f121
| 21 |
|---|
Проблема первичной Вселенной.
...Рассмотрим частицу в момент времени t = 0, или в момент, "близкий к t = 0". Предположим, что она излучает какой-либо сигнал, например электромагнитное излучение. Это излучение распространяется со скоростью c. Через время t сфера волны будет иметь радиус ct, который называется горизонтом. Однако закон расширения, удаления между двумя частицами, предположительно связанными со "вселенским фоном" (так называемыми сопутствующими), имеет параболическую форму (это расстояние растёт как t2/3). При возврате во времени всегда найдётся момент t < th, когда частицы не могли обмениваться информацией, поскольку они удалялись "быстрее, чем распространялась электромагнитная волна, излучённая в момент t, близкий к нулю".
...Следующий рисунок иллюстрирует это аутистическое состояние Вселенной: белые сферы, связанные с каждой частицей, представляют объёмы, в которых соседняя частица должна находиться, чтобы общение было возможно. К сожалению, эти сферы не пересекаются, и пересекутся лишь гораздо позже.
...Таким образом, становится трудно объяснить замечательную однородность первичной Вселенной, след которой сохраняется в виде космического фонового излучения при температуре 2,7° K.
...Современная теория — это теория Линде: инфляция, и именно это её единственное обоснование. Не вдаваясь в детали, эта теория заключается в том, что первичная Вселенная обладала сверх-космологической постоянной (зависящей от времени!), отражающей "отталкивающую силу вакуума", превосходящую всякое воображение. Это приводит к экспансии в десять в степени, сколько-то...
Проблема происхождения.
Что, собственно, означает время t = 0? Имеет ли это вообще смысл?
...Когда мы возвращаемся во времени, температура "космического жидкого вещества" возрастает. Также растёт скорость теплового движения частиц, обладающих ненулевой массой. В какой-то момент эта скорость становится релятивистской. На самом деле, когда t стремится к нулю, а температура T — к бесконечности, индивидуальная энергия частиц стремится к бесконечности, а их скорость — к c. Собственное время подчиняется закону:
...Когда v стремится к c, собственное время "застывает в часах". Определить часы становится проблематичным, даже концептуально.
...Таким образом, становится очевидным, что стандартная модель далеко не идеальна. Перечисленные проблемы не являются исчерпывающими. Фундаментальная физика сталкивается с аналогичными трудностями. Теория суперструн предполагает расширение размерности (десять измерений, для многих). Но десятимерная геометрия остаётся тёмным лесом. Если двумерные поверхности уже потеряли свою тайну, классификация трёх- и четырёхмерных гиперповерхностей пока ещё не выполнена.
...Кроме того, при добавлении измерений к космосу появляются характерные длины, связанные с каждым из них. И эти длины неизменно... длина Планка. А раз есть длина, значит, есть и длина волны, связанная с энергией по формуле:
...Энергия Планка колоссальна. Чтобы реализовать её с помощью классических методов, потребовался бы ускоритель диаметром с галактику. Экспериментальные физики поднимают руки к небу.
...Японский теоретик Мичио Каку ("Гиперпространство: научное путешествие через десятое измерение", Оксфордский университет, 1995) предлагает собственную, увлекательную интерпретацию: по его мнению, теория суперструн просто на несколько веков опережает своё время. На текущем уровне техники она, таким образом, — лишь способ развлечься между друзьями.
Конференция в Аспене.
...В 1996 году знаменитый журнал Scientific American опубликовал обзор конференции по суперструнам, прошедшей в Аспене, штат Колорадо, под редакцией Мадхусри Мукерджи, штатного автора. Текст, достойный братьев Маркса:
...Как отмечает автор статьи, в 1986 году Джэффри А. Харви из Чикагского университета был попросил определить теорию суперструн в семи словах. Его ответ был:
- О, Господи, почему Ты меня оставил? (О, Господи, почему Ты меня оставил?)
Но в статье указано, что Бог, похоже, ответил, через открытие новой симметрии: двойственности.
...Уиттен, самый оптимистичный из теоретиков струн, считает, что эта двойственность не только приведёт к ВОТ (Теории всего), но и объяснит "почему Вселенная устроена именно так". Он полагает, что мы приближаемся к объяснению глубинной природы квантовой механики.
...Но на самом деле мало кто занимается этой теорией суперструн, которая настолько сложна во всех отношениях, включая математические, что физики и математики с трудом в неё вникают.
...В статье указано, что эта "двойственность" делает элементарные частицы и составные объекты взаимозаменяемыми. Специалисты упоминают о "скоплениях" (массивных, букетах, пучках), которые пытаются представить себе как "ёжиков". To curl like a hedge-hog: свернуться клубком. Другие образы: "сферы, усыпанные векторами", названные "солитонами".
...Но, если бы такая двойственность существовала, как отмечают авторы этой идеи, она была бы невозможна для обнаружения (под двойственностью следует понимать "двойную природу": английский словарь). В статье уточняется, что составные структуры могут быть эквивалентны, будучи "переплетёнными" (запутанными, сплетёнными), и тогда становятся "элементарными объектами".
Затем поднимается вопрос о "зеркальной симметрии", но без особого успеха.
...В 1986 году Дафф из Лондонского имперского колледжа рассматривал колебания новой сущности — "пузыря" (пузыря). В то время как струны извивались (wiggle) в десяти измерениях, пузыри плавали в пространстве с одиннадцатью измерениями. Затем Дафф рассмотрел пятимерные мембраны — альтернативное описание по сравнению со струнами. Позже он предположил, что эти мембраны могут, в свою очередь, сворачиваться, как "кожура сосиски". И упомянул о "струнно-струнной двойственности".
...В 1995 году Уиттен выступил в Беркли, предположив, что пузыри Даффа могут быть солитонами особой струны, соответствующей десяти измерениям.
И Шварц из Калифорнийского технологического института (один из пионеров теории) добавил:
- Я бы мог быть водителем грузовика!
В любом случае, в настоящее время каждый день появляется десять новых статей по суперструнам.
Солитон "напоминает волосатую гусеницу", усыпанную векторами, то есть "двойственный объект струны".
Затем Дафф предложил двойственность двойственности между пространствами. А Сускинд прокомментировал:
Размер и внутренняя структура объекта меняются "в зависимости от места".
Таунсенд:
- Мембраны, превращающиеся в солитоны струн, могут иметь тот же статус, что и сами струны. К сожалению, расчёты с мембранами не имеют смысла.
...Затем упоминается союз струн и чёрных дыр. Хокинг указал, что чёрные дыры, излучая частицы, теряют массу и сжимаются. Если они изначально состояли из струн ("струнные чёрные дыры"), их эволюция превратит их в объекты нулевого размера: "экстремальная чёрная дыра, на самом деле напоминающая частицу". Полемика между Сускиндом и Стромингером по этому поводу:
- Работа Стромингера великолепна, но называть эти объекты чёрными дырами — всё же перебор.
Для справки, название...