O maior mistério do Universo: do que consiste o espaço-tempo?

"Do que é feito o espaço-tempo?", pergunta: o físico Aaron Wall da universidade de Stanford instituto de física teórica. Durante os últimos não física diferente tentam compreender o enigma do espaço-tempo, considerá-lo não apenas como um pano de fundo para o desenrolar da história do Universo, mas sim como um fluxo de informação quântica, перетекающей de um ponto a outro. Wall e seus colegas mais certificam-se de que essa representação do espaço-tempo pode ser a chave para o desenvolvimento de uma teoria que pode explicar a gravidade utilizando os princípios da mecânica quântica. Sobre a física sonho desde os tempos de Albert Einstein.

Pedro Зенчиковский do Instituto de física nuclear da academia Polonesa de ciências, define a mesma pergunta, o que e Wall. Se o espaço-tempo absoluto, imutável, eterna e sempre presente é a arena em que se desenrolam os acontecimentos? Ou, talvez, é a dinâmica de criação, surge, como se estivesse em uma escala de distâncias, tempo ou energia? A menção de que o absoluto não é bem-vinda da física moderna. Acredita-se que o espaço-tempo emergente, ou seja, ocorre em algum lugar. Claro, somente, a partir de onde.

o Que é o espaço-tempo?

A Maioria dos físicos acredita que a estrutura do espaço-tempo é formado forma obscura dentro da escala de Planck, ou seja, em escala, próximo a uma trilhões de trilhões de quota do medidor. No entanto, existem algumas crenças que colocam em questão a однозначность para essa interpretação. Há muitos argumentos a favor do fato de que o surgimento de um espaço-tempo pode resultar de processos, que é muito mais próximo da nossa realidade: nível de quarks e seus conglomerados.

"a Matemática é a relação com o mundo real — o outro", diz Зенчиковский. "Por exemplo, o valor da massa de Planck, parece suspeito. Seria de esperar que ela será o valor mais típico para o mundo quanta. Entretanto, ele corresponde a cerca de 1/10 da massa de pulgas, o que certamente é um clássico do objeto".

A Maioria dos físicos tendem a assumir que o espaço-tempo é criado no планковских escala, em distâncias próximas a uma trilhões trilhões de quota de metros (~10^-35 m). Em seu artigo no Foundations of Science Зенчиковский organiza o monitoramento de vários autores sobre a formação do espaço-tempo e afirma que a hipótese sobre a sua formação na escala de quarks e hádrons (ou кварковых unidades) é bastante razoável para um número de razões.

Questões sobre a natureza do espaço e do tempo confundiram a humanidade desde os tempos antigos. Se o tempo de ser separado da matéria, criando um "recipiente" para os movimentos e eventos que ocorrem com a participação de partículas, como é imaginava Demócrito no século 5 antes de н. э.? Ou, pode ser, tudo isso atributos da matéria e não podem, sem ela existir, como sugeriu Aristóteles, um século mais tarde?

Apesar do fato de que foi o de mil anos, desde então, essas questões ainda não resolvidas. Para além disso, ambas as abordagens — apesar da sua óbvia diferença — a profundamente enraizado na pilares da física moderna. Na mecânica quântica eventos ocorrem em um arena uniformemente com o tempo.

Entretanto, na teoria geral da relatividade de matéria deforma o elástico de espaço-tempo (estica e torce-lo), mas o espaço-tempo relata partículas, como se mover. Em outras palavras, em uma das teorias, os atores saem já preparado o palco para desempenhar as suas funções, e no outro eles criam a cena durante a apresentação, o que, por sua vez, influencia o seu comportamento.

No ano de 1899 físico alemão Max Planck notei que, em determinadas combinações de algumas constantes na natureza, você pode obter a mais básica unidade de medida. Apenas três permanente — a velocidade da luz c, a constante gravitacional G e a constante de Planck, h — e nós começamos a unidade de distância, de tempo e de massa iguais (respectivamente) 1,62 x 10^-35 m, 5,39 x 10^-44 e 2,18 x 10^-5 г. a Base das modernas crenças, o espaço-tempo deve nascer em планковской comprimento. Mas não há significativas argumentos em favor de uma racionalidade esta hipótese.

