Мая 2015 г. 23:22 + в цитатник

60

Общая теория относительности Эйнштейна отвечает на вопрос о возможном разрыве структуры пространства отрицательно.^{95} Уравнения общей теории относительности основаны на римановой геометрии, которая, как отмечалось в предыдущей главе, позволяет проанализировать искажения свойств расстояний между соседними точками пространства. ДАЛЕЕ...

Рубрики:

ДЖЕЙН_РОБЕРТС_СЕТХ/Брайан Грин Элегантная Вселенная Суперструны

ФІЗИКА,АСТРОФІЗИКА,МЕХАНІКА

Метки: брайан грин элегантная вселенная суперструны наука популярная физика книга13

Комментарии (0)

Брайан Грин Элегантная Вселенная Суперструны, скрытые размерности и поиски окончательной теории

Дневник

Понедельник, 11 Мая 2015 г. 23:19 + в цитатник

61

Уже позже, в 1991 г., норвежский физик Энди Люткен и мой однокурсник по учёбе в Оксфорде, а ныне профессор университета Дьюка, Пол Аспинуолл, задались вопросом, который впоследствии оказался очень интересным. Если перестраивается пространственная структура компоненты Калаби–Яу нашей Вселенной, как это будет выглядеть с точки зрения зеркального пространства Калаби–Яу? Чтобы понять, почему возник такой вопрос, нужно вспомнить, что физические свойства зеркальной пары пространств Калаби–Яу (если эти пространства используются в качестве дополнительных измерений) идентичны, но сложность математических расчётов, необходимых для установления этих физических свойств, может сильно отличаться. Аспинуолл и Люткен ДАЛЕЕ...

Рубрики:

ДЖЕЙН_РОБЕРТС_СЕТХ/Брайан Грин Элегантная Вселенная Суперструны

ФІЗИКА,АСТРОФІЗИКА,МЕХАНІКА

Метки: брайан грин книга13 наука популярная физика элегантная вселенная суперструны

Комментарии (0)

Брайан Грин Элегантная Вселенная Суперструны, скрытые размерности и поиски окончательной теории

Дневник

Понедельник, 11 Мая 2015 г. 23:12 + в цитатник

62

Рис. 11.5. Флоп-перестройка с разрывом пространства (верхний ряд) и соответствующая зеркальная формулировка (нижний ряд)

Хотя у нас были достаточные основания считать, что важная связь между исходными и зеркальными многообразиями не нарушится в ходе преобразований, приводящих к разрыву пространства Калаби–Яу в верхней части рис. 11.5, мы понимали, что вопрос о том, останутся ли многообразия на рис. 11.5 зеркальными друг другу после разрыва, нетривиален. Это ключевой вопрос, так как если они останутся зеркальными, отсутствие катастрофы в зеркальной формулировке будет означать отсутствие катастрофы в исходной формулировке, и это станет доказательством того, что пространство в теории струн может разрываться. Мы поняли, что этот вопрос можно свести к вычислению. ДАЛЕЕ...

Рубрики:

ДЖЕЙН_РОБЕРТС_СЕТХ/Брайан Грин Элегантная Вселенная Суперструны

ФІЗИКА,АСТРОФІЗИКА,МЕХАНІКА

Метки: брайан грин элегантная вселенная суперструны книга13 наука популярная физика

Комментарии (0)

Брайан Грин Элегантная Вселенная Суперструны, скрытые размерности и поиски окончательной теории

Дневник

Понедельник, 11 Мая 2015 г. 23:09 + в цитатник

63

Расчёт, который нужно было провести, грубо говоря, сводился к определению массы конкретной частицы, являющейся колебательной модой струны при её движении во вселенной, компоненту Калаби–Яу которой мы изучали всю осень. Мы надеялись, что в соответствии с выбранной нами стратегией масса окажется точно такой же, что и масса в случае многообразия Калаби–Яу, возникшего после флоп-перестройки с разрывом пространства. ДАЛЕЕ...

Рубрики:

ДЖЕЙН_РОБЕРТС_СЕТХ/Брайан Грин Элегантная Вселенная Суперструны

ФІЗИКА,АСТРОФІЗИКА,МЕХАНІКА

Метки: брайан грин элегантная вселенная суперструны книга13 физика наука популярная

Комментарии (0)

Брайан Грин Элегантная Вселенная Суперструны, скрытые размерности и поиски окончательной теории

Дневник

Понедельник, 11 Мая 2015 г. 23:06 + в цитатник

64

Установление такой неизбежности в структуре Вселенной потребует долгого пути и вплотную приведёт нас к разрешению глубочайших вопросов мироздания. Эти вопросы подчёркивают загадку: кто или что сделал выбор среди бессчётного числа вариантов? Неизбежность упраздняет эти вопросы путём отметания других возможностей. Неизбежность означает, что в действительности другого выбора нет. Неизбежность постулирует, что Вселенная не может быть иной. Как мы увидим в главе 14, нет причин, по которым Вселенная должна иметь такую жёсткую конструкцию.ДАЛЕЕ...

