Inne Pomiary - Alternatywny Widok

Spisu treści:

Inne Pomiary - Alternatywny Widok
Inne Pomiary - Alternatywny Widok

Wideo: Inne Pomiary - Alternatywny Widok

Wideo: Inne Pomiary - Alternatywny Widok
Wideo: ☢ 𝔽𝕀ℤ𝕐𝕂𝔸 𝕆𝔻 ℙ𝕆𝔻𝕊𝕋𝔸𝕎: Czym jest pomiar i błąd pomiaru? 2024, Marzec
Anonim

Autor w pełni zgadza się z uwagą W. Aleksandrowa i uważa, że bardzo trafnie zwrócił uwagę na jakiś aspekt jednego z fundamentalnych pytań współczesnej fizyki teoretycznej. Jednak prawa popularyzacji naukowej nie zawsze pozwalają dokładnie i rygorystycznie opisać współczesne teorie czasoprzestrzeni. Potwierdzają to prace tak wybitnych naukowców jak Hawking, Kaku, Green, Vilsnkin.

Dlatego jeśli zignorujemy pomysłowość polegającą na tym, że wielowymiarowa przestrzeń fizyczna okazuje się powiększona o liczbę szkolnych współrzędnych kartezjańskich, jak to często można znaleźć w literaturze, wówczas potrzebujemy całej historii o tym, „skąd się wzięły” dodatkowe wymiary i jak są one wykorzystywane we współczesnej fizyce.

Tajemnica woli Einsteina

Istnieje legenda, że na krótko przed wyjazdem do innego świata ze słowami: „Cóż, teraz dowiem się, jak to wszystko działa”, wielki fizyk Albert Einstein zdołał połączyć wszystkie znane pola fizyczne w jedną formułę. Geniusz zapisał swoje obliczenia w prostym szkolnym zeszycie, który zatytułował „Zunifikowana teoria pola”. Pomysłowy twórca nowej fizyki dużo myślał o dalszych losach swojego epokowego odkrycia i ostatecznie zdecydował, że ludzkość nie jest jeszcze gotowa do kontrolowania czasoprzestrzeni i podróży do innych wymiarów …

Plotki o „Testamencie Einsteina” rozeszły się zaraz po jego śmierci, a ich źródła są nadal niejasne. Być może wynika to z niedokończonych prac naukowca, w których występują dziwne luki i niedopowiedzenia. Jednocześnie większość jego biografów jest przekonana, że skoro „Testament Einsteina” istniał, to najprawdopodobniej został spalony i rozrzucony wraz z jego prochami po przestrzeniach Atlantyku zgodnie z ostatnią wolą geniusza.

Niesamowity świat Einsteina oparty jest na jego teorii względności, która łączy grawitację z geometrią samej czasoprzestrzeni. Można to traktować jako elastyczną powierzchnię, w której wszystkie ciała tworzą lejki o różnych kształtach. Na przykład wszystkie ciała Układu Słonecznego stoczą się do przestrzennej wnęki naszej gwiazdy, a ziemski lejek będzie zawierał księżyc, sztuczne satelity, wszystkie obiekty na powierzchni i oczywiście ciebie i mnie.

Ogromny sukces teorii Einsteina nastąpił po astronomicznych odkryciach odchylania promieni świetlnych od odległych gwiazd w pobliżu Słońca. Znacznie później astronomowie zarejestrowali również niesamowite kosmiczne soczewki grawitacyjne. W ten sposób rozwiązana została intrygująca zagadka wielu obrazów bardzo odległych quasi-gwiezdnych obiektów - kwazarów. Bliższe galaktyki zniekształcają swój obraz swoimi „zmarszczkami czasoprzestrzeni”, powodując pojawienie się tak dziwacznych postaci jak słynny „krzyż Einsteina”.

Film promocyjny:

Ale cuda świata Einsteina również nie ograniczają się do tego. Teoria względności wyjaśnia, jak dostać się do innych wymiarów!

Aby to zrobić, musisz zanurkować w bezdenne dziury w kosmosie w pobliżu słynnych czarnych dziur. I chociaż naukowcy wciąż spierają się o to, co znajduje się w takich „kolapsach grawitacyjnych”, w których materia wydaje się „wpadać w siebie”, sam Einstein wraz ze swoim kolegą Nathanem Rosenem z przekonaniem przewidywał, że to tam ukryta została prawdziwa ścieżka do innych wymiarów … Udało im się zbudować rodzaj matematycznych przejść między punktami „przebicia” czasoprzestrzeni. „Mosty Einsteina-Rosena” mogą łączyć bardzo odległe części widzialnego wszechświata Metagalaktyki, chociaż wiele szczegółów nie jest tutaj jasnych.

