La plus grande énigme de l'Univers: ce qui est à l'espace-temps?

«De quoi est fait l'espace-temps?», pose la question physicien Aron Wall de Stanford l'institut de physique théorique. Au cours de la dernière n'est pas de la physique différemment essayer de comprendre l'énigme de l'espace-temps, la considérant non comme un simple vide le contexte dans lequel se déroule l'histoire de l'Univers, mais plutôt comme un flux quantique de l'information, перетекающей d'un point à un autre. Wall et ses collègues les plus sûrs de cette représentation de l'espace-temps pourrait être la clé pour le développement de la théorie, ce qui peut expliquer la gravité en utilisant les principes de la mécanique quantique. À propos de cette physique, rêve depuis l'époque d'Albert Einstein.

Pierre Зенчиковский de l'Institut de physique nucléaire de l'académie Polonaise des sciences est définie de la même question, et Wall. Si l'espace-temps absolu, immuable, éternel et toujours présents de l'arène dans laquelle se déroulent les événements? Ou, peut-être, c'est la dynamique de création, apparaissant comme si sur une échelle de distance, de temps ou d'énergie? La mention de l'absolu n'est pas la bienvenue dans la physique moderne. On croit que l'espace-temps émergent, il se produit quelque part. Il est incompréhensible que d'où.

qu'est-ce Que l'espace-temps?

La Plupart des physiciens estime que la structure de l'espace-temps formé inexplicablement dans la limite d'échelle de Planck, c'est-à des échelles proches d'un center de center la part d'un mètre. Cependant, il ya certaines croyances qui mettent en question l'univocité de l'interprétation de l'. Il existe de nombreux arguments en faveur du fait que l'émergence de l'espace-temps peut se produire à la suite de processus qui est beaucoup plus proche de notre réalité: au niveau des quarks et les conglomérats.

«les Mathématiques sont une chose, la relation avec le monde réel en est une autre», dit Зенчиковский. «Par exemple, la valeur de la masse de Planck semble suspect. On pourrait s'attendre, qu'elle est la plus typique pour le monde des quanta. Entre-temps, il correspond à environ 1/10 de la masse des puces, ce qui est sans aucun doute un classique de l'objet.

La Plupart des physiciens ont tendance à supposer que l'espace-temps est créé sur планковских échelle, à des distances proches de l'un center center fraction de mètre (~10^-35 m). Dans son article dans Foundations of Science Зенчиковский systématise l'observation de différents auteurs sur la formation de l'espace-temps et affirme que l'hypothèse de sa formation à l'échelle de quarks et de hadrons (ou кварковых unités) est tout à fait raisonnable pour plusieurs raisons.

Questions sur la nature du temps et de l'espace avaient déconcerté de l'humanité depuis l'antiquité. Peut-il le temps d'être séparé de la matière, créant un «conteneur» pour les mouvements et les événements qui se produisent avec la participation de particules, comme il est supposé Démocrite dans le 5ème siècle avant jc? Ou peut-être, tous les attributs de la matière et ne peut exister sans elle, comme le pensait Aristote, un siècle plus tard?

Malgré ce qui a déjà mille ans, ces questions n'est toujours pas résolu. De plus, les deux approches dépit de leur apparente différence profondément ancrés dans les piliers de la physique moderne. Dans la mécanique quantique des événements se produisent sur la scène uniformément à l'heure actuelle.

Cependant, dans la théorie générale de la relativité de la substance élastique se déforme l'espace-temps (s'étire et tordez), et l'espace-temps enregistre des particules, la façon de se déplacer. En d'autres termes, dans l'une des théories les acteurs donnent déjà la scène préparée pour jouer leurs rôles, et dans l'autre, ils créent une scène pendant la représentation, qui, à son tour, a un impact sur leur comportement.

En 1899, le physicien allemand Max Planck a observé que si certaines combinaisons de certaines constantes dans la nature, vous pouvez obtenir le plus fondamental de l'unité de mesure. Seulement trois permanents — la vitesse de la lumière c, la constante de gravitation G et la constante de Planck h — et nous obtenons des unités de distance, de temps et de masse, l'égalité (respectivement) 1,62 x 10^-35 m, 5,39 x 10^-44 et 2,18 x 10^-5 , sur la Base de croyances modernes, l'espace-temps devrait naître à la longueur de planck. Mais il n'ya pas des arguments en faveur de la rationalité de cette hypothèse.