Como nossos mais complexas experiências e teórico de descrição atingem a escala de quarks no nível 10^-18 м. de Onde devemos saber que o caminho para a планковской comprimento, ao longo de uma dúzia de série e ainda menores ordens de grandeza de espaço-tempo, recupere a sua estrutura? Nós ainda não sabemos, racionalmente, saber se o conceito de espaço-tempo no nível de hádrons! A separação não pode ser feita indefinidamente, porque, em determinada altura, a pergunta seguinte parcela menor, simplesmente, deixa de ter sentido. Um excelente exemplo é a temperatura. Este conceito está bem, serve como макромасштабах, mas por uma série de делениях matéria, nós alcançamos a escala de partículas individuais e o conceito de temperatura perde o sentido.

"estamos atualmente primeiramente nos esforçamos para construir квантованное discreta de espaço-tempo e, em seguida, "povoar" a sua discreta matéria. Mas se o espaço-tempo é o produto quarks e dos hádrons, a dependência será feedback: discreta de propriedade da matéria deve reforçar a legibilidade do espaço-tempo", diz Зенчиковский e acrescenta: "a Prancha contou com a matemática. Ele queria criar uma unidade a partir de mínimos possíveis permanentes. Mas a matemática é uma coisa, mas uma relação com o mundo real é diferente. O valor планковской massa parece suspeito. Seria de esperar que ela vaimais apta a característica para o mundo quanta. Mas ela corresponde a cerca de 1/10 da massa de pulgas, o que certamente é um clássico do objeto".

Já que estamos a descrever o mundo físico, temos de confiar na física, e não em argumentos matemáticos. E assim, quando usamos a equação de Einstein, nós descreve o Universo em grande escala e ocorre a necessidade de introduzir adicional gravitacional constante, conhecida como космологическая constante "lambda". Se, quando você cria fundamentais de unidades, expandir o nosso primordial de um conjunto de três permanente lambda, no caso, com o peso teremos não um, mas três valores fundamentais: 1,39 x 10^-65 g, 2,14 x 10⁵⁶ g e 0,35 x 10^-24 г. a Primeira pode ser interpretado como o intervalo de massa, o segundo nível da massa do Universo observável, e a terceira lembra a massa dos hádrons (por exemplo, a massa do nêutron é igual a 1,67 x 10^-24. É exatamente a mesma, tendo em atenção o lambda, aparece a unidade de medida 6,37 x 10^-15 m, muito próxima ao tamanho de hádrons.

"Jogos com as constantes podem ser arriscado, porque depende muito de quais são os constantes nós escolhemos. Por exemplo, se o espaço-tempo, realmente, era o produto de quarks e dos hádrons, suas propriedades, incluindo a velocidade da luz, também deve ser эмерджентными. E isso significaria que a velocidade da luz não pode estar entre as principais constantes", observa o Зенчиковский.

Um Outro fator a favor da educação de espaço-tempo na escala de quarks e dos hádrons são propriedades próprias partículas. O modelo padrão, por exemplo, não explica por que há três gerações de partículas, de onde vêm a sua massa ou por que existem os chamados internos números quânticos, que incluem изоспин, гиперзаряд e cor. Na foto, apresentado pelo professor Зенчиковским, estes valores podem estar relacionados com um determinado às frequências da sexta o espaço, criado a posição de partículas e de seus impulsos. Construído portanto, o espaço é igualmente respeita a posição da partícula (matéria) e de seu movimento (processos). Descobre-se que as propriedades de massas ou internos, os números podem ser o resultado de uma algébricas, propriedades шестимерного espaço. Além disso, essas propriedades também explicam a incapacidade de observar quarks livres.

"o surgimento do espaço-tempo pode ser relacionado a mudanças na organização da matéria, ocorrendo em uma escala de quarks e dos hádrons, o mais primário de шестимерном fase de espaço. No entanto, não entendo muito bem o que fazer com esta pintura. Cada passo vai exigir a saída além do que nós sabemos. E nós ainda não sabemos as regras do jogo, de modo que a Natureza joga com a gente, ainda tem de o adivinhar. No entanto, parece razoável que todos os projetos começam com a matéria, porque ela é fisicamente e experimentalmente acessível. Nesta abordagem, o espaço-tempo é apenas a nossa идеализацией de relações entre os elementos da matéria", resume o professor Зенчиковский.

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