Dzisiaj fizycy nie są już zaskoczeni nowymi modelami „tuneli czasoprzestrzennych” i „tuneli czasoprzestrzennych”, prowadzących, zgodnie z teorią grawitacji Einsteina, w nieznane z jądra czarnych dziur. Z drugiej strony sama teoria względności stale się rozwija. Być może wkrótce teoretycy będą mogli połączyć elektromagnetyzm z grawitacją, spełniając główne marzenie wielkiego naukowca. Na tej drodze wiele nadziei wiąże się z dalszym rozwojem teorii supergrawitacji Einsteina, która łączy niezrównane mikro- i makrokosmos.

Z grubsza mówiąc, istotą supergrawitacji jest obecność dodatkowych wymiarów w 11-wymiarowej czasoprzestrzeni. Tutaj nieograniczone możliwości otwierają się na fizyczne i matematyczne fantazje. Wszakże, jak już wspomniano, teoretycznie można znaleźć zarówno cząstki-światy, jak i całe wszechświaty „upakowane” w innych wymiarach.

Autor w pełni reprezentuje oburzenie wielu swoich kolegów, którzy przeczytali ostatnie wersety. Ku naszemu najgłębszemu ubolewaniu, w jednym artykule nie sposób mniej lub bardziej ściśle opowiedzieć o nowych teoriach czasoprzestrzeni. W końcu aparat matematyczny teorii grup jest niezwykle trudny do spopularyzowania.

Nie ma jednak co tracić nadziei: teoria względności była kiedyś uważana za najtrudniejszą konstrukcję matematyczną, ale dziś jest z powodzeniem studiowana w szkole.

Tajemnica ukrytych wymiarów

Tworząc nowoczesne teorie innych przestrzeni i wymiarów, fizycy-teoretycy spotkali się kiedyś z bardzo dziwnym rezultatem, opublikowanym na początku lat dwudziestych XX wieku. ubiegłego wieku profesor Królewca na Uniwersytecie Theodora Kaluzy.

Ten polsko-niemiecki fizyk od samego początku docenił głęboki potencjał tkwiący w teorii względności i na jego podstawie stworzył szereg oryginalnych konstrukcji geometrycznych dla różnych zer fizycznych. W kolejnym kroku odważnie zdecydował się połączyć geometrię grawitacji i elektromagnetyzmu. Ostatecznie Kaluza był w stanie nieoczekiwanie uzyskać niezwykle zakrzywioną pięciowymiarową czasoprzestrzeń, obejmującą zarówno grawitację, jak i pole elektromagnetyczne Maxwella.

Przez długi czas współcześni uważali konstrukcje Kaluzy tylko za matematyczną zagadkę, która nie miała odpowiednika w świecie fizycznym. W 1926 roku szwedzki fizyk i matematyk Oskar Klein przejął prace nad teorią Kaluzy, która stała się znana jako teoria Kaluzy-Kleina.

Ta na wpół zapomniana praca swego czasu bardzo zainteresowała Einsteina, popychając go do przyczyny całego jego późniejszego życia - poszukiwań Jednolitej Teorii Pola. Ku swemu głębokiemu żalowi nie mógł iść tą drogą, ponieważ nie mógł dopasować istnienia cząstek elementarnych do swoich konstrukcji. Minęło pół wieku, zanim idee Kaluzy zainteresowały współczesnych twórców teorii wszystkiego (jak fizycy nazywają zunifikowaną teorię wszystkich znanych cząstek i sił). To tutaj narodziła się idea prawdziwej wielowymiarowej przestrzeni, w której geometria łączy wszystkie istniejące pola fizyczne.

Naturalnie od razu pojawia się oczywiste pytanie: w jaki sposób dodatkowe wymiary przestrzenne manifestują się w otaczającym świecie? Odpowiedź brzmi: jeden termin - zagęszczanie. Oznacza to, że każdy „dodatkowy” wymiar poza trzema znanymi wymiarami jest zwinięty jak sprężyna w skali supermikroskopowej. Powstaje tu uderzający „krajobraz” teorii dżetu, w którym najmniejsze materialne obiekty nie wyglądają jak zwykłe punkty, ale są to rozbudowane struktury. Wibrując jak zwykłe struny, generują widmo wszystkich znanych cząstek elementarnych.

W ten sposób do naszego świata wkraczają najbardziej „zwyczajne” wielowymiarowe wymiary, tak ukochane nie tylko przez fizyków teoretycznych, ale także przez pisarzy science fiction. Czy potrafisz je jakoś zobaczyć? A może przynajmniej pośrednio poczuć obecność tych głębin mikrokosmosu?

