نظریه ابرریسمان زبان محبوب برای Dummies

رشته ها - نظریه ابرریسمان، در زبان محبوب، جهان به عنوان یک مجموعه ای از رشته های مرتعش انرژی است. آنها پایه و اساس از طبیعت هستند. فرضیه توصیف عناصر دیگر - branes. همه مواد در جهان ما شامل ارتعاشات از رشته ها و branes. پیامد طبیعی نظریه شرح گرانش است. به همین دلیل است دانشمندان بر این باورند که آن را شامل کلید به وحدت گرانش با فعل و انفعالات دیگر.

مفهوم توسعه داده شده است

تئوری میدان واحد، نظریه ابر ریسمان - کاملا ریاضی. مانند تمام مفاهیم فیزیکی، آن است که در معادلات است که می تواند در یک روش خاص تفسیر می گردد.

امروز، هیچ کس نمی داند دقیقا همان چیزی خواهد بود که نسخه نهایی این نظریه است. دانشمندان یک ایده مبهم از عناصر مشترک است، اما هنوز هیچ کس آمده تا با یک معادله نهایی می شود را فرا گرفته همه نظریه ابرریسمان و آزمایش هنوز قادر به آن را اعلام می شده است (اگر چه رد بیش از حد). فیزیکدانان یک نسخه ساده شده از معادله ایجاد کرده اند، اما تا کنون آن را کاملا توصیف جهان ما است.

نظریه ابرریسمان برای مبتدیان

در فرضیه در پنج ایده کلیدی است.

1. نظریه ابرریسمان پیش بینی کرد که تمام اشیاء از جهان ما هستند تا از ارتعاش رشته از انرژی و غشاهای ساخته شده است.
2. او تلاش می کند برای آشتی دادن نسبیت عام (جاذبه) با فیزیک کوانتوم.
3. نظریه ابرریسمان همه از نیروهای بنیادین جهان را در اختیار دارد.
4. این فرضیه پیش بینی یک اتصال جدید، ابرتقارن، بین دو نوع اساسا متفاوت از ذرات، بوزونها و فرمیونها.
5. مفهوم توصیف تعدادی از اضافی، ابعاد معمولا غیر قابل مشاهده جهان.

رشته ها و branes

رشته ها - هنگامی که تئوری به وجود آمد در 1970s، رشته انرژی در آن اشیاء 1 بعدی در نظر گرفته شد. کلمه "یک بعدی" نشان می دهد که رشته ای فقط دارای یک بعد، طول، به عنوان مخالف، به عنوان مثال، یک مربع است که طول و ارتفاع است.

این نظریه ابر ریسمان به دو نوع تقسیم - باز و بسته. رشته باز است از راهنمایی که در تماس با یکدیگر نیست، در حالی که رشته بسته یک حلقه با هیچ پایان می رسد باز است. در نتیجه، مشخص شد که این رشته، رشته ها به نام نوع اول، در معرض 5 نوع اساسی از فعل و انفعالات.

تداخلات در رشته های قابلیت اتصال و به اشتراک گذاری راهنمایی خود را بر اساس. از آنجا که پایان می رسد از رشته های باز با هم می تواند می آیند به شکل بسته، غیر ممکن است برای ساخت یک نظریه از ابر ریسمانها، از جمله یک رشته لوپ نیست.

این مهم ثابت به عنوان رشته بسته خواص هستند که به فیزیک است که می تواند گرانش را توصیف اعتقاد داشته اند. به عبارت دیگر، دانشمندان متوجه شدم که نظریه ابرریسمان، به جای توضیح ذرات ماده می تواند رفتار و نیروی گرانش را توضیح دهید.

سال بعد از آن کشف شد که، علاوه بر رشته ها، و دیگر عناصر اساسی این تئوری. آنها را می توان به عنوان ورق یا شامه نظر گرفته شود. رشته می توان به آنها یک یا هر دو طرف وصل شده است.

گرانش کوانتومی

فیزیک مدرن دو قانون علمی اصلی: نظریه نسبیت عام (GR) و کوانتوم. آنها نشان دهنده یک میدان کاملا متفاوت از علم است. معاملات فیزیک کوانتوم با کوچکترین ذرات از طبیعی و GTR، به عنوان یک قاعده، توصیف ماهیت مقیاس سیارات، کهکشان و جهان به عنوان یک کل. فرضیه که سعی کنید به آنها را ترکیب می شود، نظریه گرانش کوانتومی نامیده می شود. امیدوار کننده ترین از این در حال حاضر رشته.