Comme nos plus complexes des expériences et théoriques de la description atteignent l'échelle de quarks au niveau 10^-18 m d'Où nous savoir, sur le chemin de la longueur de planck — depuis plus d'une douzaine de série et encore plus petites ordres de grandeur de l'espace-temps devient sa structure? Nous ne savons même pas rationnellement si la notion d'espace-temps au niveau des hadrons! La séparation ne peut pas être indéfiniment, parce qu'à un certain stade, la question suivante que la plus petite partie juste cesse d'avoir un sens. Un excellent exemple est la température. Ce concept est bien sert à макромасштабах, mais lors des marques de graduation de la matière, nous arrivons à l'échelle des particules individuelles et la notion de température n'a pas de sens.

«À l'heure actuelle, nous avons d'abord chercher à construire une квантованное discrète de l'espace-temps et puis le «peuple» de son discrète de la matière. Mais si l'espace-temps est le produit de quarks et des hadrons, la dépendance sera inverse: discrète, la propriété de la matière devrait renforcer la lisibilité de l'espace-temps», dit Зенчиковский et ajoute: «Planck s'est appuyé sur les mathématiques. Il voulait créer une unité dans les moindres possibles permanents. Mais les mathématiques c'est l'un, et la relation avec le monde réel encore. La valeur de la masse de planck semble suspect. On pourrait s'attendre, elle seplus approprié caractéristique pour le monde des quanta. Mais elle correspond à environ 1/10 de la masse des puces, ce qui est certainement un classique de l'objet.

Parce que nous voulons décrire le monde physique, nous devons compter sur la physique, et non sur des arguments mathématiques. Et ainsi, lorsque nous utilisons les équations d'Einstein, nous décrit l'Univers à grande échelle de la nécessité d'introduire d'autres la constante gravitationnelle, connue sous le nom de космологическая permanente «lambda». Si, lors de la construction d'unités fondamentales, d'élargir notre originel ensemble de trois permanents lambda, dans le cas de masse, nous aurons non pas un, mais trois valeurs fondamentales: 1,39 x 10^-65, 2,14 x 10⁵⁶ et 0,35 x 10^-24 , le Premier peut être interprété comme le quantum de la masse, le deuxième niveau de la masse de l'Univers observable, et la troisième ressemble à la masse des hadrons (par exemple, la masse du neutron est égal à 1,67 x 10^-24. Exactement la même, en prenant en compte le lambda, s'affiche l'unité de mesure de 6,37 x 10^-15 m, très proche de la taille des hadrons.

Les Jeux avec les constantes peuvent être risqué, parce que beaucoup dépend des constantes que nous choisissons. Par exemple, si l'espace-temps était vraiment un produit de quarks et des hadrons, ses propriétés, y compris la vitesse de la lumière, doivent également être émergentes telles. Et cela voudrait dire que la vitesse de la lumière ne peut pas être parmi les principales constantes», note Зенчиковский.

Un Autre facteur en faveur de l'éducation de l'espace-temps à l'échelle de quarks et des hadrons sont les propriétés des mêmes particules élémentaires. Modèle standard, par exemple, n'explique pas pourquoi il ya trois générations de particules, d'où proviennent de leur masse ou pourquoi il ya soi-disant internes les nombres quantiques, qui comprennent изоспин, гиперзаряд et la couleur. Dans l'image, présentée par le professeur Зенчиковским, ces valeurs peuvent être associés à certaines шестимерным de l'espace, créé par la position des particules et de leurs impulsions. Construit par conséquent, l'espace même respecte la position de la particule (la matière) et de leurs mouvements (processus). Il s'avère que les propriétés des masses internes ou les nombres quantiques peuvent être la conséquence des propriétés algébriques шестимерного de l'espace. De plus, ces propriétés expliquent l'impossibilité d'observer les quarks libres.

«l'Émergence de l'espace-temps peut être associée à des changements dans l'organisation de la matière, qui se déroule à l'échelle de quarks et des hadrons, le plus primaire de six dimensions phase de l'espace. Cependant, ce n'est pas clair, quoi faire avec cette image. A chaque étape, il faudra sortir au-delà de ce que nous savons. Et nous ne savons même pas les règles du jeu, à qui la Nature joue avec nous, nous avons tout de même obligé de les deviner. Toutefois, il semble raisonnable que toutes les conceptions commencent avec la matière, parce qu'elle est physiquement et expérimentalement accessible. Dans cette approche, l'espace-temps ne sera que de notre идеализацией les relations entre les éléments de la matière», résume le professeur Зенчиковский.

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