Obliczenia pokazują, że wymaga to całkowicie niewyobrażalnych energii, a akcelerator cząstek do zbadania tego problemu zajmie cały Układ Słoneczny. Jednak naukowcy nie tracą odwagi i szukają nowych sposobów na wielowymiarową przestrzeń. Mogą to być nieznane jeszcze zjawiska kosmiczne i nowe skutki dla kolejnej generacji LHC …

Gałęzie Metaverse

Teoretyczne konstrukcje wielowymiarowych światów stały się powszechne w kręgu matematyków już w latach dwudziestych XX wieku. minionego wieku, ale fizycy od samego początku traktowali ich z wielkim uprzedzeniem. W końcu wystarczy dodać jeden dodatkowy wymiar, a planety zaczną odrywać się od swoich orbit, a materia stanie się niestabilna, rozpadając się na oddzielne atomy. Wszystko to zostało wspaniale opisane w książce wybitnego historyka nauki i popularyzatora G. E. Gorelik, który nosi tytuł „Dlaczego przestrzeń jest trójwymiarowa?” W pracach matematyka M. Gardnera można znaleźć wiele znakomitych, popularnych w sztuce ilustracji ze świata wielowymiarowego. Te książki nie tylko dogłębnie analizują wymiar naszego świata, ale także rozważają alternatywne opcje, w których nie byłoby miejsca tylko dla osoby i ogólnie dla życia białkowego.

Jednak znacznie częściej zdarzają się prace, w których wielowymiarowe światy praktycznie nie różnią się od naszego czterowymiarowego Wszechświata, tylko zawierają większą liczbę współrzędnych. W związku z tym wybitny amerykański fizyk, laureat Nagrody Nobla Stephen Weinberg zauważył kiedyś, że przypomina to stanowisko ufologów, którzy są przytłaczająco pewni, że w kontakcie z kosmitami na pewno spotkamy, jeśli nie zielonych ludzi z latających płyt, to na pewno z czymś coś podobnego do chrząszczy lub ośmiornic.

Inny długotrwały problem, który był rozważany od czasów starożytnych, jest również związany z wymiarowością naszego Wszechświata: z jakich minimalnych cząstek składa się przestrzeń i czas? Najmniejsze komórki czasoprzestrzeni można znaleźć zarówno w teorii supergrawitacji kwantowej, jak iw modelach superstrun. Wszystkie znajdują się w przestrzeni innego wymiaru, przypominającej nieco kawałek materiału utkanego z włókien strunowych. W tym przypadku teoretycy ostrożnie zastrzegają z góry, że te niezwykle małe obiekty są zasadniczo nieobserwowalne i mogą się objawiać tylko w jakiś sposób przy bardzo wysokich energiach.

Czołowy teoretyk superstrun Juan Maldaseia niedawno aforystycznie zauważył, że współcześni fizycy żyją w oczekiwaniu na cud, kiedy jakiś nieoczekiwany eksperyment, a nawet obserwacja kosmiczna potwierdza, że szkielet Wszechświata zawiera dodatkowe kości o niewidocznych wymiarach.

W takim przypadku powinniśmy być tylko cierpliwi …

Tajemnice czasoprzestrzeni

Należy zauważyć, że dziennikarze i pisarze od dawna zauważyli zamieszanie panujące w teoriach fizyków. Tak więc powszechna opinia w pseudonaukowym środowisku literackim jest taka, że wszelkie możliwe cuda i przemiany są dziełem kosmitów z innych wymiarów. Współcześni magowie i medium idą jeszcze dalej. Ci, którzy poważnie wierzą, że ich paranormalne sztuczki tłumaczy się przestrzenią innej rzeczywistości. Jest całkiem naturalne, że najmodniejsza teoretyczna koncepcja wieloświata - multiwersum jest ściśle związana z wielowymiarowymi wersjami uogólniania superstrun. „M-teoria”.

M-teoria zawiera wiele opcji dla innych wymiarów. Opiera się na „pokręconych” wymiarach, które są „pozawymiarowymi pozostałościami” narodzin naszego Wszechświata w potwornym kataklizmie Wielkiego Wrzenia. W takich spekulacjach naukowych (tak słusznie nazywa się teoretyzowanie bez wystarczającej bazy eksperymentalnej), jeszcze przed „początkiem wszystkiego” w protoprzestrzeni innych wymiarów, zachodziły pewne procesy, które doprowadziły do początku historii naszego Wszechświata.

Tutaj jednak musimy przyznać, że ani fizycy elementarni, rozszczepiający cząstki na samym dnie materii, ani astrofizycy, którzy dotarli do skrajnych granic metagalaktyki, nigdy nie odnotowali żadnych cudów wskazujących na obecność „innej-wymiarowej” podprzestrzeni w naszej rzeczywistości …

Jednak bardzo ważny jest również sam brak dodatkowych wymiarów. W końcu to pozwala nam zrozumieć, dlaczego nasz Świat rozwija się w ten sposób, co z kolei może dać klucz do nowych fundamentalnych praw ewolucji Wszechświata.