موضوع بسته به رفتار گرانش مطابقت دارد. به طور خاص، آنها دارای خواص ذرات گراویتون حمل و نقل گرانش بین اشیاء.

نیروهای پیوستن

نظریه ریسمان تلاش برای متحد کردن چهار نیروی - نیروهای هسته ای الکترومغناطیسی، ضعیف و قوی، و گرانش - را به یکی. در جهان ما، آنها خودشان تظاهر چهار پدیده متفاوت است، اما نظریه پردازان رشته معتقدند که در جهان نخستین، زمانی که سطح فوق العاده بالا از انرژی وجود دارد، همه این فشارها را با رشته توصیف، در تعامل با یکدیگر.

ابرتقارن

بوزونها و فرمیونها: تمام ذرات در جهان را می توان به دو نوع تقسیم می شود. نظریه ریسمان پیش بینی این است که یک رابطه بین آنها، شناخته شده به عنوان ابرتقارن وجود دارد. اگر ابرتقارن برای هر بوزون و فرمیون باید برای هر فرمیون وجود دارد - هیگز. متاسفانه تجربی وجود چنین ذراتی برای تایید نشده است.

ابرتقارن رابطه ریاضی بین عناصر معادلات فیزیکی است. او در یک منطقه مختلف فیزیک شد و کاربرد آن در اواسط دهه 1970 منجر به تغییر نام از نظریه ابرتقارن رشته (یا نظریه ابرریسمان، در زبان محبوب).

یکی از مزایای استفاده از ابرتقارن است که آن را تا حد زیادی ساده معادله، اجازه می دهد برای از بین بردن برخی از متغیرهای. بدون ابر تقارن معادلات منجر به تناقضات فیزیکی، مانند ارزش بی نهایت و خیالی سطح انرژی.

از آنجا که دانشمندان یک ذره پیش بینی شده توسط ابرتقارن رعایت نشده، آن است که هنوز یک فرضیه. بسیاری از فیزیکدانان بر این باورند که دلیل این - نیاز به مقدار قابل توجهی از انرژی، که با وزن شناخته شده از معادله انیشتین E = MC ² در ارتباط ^است. این ذرات می تواند در جهان اولیه وجود دارد، اما آن را به عنوان سرد، و بعد از انفجار بزرگ، گسترش انرژی این ذرات به سطوح انرژی پایین نقل مکان کرد.

به عبارت دیگر، رشته ارتعاش ذرات انرژی به عنوان بالا به انرژی از دست رفته، که آنها را عناصر با لرزش کمتر ساخته شده است.

محققان امیدوار بودند مشاهدات نجومی و یا آزمایش با شتاب دهنده های ذرات تئوری اعلام می، شناسایی برخی از عناصر متقارن با انرژی بالاتر است.

اندازه گیری های اضافی

دیگر نتیجه ریاضی نظریه ریسمان است که آن را حس در جهان، تعداد اندازه گیری بیشتر از سه است. در حال حاضر، دو توضیح برای این وجود دارد:

1. اندازه گیری های اضافی (شش تن از آنها) خورده اند، و یا، در اصطلاحات نظریه ریسمان compactified به اندازه فوق العاده کوچک، به درک که هرگز موفق نخواهند شد.
2. ما در یک غشا 3 بعدی گیر شد، و ابعاد دیگر فراتر از آن توسعه و در دسترس ما نیست.

منطقه مهم از تحقیقات در میان نظریه پردازان مدل سازی ریاضی که چگونه این موقعیت های اضافی ممکن است به خود ما مرتبط است. نتایج اخیر پیش بینی است که دانشمندان به زودی قادر به تشخیص این ابعاد اضافی (اگر وجود دارند) در آزمایش های آینده، چون ممکن است بیشتر از آنچه قبلا انتظار می رود خواهد بود.

فهم هدف

هدف دنبال شده توسط دانشمندان بررسی ابر ریسمانها - "نظریه همه چیز"، یعنی یک فرضیه تنها فیزیکی است که در یک سطح بنیادی همه واقعیت فیزیکی را شرح ... در صورت موفقیت، آن را می تواند پرسش های بسیاری مربوط به ساختار جهان ما را روشن کند.

توضیح ماده و جرم

یکی از وظایف اصلی پژوهش مدرن - جستجو برای راه حل به ذرات واقعی است.

