Dulu, Galileo Galilei Itali yang hebat menunjukkan bahawa dengan bantuan formula matematik adalah mungkin untuk menerangkan dengan pasti bahkan proses yang berada di luar persepsi kita. Sejak itu, para saintis telah berusaha membuat sejenis "teori segalanya" fizikal dan matematik yang akan menggambarkan Alam Semesta secara elegan, dengan mengambil kira interaksi yang diketahui.
DIMENSI KELIMA
Isaac Newton membuka era baru dalam sejarah sains, merumuskan tiga undang-undang mekaniknya yang terkenal pada tahun 1684. Tetapi pada saat yang sama dia sama sekali tidak memikirkan bagaimana kekuatan yang digambarkan olehnya bertindak, dan apakah sifat mereka.
Undang-undang Newton adalah penggunaan terhad. Mereka tidak dapat digunakan dengan cara apa pun untuk menggambarkan fenomena seperti elektrik, daya tarikan dan kesan optik. Pada akhir abad ke-19, ketiga-tiga fenomena ini berjaya digabungkan dengan bantuan persamaan James Maxwell menjadi sains elektrodinamik yang koheren, dan para saintis sangat berharap bahawa mereka hampir dapat mewujudkan "teori segalanya." Tidak lama kemudian, masalah ini dibahas oleh Albert Einstein, yang merumuskan teori relativiti khusus (1905) dan umum (1916), yang memerlukan revisi fizik Newton. Sejak penemuan Einstein disahkan oleh pemerhatian visual yang sederhana, komuniti saintifik menerimanya tanpa bantahan. Einstein percaya bahawa hubungan antara elektromagnetisme dan graviti akan mencukupi untuk merumuskan "teori segalanya". Tetapi dia cepat membuat kesimpulan.
Pada tahun 1921, ahli fizik Jerman Theodor Kaluzei dapat secara rasmi menggabungkan persamaan relativiti umum dengan persamaan Maxwell klasik, tetapi untuk ini dia harus memperkenalkan dimensi kelima tambahan sebagai tambahan kepada empat dimensi yang diketahui (tiga dimensi ruang dan satu masa). Pada mulanya, idea ini kelihatan gila, tetapi lima tahun kemudian, alasan untuk "tidak dapat dilihat" dimensi kelima diusulkan oleh Oskar Klein dari Sweden.
Nampaknya semuanya mulai menyatu, dan di sini penemuan baru dalam bidang fizik partikel asas dan kemunculan mekanik kuantum mempertanyakan pendekatan yang begitu mudah.
Video promosi:
DUNIA MULTI-DIMENSI
Fizik moden memerlukan "teori segalanya" hipotesis untuk menggabungkan empat interaksi asas yang diketahui sekarang: interaksi graviti, interaksi elektromagnetik, interaksi nuklear yang kuat, interaksi nuklear yang lemah. Di samping itu, ia mesti menjelaskan kewujudan semua zarah unsur dan perbezaannya antara satu sama lain.
Percubaan untuk menggabungkan pelbagai tafsiran mengenai interaksi yang diperhatikan berterusan sepanjang abad ke-20. Pada pertengahan 1970-an, ia malah menggabungkan tiga interaksi, selain yang paling penting dan diberikan kepada kita dalam sensasi - graviti. Tetapi bahkan teori "terpotong" ini belum mendapat pengesahan eksperimen.
Percubaan seterusnya untuk memahami bagaimana Alam Semesta disusun pada tahap asas menyebabkan fakta bahawa ahli fizik harus mengingat kembali teori Kaluzei-Klein yang dilupakan dan memperkenalkan dimensi tambahan ke dalam formula mereka. Ternyata semuanya bersatu jika kita menerima hipotesis bahawa Alam Semesta tidak mempunyai empat atau tidak lima, tetapi sepuluh dimensi. Kemudian, teori M muncul, beroperasi dalam sebelas dimensi, diikuti oleh teori-F, di mana dua belas dimensi muncul. Seseorang mungkin berfikir bahawa pengenalan dimensi tambahan, yang bahkan tidak dapat kita bayangkan, menyulitkan masalah ini, tetapi pada tahap matematik yang murni ternyata sebaliknya menyederhanakan. Dan masalah persepsi hanya berkaitan dengan kebiasaan: ada kalanya orang tidak tahu apa-apa tentang kekosongan dan tanpa berat badan, dan sekarang mana-mana pelajar sekolah yang bermimpi menjadi angkasawan mempunyai idea tentang ini.
Adakah mungkin untuk mengungkapkan hubungan asas dalam ruang multidimensi dalam praktiknya? Ternyata anda boleh. Inilah yang dilakukan oleh penyokong teori rentetan yang disebut.