Рубрики:

ДЖЕЙН_РОБЕРТС_СЕТХ/Брайан Грин Элегантная Вселенная Суперструны

ФІЗИКА,АСТРОФІЗИКА,МЕХАНІКА

Метки: брайан грин элегантная вселенная суперструны наука популярная книга13 физика

Комментарии (0)

Брайан Грин Элегантная Вселенная Суперструны, скрытые размерности и поиски окончательной теории

Дневник

Понедельник, 11 Мая 2015 г. 23:02 + в цитатник

65

Второе установленное свойство M-теории состоит в том, что она, кроме колеблющихся струн, включает и другие объекты: колеблющиеся двумерные мембраны и трёхмерные капли (последние называют 3-бранами), а также и многие другие составляющие. Это свойство, как и одиннадцатое измерение, возникает вследствие отказа от приближений, использовавшихся до середины 1990-х гг. Если не считать этих и ряда других результатов, полученных в последние годы, M-теория остаётся мистической (этим объясняется одно из предложенных толкований буквы «M» в её названии). ДАЛЕЕ...

Рубрики:

ДЖЕЙН_РОБЕРТС_СЕТХ/Брайан Грин Элегантная Вселенная Суперструны

ФІЗИКА,АСТРОФІЗИКА,МЕХАНІКА

Метки: брайан грин элегантная вселенная суперструны книга13 физика наука популярная

Комментарии (0)

Брайан Грин Элегантная Вселенная Суперструны, скрытые размерности и поиски окончательной теории

Дневник

Понедельник, 11 Мая 2015 г. 22:58 + в цитатник

66

Рис. 12.4. Квантовый хаос приводит к рождению пары струна/антиструна (б) и её уничтожению (в), что усложняет взаимодействие

Однако это ещё не всё: краткосрочные извержения виртуальных струн вследствие квантовых флуктуаций могут произойти любое число раз, что приведёт к рождению последовательных виртуальных пар. При этом получатся диаграммы с большим количеством петель, как показано на рис. 12.5. Каждая диаграмма даёт простой и удобный способ описания соответствующего физического процесса. Налетающие струны сливаются, квантовый хаос вызывает раздвоение получившейся петли на виртуальную пару, струны этой пары движутся, затем аннигилируют с образованием одной петли, которая далее снова распадается на виртуальную пару и т. д. Как и для других диаграмм, для каждого из этих процессов есть математические формулы, в которых учитывается влияние на движение исходной пары струн.^{101}
ДАЛЕЕ...

Рубрики:

ДЖЕЙН_РОБЕРТС_СЕТХ/Брайан Грин Элегантная Вселенная Суперструны

ФІЗИКА,АСТРОФІЗИКА,МЕХАНІКА

Метки: брайан грин элегантная вселенная суперструны книга13 наука популярная физика

Комментарии (0)

Брайан Грин Элегантная Вселенная Суперструны, скрытые размерности и поиски окончательной теории

Дневник

Понедельник, 11 Мая 2015 г. 22:44 + в цитатник

67

К началу 1990-х гг. анализ двух последних возможностей убедил большинство теоретиков в том, что повсеместное использование теории возмущений является помехой на пути прогресса. По мнению подавляющего большинства учёных, следующее серьёзное продвижение возможно лишь при использовании подхода, не скованного приближёнными методами и, следовательно, далеко выходящего за рамки теории возмущений. Ещё в 1994 г. разработка такого подхода казалась несбыточной мечтой. Однако иногда и такие мечты сбываются.
ДАЛЕЕ...

Рубрики:

ДЖЕЙН_РОБЕРТС_СЕТХ/Брайан Грин Элегантная Вселенная Суперструны

ФІЗИКА,АСТРОФІЗИКА,МЕХАНІКА

Метки: брайан грин элегантная вселенная суперструны наука популярная физика книга13

Комментарии (0)

Брайан Грин Элегантная Вселенная Суперструны, скрытые размерности и поиски окончательной теории

Дневник

Понедельник, 11 Мая 2015 г. 22:41 + в цитатник

68

Суперсимметрия принадлежит к более абстрактным типам симметрии, который связывает физические свойства элементарных объектов с различными спинами. Эксперимент даёт лишь косвенные намёки на то, что в микромире реализуется такой механизм симметрии, но по описанным выше причинам физики твёрдо убеждены, что он действительно реализуется. Естественно, этот механизм является неотъемлемой частью теории струн. В 1990-е гг. после пионерской работы Натана Зайберга из Института перспективных исследований физики осознали, что суперсимметрия даёт мощный инструмент, используя который можно косвенным методом ответить на ряд очень сложных и важных вопросов.
ДАЛЕЕ...

Рубрики:

ДЖЕЙН_РОБЕРТС_СЕТХ/Брайан Грин Элегантная Вселенная Суперструны

ФІЗИКА,АСТРОФІЗИКА,МЕХАНІКА