نظریه ریسمان به عنوان یک مفهوم توصیف ذرات مانند هادرون، کشورهای مختلف بالاتر ارتعاشی رشته آغاز شد. در اغلب فرمولاسیون مدرن، ماده، مشاهده شده در جهان ما نتیجه ارتعاش از رشته ها و branes با کمترین انرژی است. ارتعاشات تولید ذرات پر انرژی تر، که در حال حاضر در جهان ما وجود ندارد.

جرم این ذرات بنیادی جلوه ای از چگونه رشته ها و branes در ابعاد اضافی پیچیده compactified است. به عنوان مثال، در ساده زمانی که آنها در شکل یک شیرینی بی شیرینی خورده، به نام ریاضیدانان و فیزیکدانان چنبره رشته می توانید این فرم را به دو روش بسته بندی:

• حلقه کوتاه از طریق مرکز چنبره؛
• حلقه های طولانی در اطراف کل دور بیرونی چنبره.

شدید - حلقه کوتاه یک ذره نور، و بیشتر است. هنگامی که شما بسته بندی رشته سراسر طردل compactified اندازه گیری تشکیل عناصر جدید با جرم های متفاوت.

نظریه ابرریسمان به طور خلاصه و به وضوح، سادگی و ظرافت طول انتقال جرم توضیح می دهد. اندازه گیری فرو چنبره بسیار سخت تر است، اما در اصل آنها نیز کار.

حتی ممکن است، اگر چه دشوار است تصور کنید که سیم کاری ادامه داده اند چنبره در دو جهت در همان زمان، که در ذرات دیگر با جرم متفاوت خواهد شد. Branes همچنین می توانید ابعاد اضافی بسته بندی، ایجاد فرصت و حتی بیشتر.

تعریف از فضا و زمان

در بسیاری از نسخه های ابر ریسمان نظریه سقوط اندازه گیری، آنها را در سطح فعلی توسعه فن آوری غیر قابل مشاهده.

در حال حاضر مشخص نیست که آیا نظریه ریسمان می تواند ماهیت بنیادی فضا و زمان نسبت به انیشتین توضیح دهد. این ابعاد عبارتند از پس زمینه به تعامل از رشته ها و احساس مستقل واقعی نمی کنند.

پیشنهاد ما توضیح، به طور کامل نهایی نشده است، مربوط به ارائه فضا-زمان به عنوان یک مشتق شده از مقدار کل همه فعل و انفعالات رشته.

این رویکرد از دیدگاه برخی از فیزیکدانان است که به انتقاد از فرضیه منجر برآورده نمی کنند. نظریه رقابتی گرانش کوانتومی حلقه به عنوان نقطه شروع استفاده از کوانتیزاسیون از فضا و زمان. برخی بر این باورند که در نهایت آن خواهد شد تنها یک رویکرد متفاوت به همه فرضیه همان ساده است.

تعیین میزان گرانش

دستاورد اصلی این فرضیه، در صورت تایید، خواهد بود نظریه ی کوانتومی گرانش. توضیحات کنونی گرانش در نسبیت عام مغایر با فیزیک کوانتوم است. تاریخ و زمان آخرین، اعمال محدودیت بر روی رفتار ذرات کوچک، در حالی که تلاش برای کشف جهان در یک مقیاس بسیار کوچک منجر به تناقض.

وحدت نیروهای

گرانش، الکترومغناطیس، تعاملات هسته ای ضعیف و قوی: در حال حاضر، فیزیکدانان می چهار نیروی بنیادی شناخته شده است. از نظریه ریسمان آن را نشان می دهد که همه آنها یک بار تظاهرات مشابه بود.

بر اساس این فرضیه، به عنوان جهان اولیه پس از انفجار بزرگ سرد می شود، آن را به یک تعامل تنها امروز به عامل های مختلف تقسیم شده است.

آزمایش با انرژی بالا تا به حال به ما اجازه پیدا اتحادیه از این نیروهای، اگر چه این آزمایش به مراتب فراتر از توسعه فن آوری در حال حاضر.

پنج گزینه

پس از ابرریسمان انقلاب در سال 1984، توسعه که در سرعت تب گرفت. در نتیجه، به جای یک مفهوم تبدیل پنج، به نام نوع I، IIA، IIB، HO، او، که هر کدام تقریبا به طور کامل جهان ما را توصیف، اما به پایان نیست.