RAWATAN KUANTITI
"String" sebagai formasi asas diperkenalkan ke dalam fizik zarah-zarah unsur untuk menjelaskan struktur pi-meson - zarah, interaksi kuat yang menjadikan inti atom menjadi satu keseluruhan. Keberadaan zarah-zarah tersebut telah diramalkan, dan mereka sendiri ditemui pada tahun 1947 dalam kajian sinar kosmik. Kesan yang diperhatikan dalam pelanggaran pi meson memungkinkan untuk mengemukakan idea bahawa mereka dihubungkan oleh "benang getaran yang sangat tipis." Saya menyukai idea itu, dan segera terdapat model matematik di mana semua zarah unsur digambarkan sebagai rentetan satu dimensi yang bergetar pada frekuensi tertentu.
Teori tali mula berkembang, dan menjadi sangat jelas dengan jelas bahawa "ketegangan" hanya dapat dicapai dalam ruang di mana bilangan dimensi a priori lebih dari empat. Mereka cuba mengaplikasikan teori ini kepada pelbagai konstruksi hipotetis seperti tachyon (zarah yang laju melebihi kelajuan cahaya), graviton (kuantum medan graviti) dan boson (zarah jisim), tetapi tanpa banyak kejayaan.
Namun pada tahun 1980-an, setelah banyak perdebatan, ahli fizik sampai pada kesimpulan bahawa teori rentetan dapat menggambarkan semua zarah unsur dan interaksi antara keduanya. Ratusan saintis telah mula mengusahakannya. Segera ditunjukkan bahawa pelbagai versi teori rentetan dapat dilaksanakan jika mewakili kes M-teori yang membatasi, beroperasi dalam sebelas dimensi. Walaupun kerja itu masih belum selesai, ahli fizik cenderung mempercayai bahawa mereka berada di jalan yang benar.
Di sini perlu dijelaskan bagaimana rupa multidimensi alam semesta dalam teori rentetan.
Pilihan pertama adalah "pemadatan" dimensi tambahan, yang menyiratkan bahawa mereka ditutup pada jarak jauh sehingga tidak dapat dikesan secara eksperimen. Ahli fizik membincangkannya dengan cara ini. Sekiranya anda melihat selang kebun di rumput dari jarak yang cukup jauh, panjangnya hanya satu dimensi. Tetapi jika anda pergi kepadanya, anda akan menemui dua lagi. Begitu juga, dimensi ruang tambahan dapat dikesan hanya dari jarak yang sangat dekat, dan di luar kemampuan instrumen.
Pilihan kedua adalah "melokalisasikan" pengukuran. Mereka tidak sekecil dalam kes pertama, bagaimanapun, untuk beberapa sebab, semua zarah dunia kita dilokalisasikan pada lembaran empat dimensi (brane) di Alam Semesta multidimensi dan tidak dapat meninggalkannya. Oleh kerana kita dan semua peranti kita terdiri daripada zarah biasa, pada dasarnya kita tidak mempunyai cara untuk melihat apa yang ada di luar. Satu-satunya cara untuk mengesan kehadiran dimensi tambahan adalah graviti, yang tidak dilokalisasikan pada bran, sehingga graviton dan lubang hitam mikroskopik dapat keluar. Di dunia yang diketahui oleh kita, proses seperti itu akan kelihatan seperti hilangnya tenaga secara tiba-tiba yang dibawa oleh objek-objek ini.
Walaupun dipercayai bahawa teori tali tidak akan dapat disahkan secara eksperimen, ahli fizik telah mengembangkan beberapa eksperimen yang secara tidak langsung dapat menunjukkan bahawa ia betul. Antaranya ialah penentuan penyimpangan dalam hukum graviti sejagat pada jarak urutan seratus milimeter. Cara lain ialah memperbaiki graviton dan lubang hitam mikroskopik di Large Hadron Collider. Yang ketiga adalah pemerhatian "tali kosmik" yang terbentang ke dimensi intergalaksi dan memiliki medan graviti terkuat. Mungkin salah satu eksperimen ini akan memberikan hasil yang positif dalam masa terdekat.
PUSAT UNIVERSE
Pada tahun 2003, ahli fizik mengetahui bahawa terdapat banyak cara untuk mengurangkan teori rentetan sepuluh dimensi kepada empat dimensi. Lebih-lebih lagi, teori itu sendiri tidak mengandungi kriteria untuk memilih jalan yang mungkin. Setiap pilihan menghasilkan dunia empat dimensi sendiri, yang mungkin menyerupai, atau mungkin berbeza jauh dari Alam Semesta yang diperhatikan. Ternyata jumlah pilihan tersebut hampir tidak terbatas: kira-kira 10,500 (sepuluh hingga lima ratus daya). Apa yang menjadikan dunia kita seperti sekarang?
Segera dinyatakan bahawa jawapannya hanya dapat diperoleh dengan memasukkan seseorang dalam gambar ini - kita wujud tepat di Alam Semesta di mana keberadaan kita mungkin. Dalam kes lain, anda tidak akan membaca baris-baris ini.
Anton Pervushin
