Ұлы кейіпкерлері: неден тұрады кеңістік-уақыт?

"неден жасалған кеңістік-уақыт?", ойланады физик Арон Уолл-дан Стэнфордского институтының теориялық физика. Соңғы жоқ физиканың әртүрлі тырысады ұғыну жұмбақ кеңістік-уақыт қарастыра отырып, оның ретінде емес, бос фон, онда өрістеп тарихы Ғаламның, ал керісінше ретінде ағыны кванттық ақпарат перетекающей бір нүктеден екінші нүктеге. Уолл және оның әріптестері көп екендігіне көз жеткізу мұндай ұсыну кеңістік-уақыт болуы мүмкін кілті әзірлеу теориясының алатын түсіндіруге гравитацию қағидаттары кванттық механика. Бұл туралы физика армандайды кезінен бастап Эйнштейннің.

Петр Зенчиковский бірі ядролық физика Институтының Польша ғылым академиясының қойылады, сол мәселе және Уолл. Болып табылады кеңістік-уақыт абсолюттік, өзгермейтін, мәңгі және әрқашан присутствующей алаңы, оқиғалар өрбиді? Немесе, мүмкін, ол динамикалық құру туындайтын, қалай белгілі бір масштабта арақашықтық, уақыт немесе энергия? Дерек абсолюта емес құпталады қазіргі заманғы физика. Болып саналады, бұл кеңістік-уақыт эмерджентно, яғни қайдан туындайды",-дейді. Түсініксіз, қайдан.

Бұл кеңістік-уақыт?

Көптеген физиктер деп санайды құрылымы кеңістік-уақыт қалыптасады түсініксіз түрде шегінде ауқымын Планк, яғни, ауқымы, жақын бір триллионной жылғы триллионной үлесін метр. Бірақ кейбір наным қояды сұрақ бір мәнді осындай түсіндіру. Бар көптеген дәлелдер пайдасына фактіні пайда болуы кеңістік-уақыт нәтижесінде болуы мүмкін процестер, олар әлдеқайда жақын біздің өкіліміз жоғары деңгейде кварков және олардың болуда.

"Математика — бұл бір, қатынасы нақты әлем — басқа", - дейді Зенчиковский. "Мысалы, шамасы массасын Планк, меніңше, күдікті. Күтуге болар еді, бұл оған болады мәні неғұрлым тән әлемнің кванттардың. Сонымен қатар, ол сәйкес келеді шамамен 1/10 массасы бүргелер, ол сөзсіз болып табылады классикалық объектісі".

физиктердің Көпшілігі бейім деп болжауға кеңістік-уақыт құрылады планковских ауқымы, қашықтықтарда жақын бір триллионной триллионной үлесін метр (~10^-35 м). Мақаласында Foundations of Science Зенчиковский жүйелейді бақылау әр түрлі авторлардың касательно қалыптастыру кеңістік-уақыт және бекітеді, бұл гипотеза оның қалыптастыру ауқымында кварков және адрондардың (немесе кварковых агрегаттарды) әбден разумна бірқатар себептер бойынша.

Мәселелер табиғат туралы кеңістік және уақыт озадачивали адамзат ежелгі заманнан бері. Мүмкін осы жекелеген жылғы материяның құратын "контейнер" қозғалысы мен болып жатқан оқиғаларды қатысуымен бөлшектер ретінде қарастырған Демокрит 5 ғасырда б. э. дейін? Немесе, мүмкін, бұл барлық атрибуттар материяның мүмкін емес, онсыз өмір сүре, деп болжам жасады Аристотель столетием кейінірек?

Қарамастан, өтті, міне, мың жылдан бері, бұл мәселелер әлі күнге дейін шешілмеген. Оның үстіне, екеуі де амал қарамастан, олардың айқын айырмашылық терең сіңіп кетсе де " негіздері қазіргі заманғы физика. Кванттық механикадағы оқиғалар қатты алаңда біркелкі ағымдағы уақыт.

сонымен қатар, жалпы салыстырмалық зат деформирует серпінді кеңістік-уақыт (растягивает және скручивает соң), ал кеңістік-уақыт деп хабарлайды частицам жылжыту қалай. Басқа сөздермен айтқанда, бір теориялар актерлер шығады қазірдің өзінде дайындалған сахнаға ойнауға өз рөлін, ал басқа олар жасайды сахнаға ұсынған уақытта, ол, өз кезегінде, әсер етеді және олардың мінез-құлық.

1899 жылы неміс физик Макс Планк байқаған, белгілі бір комбинациях кейбір тұрақтылар табиғаттағы алуға болады ең іргелі өлшем бірліктері. Барлығы үш тұрақты — жарық жылдамдығы c, гравитациялық тұрақты G және тұрақты Планк h — және біз бірлік аралықты, уақытты және массасы тең (сәйкесінше) 1,62 х 10^-35 м, 5,39 х 10^-44 с-2,18 х 10^-5 г негізге ала Отырып, қазіргі заманғы наным-сенім, кеңістік-уақыт рождаться " планковской ұзындығы. Бірақ ешқандай елеулі дәлелдер пайдасына ұтымдылығын осы гипотезаны.