فیزیک، لمس کردن نسخه از نظریه ریسمان در به امید پیدا کردن فرمول جهانی درست، 5 نوع مختلف از خود به اندازه کافی ایجاد شده است. برخی از خواص خود را حاکی از این واقعیت فیزیکی جهان، دیگران نادرست است.

M-نظریه

در یک کنفرانس در سال 1995، فیزیکدان ادوارد ویتن یک راه حل جسورانه به پنج فرضیه ارائه شده است. بر اساس کشف اخیر دوگانگی، همه آنها تبدیل موارد خاص از یک مفهوم جامع واحد به نام ویتن M نظریه ابر ریسمانها. یکی از مفاهیم کلیدی آن شامه شد (مخفف غشاء)، اشیاء اولیه با داشتن بیش از یک بعد. اگر چه نویسنده است نسخه کامل است که تا کنون ارائه شده است، نظریه ابر ریسمانها M خلاصه از ویژگی های زیر تشکیل شده است:

• 11-بعد (10 به علاوه 1 مکانی بعد زمانی)؛
• دوگانگی، که منجر به پنج نظریه توضیح واقعیت فیزیکی همان؛
• branes - رشته ها، با بیش از 1 اندازه گیری.

تحقیق

در نتیجه، به جای یکی بود 10 ⁵⁰⁰ تصمیم گیری وجود دارد. برای برخی از فیزیکدانان آن را به علت از بحران بود، در حالی که دیگران اصل آنتروپی، که خواص از جهان با حضور ما در آن توضیح می دهد گرفت. آن باقی مانده است که انتظار می رود، هنگامی که نظریه پردازان راه دیگری به حرکت نظریه ابرریسمان پیدا کنید.

برخی تفاسیر می گویند که جهان ما است که تنها نیست. جدیدترین نسخههای رادیکال اجازه می دهد که وجود یک تعداد نامحدود از جهان، برخی از آنها شامل کپی دقیق از خود ما است.

نظریه اینشتین وجود یک فضای به حداقل برسد، که یک کرم چاله یا پل انیشتین روزن به نام پیش بینی کرد. در این مورد دو سایت از راه دور همراه عبور کوتاه است. نظریه ابرریسمان اجازه می دهد تا نه تنها این، بلکه اتصال از نقاط دور افتاده از جهان های موازی. شما حتی می توانید بین دو گیتی، تغییر با قوانین مختلف فیزیک است. با این حال، گزینه احتمال زیاد، زمانی که نظریه ی کوانتومی گرانش وجود آنها غیر ممکن است.

بسیاری از فیزیکدانان بر این باورند که اصل هولوگرافیک، زمانی که همه اطلاعات موجود در فضای حجم، مربوط به اطلاعات ثبت شده بر روی سطح، درک عمیق تر از مفهوم رشته قدرت اجازه می دهد.

برخی معتقدند که نظریه ابرریسمان اجازه می دهد تا اندازه گیری های متعدد از زمان، و در نتیجه می تواند یک سفر از طریق آنها.

علاوه بر این، در چارچوب فرضیه است یک جایگزین برای مدل انفجار بزرگ وجود دارد، با توجه به آن جهان ما در نتیجه یک برخورد بین دو branes بود و می رود از طریق چرخه هایی از ایجاد و تخریب.

سرنوشت نهایی جهان همواره فیزیکدانان را اشغال کردند، و نسخه نهایی نظریه ریسمان می تواند در تعیین چگالی ماده و ثابت کیهانی. دانستن این ارزش ها، کیهان شناسان قادر به تعیین اینکه جهان خواهد شد تا کوچک خواهد بود، تا زمانی که آن را منفجر، همه دوباره آغاز شده است.

هیچ کس نمی داند که عواقب ناشی از نظریه های علمی، تا زمانی که آن را نمی خواهد توسعه و تست شده است. اینشتین، نوشتن معادله E = MC ^2، انتظار نداشتند که آن را به ظهور سلاح های هسته ای منجر شود. سازندگان فیزیک کوانتوم نمی دانست که از آن خواهد شد پایه و اساس لیزر و ترانزیستور. و اگر چه آن هنوز مشخص نیست چه خواهد شد چنین مفهوم صرفا نظری، تاریخ نشان می دهد که قطعا چیزی فوق العاده ای خواهد شد.

برای اطلاعات بیشتر در این فرضیه را می توان در کتاب Endryu Tsimmermana پیدا شده است "سوپر نظریه ریسمان برای Dummies."