біздің ең күрделі эксперименттер, сондай-ақ теориялық сипаттау жетеді ауқымдағы кварков деңгейінде 10^-18 м. Қайдан бізге білу жолында планковской ұзындығы бойы дюжины жүйелі және ретті аз шамалар — кеңістік-уақыт өзінің құрылымы? Біз тіпті білмеймін, тиімді ме ұғымы кеңістік-уақыт деңгейінде адрондардың! Бөлу жоқ жүргізілуі мүмкін шексіз, өйткені белгілі бір кезеңінде сұрақ мынадай аз бөлігінде ғана тоқтатады мағынасы. Тамаша мысал болады температура. Бұл тұжырымдама жақсы қызмет атқарады макромасштабах, бірақ дәйекті делениях материяның біз жетеміз ауқымдағы жекелеген бөлшектер мен түсінігі температурасын жоғалтады мәні.

"қазіргі уақытта біз әуелі тырысамыз салу квантованное дискретті кеңістік-уақыт, содан кейін "населить" оның дискретті матамен орауға. Бірақ, егер кеңістік-уақыт болады өнімі кварков және адрондардың, тәуелділік болады кері: дискретті материяның қасиеті болуы тиіс күшейту қайтпайды кеңістік-уақыт", дейді Зенчиковский және қосады: "Планк бюджеттің қаржысын математика. Ол жасау келді санаулы дәріске ықтимал тұрақты. Бірақ математика " бірі қарым-қатынасы нақты әлеммен басқа. Мәні планковской массасын, меніңше, күдікті. Күтуге болар еді, бұл оған боладынеғұрлым лайықты сипаттамасы үшін әлемнің кванттардың. Бірақ ол сәйкес келеді шамамен 1/10 массасы бүргелер, ол сөзсіз болып табылады классикалық объектісі".

Өйткені біз сипаттау физикалық әлем, біз сүйенетін физикалық, математикалық аргументтер. Сондықтан, біз пайдаланамыз, Эйнштейн теңдеуі, біз сипаттайды Ғаламды үлкен ауқымда және қажеттілігі енгізуге қосымша гравитационную тұрақты ретінде белгілі космологическая тұрақты "лямбда". Егер, құру кезінде іргелі бірлік кеңейту, біздің нақты түпкі жинағы үш тұрақты лямбдой жағдайда, массасы, біз аламыз бір емес, үш іргелі мәндері: 1,39 х 10^-65 г, 2,14 х 10⁵⁶ г және 0,35 х 10^-24 г. Бірінші түсіндіруге болады ретінде квант массасын, екінші — деңгей массасы бақыланатын Ғалам, ал үшінші ескертеді массасын адрондардың (мысалы, массасы нейтронның тең 1,67 х 10^-24. Дәл солай, назарға ала отырып, лямбду, пайда өлшем бірлігі 6,37 х 10^-15 м, өте жақын мөлшеріне адрондардың.

"Ойындар тұрақты болуы мүмкін рискованными, өйткені тағы қандай байланысты тұрақтылар біз таңдаймыз. Мысалы, егер кеңістік-уақыт, шын мәнінде болып табылады өнім кварков және адрондардың, онда оның қасиеттері қоса алғанда, жарық жылдамдығы, сондай-ақ болуы тиіс эмерджентными. Ал бұл білдірген еді, бұл жарық жылдамдығы мүмкін емес негізгі тұрақтылар", деп атап өтті Зенчиковский.

Басқа фактор пайдасына білім беру кеңістік-уақыт масштабында кварков және адрондардың болып табылады қасиеттері өздерінің элементар бөлшектер. Стандартты моделі, мысалы, түсіндіреді, неге бар үш буынды бөлшектерден, қайдан алынады, олардың массасы немесе неге бар деп аталатын ішкі кванттық сандар, олар мыналарды қамтиды изоспин, гиперзаряд және түсі. Суреттегі ұсынылған профессор Зенчиковским, бұл мәндер байланысты болуы мүмкін белгілі бір шестимерным кеңістігі құрылған ережеге сәйкес жүзеге асырады бөлшектер және олардың импульстармен. Салынған осылайша, кеңістік бірдей құрметтейді ереже бөлшектер (материя) және олардың қозғалыс (процестер). Анықталса, қасиеттері масс немесе ішкі кванттық санының мүмкін салдары алгебралық қасиеттерін шестимерного кеңістік. Сонымен қатар, бұл қасиеттер, сондай-ақ түсіндіреді мүмкін еместігін байқауға бос кварки.

"Пайда болуы кеңістік-уақыт байланысты болуы мүмкін ұйымның материя, происходящей масштабында кварков және адрондардың, бастапқы шестимерном фазовом кеңістікте. Алайда, емес, түсінікті, әрі қарай не істейміз, осы картиной. Әрбір кейінгі қадам талап етеді шегінен шығуға не білеміз. Біз тіпті білмеймін, ойын ережесін, олар бойынша Табиғат ойнап бізбен, біз барлық сияқты тиесілі, олардың угадывать. Алайда ұсынылады ақылға қонымды, бұл барлық конструкциялар басталады материяның, өйткені ол болып табылады физикалық және эксперименттік қолжетімді. Бұл тәсілде кеңістік-уақыт тек біздің идеализацией арасындағы қарым-қатынастардың элементтері материяның", суммирует профессор Зенчиковский.

Келісерсіз, онымен? Айтыңызшы, біздің