Autor plne súhlasí s poznámkou V. Aleksandrova a je presvedčený, že veľmi správne upozornil na niektoré aspekty jednej zo základných otázok modernej teoretickej fyziky. Zákony vedeckej popularizácie však vždy neumožňujú presne a dôsledne opísať moderné teórie časopriestoru. Potvrdzuje to práca vynikajúcich vedcov ako Hawking, Kaku, Green, Vilsnkin.
Ak teda ignorujeme vynaliezavosť, o ktorej sa mnohorozmerný fyzický priestor zväčší o počet školských karteziánskych súradníc, ako sa často vyskytuje v literatúre, potom potrebujeme celý príbeh o tom, odkiaľ pochádzajú ďalšie dimenzie a ako sa používajú v modernej fyzike.
Tajomstvo Einsteinovej vôle
Existuje legenda, ktorá krátko pred odchodom do iného sveta so slovami: „No, teraz zistím, ako to všetko funguje,“veľkému fyzikovi Albertovi Einsteinovi sa podarilo spojiť všetky známe fyzikálne polia do jedného vzorca. Génius zapisoval svoje výpočty do jednoduchého školského poznámkového bloku, ktorý nazval „Unified Field Theory“. Dômyselný tvorca novej fyziky veľa premýšľal o ďalšom osude svojho objavu v epoche a nakoniec rozhodol, že ľudstvo ešte nie je pripravené kontrolovať časopriestor a cestovať do iných dimenzií …
Okamžite po jeho smrti sa šírili zvesti o „Einsteinovom zákone“a ich zdroje sú stále nejasné. Možno je to kvôli nedokončeným prácam vedca, v ktorých sú zvláštne medzery a podcenenia. Zároveň si väčšina jeho životopiscov je istá, že ak existuje „Einsteinov zákon“, s najväčšou pravdepodobnosťou bol spálený a rozptýlený spolu s jeho popolom na rozlohy Atlantiku podľa poslednej vôle génia.
Einsteinov úžasný svet je založený na jeho teórii relativity, ktorá spája gravitáciu s geometriou samotného časopriestoru. Možno to považovať za elastický povrch, v ktorom všetky telá vytvárajú lieviky rôzneho tvaru. Napríklad všetky telá slnečnej sústavy sa zhutnia do priestorovej dutiny našej hviezdy a zemský lievik bude obsahovať mesiac, umelé satelity, všetky objekty na povrchu a samozrejme aj vás a mňa.
Obrovský úspech Einsteinovej teórie nastal po astronomických objavoch odklonu svetelných lúčov od vzdialených hviezd pri Slnku. Oveľa neskôr astronómovia zaznamenali aj úžasné kozmické gravitačné šošovky. Tým bola vyriešená zaujímavá hádanka viacerých obrazov veľmi vzdialených kvázi-hviezdnych objektov - kvázarov. Blížiace sa galaxie skresľujú svoj obraz pomocou „vlniek vesmíru“, čo spôsobuje vzhľad takých bizarných postáv ako slávny „Einsteinov kríž“.
Propagačné video:
Ale zázraky Einsteinovho sveta sa na to neobmedzujú. Teória relativity vysvetľuje, ako sa dostať do iných dimenzií!
Ak to chcete urobiť, musíte sa ponoriť do bezodných dier vesmíru v blízkosti slávnych čiernych dier. A hoci vedci stále argumentujú tým, čo je vo vnútri týchto „gravitačných kolapsov“, kde sa zdá, že hmota padá „do seba“, sám Einstein spolu so svojim kolegom Nathanom Rosenom s istotou predpovedali, že skutočná cesta k iným dimenziám bola skrytá. … Podarilo sa im vybudovať určitý matematický prechod medzi bodmi „vpichu“časopriestoru. „Mosty Einstein-Rosen“môžu spájať veľmi vzdialené časti viditeľného vesmíru metagalaxy, aj keď tu nie je jasné veľa detailov.
Fyzici už dnes nie sú prekvapení novými modelmi „červí diery“a „červie diery“, ktoré podľa Einsteinovej teórie gravitácie vedú do neznáma z jadra čiernych dier. Na druhej strane sa samotná teória relativity neustále vyvíja. Možno budú teoretici čoskoro schopní kombinovať elektromagnetizmus s gravitáciou, čím sa splní hlavný sen veľkého vedca. Na tejto ceste je veľa nádejí spojené s ďalším rozvojom Einsteinovej teórie supergravitácie, ktorá spája neporovnateľný mikro- a makrokozmos.
Zjednodušene povedané, podstatou supergravitácie je prítomnosť ďalších rozmerov v 11-rozmernom časopriestore. Tu sa otvára neobmedzený priestor pre fyzické a matematické fantázie. Koniec koncov, ako už bolo spomenuté, teoreticky je možné nájsť svetové častice aj celé vesmíry „zabalené“do iných dimenzií.
Autor plne predstavuje rozhorčenie mnohých jeho kolegov, ktorí čítali posledné riadky. Pokiaľ ide o našu najhlbšiu ľútosť, v žiadnom prípade nie je možné povedať viac či menej prísne o nových teóriách časopriestoru v jednom článku. Koniec koncov, matematický aparát teórie skupín je nesmierne ťažké popularizovať.
Nie je však potrebné strácať nádej: teória relativity sa kedysi považovala za najťažšiu matematickú konštrukciu, dnes sa však v škole úspešne študuje.
Tajomstvo skrytých dimenzií
Fyzici-teoretici, ktorí budovali moderné teórie iných priestorov a rozmerov, sa raz stretli s veľmi zvláštnym výsledkom, ktorý bol uverejnený začiatkom 20. rokov 20. storočia. minulého storočia, profesor Koenigsberga na univerzite Theodora Kaluzu.
Tento poľsko-nemecký fyzik od samého začiatku ocenil hlboký potenciál obsiahnutý v teórii relativity a na základe toho vytvoril niekoľko pôvodných geometrických konštrukcií pre rôzne fyzické nuly. V ďalšom kroku sa odvážne rozhodol spojiť geometriu gravitácie a elektromagnetizmu. Kaluza napokon dokázal nečakane získať neobvykle zakrivenú päťdimenzionálnu časopriestor, vrátane gravitácie a Maxwellovho elektromagnetického poľa.
Súčasníci po dlhú dobu vnímali Kaluzove konštrukcie iba ako matematickú hádanku, ktorá nemala vo fyzickom svete obdobu. V roku 1926 švédsky fyzik a matematik Oskar Klein prevzal vývoj Kaluzovej teórie, po ktorej sa stala známou ako Kaluza-Kleinova teória.
Táto napoly zabudnutá práca naraz veľmi zaujímala Einsteina a tlačila ho k príčine jeho celého následného života - k hľadaniu zjednotenej teórie poľa. K svojej hlbokej ľútosti sa nemohol pohnúť touto cestou, pretože nemohol zabudovať existenciu elementárnych častíc do svojich stavieb. Uplynulo pol storočia, kým Kaluzove nápady nezaujímali moderných tvorcov Teórie všetkého (ako fyzici nazývajú zjednotenú teóriu všetkých známych častíc a síl). Tu vznikla myšlienka skutočného viacrozmerného priestoru, v ktorom geometria spája všetky existujúce fyzické polia.
Prirodzene, okamžite vyvstáva očividná otázka: ako sa prejavujú ďalšie priestorové dimenzie v okolitom svete? Odpoveď je jeden pojem - zhutnenie. To znamená, že každý „extra“rozmer nad tromi známymi rozmermi je stočený ako pružina v supermikroskopickom meradle. Vzniká tu výrazná „krajina“teórie prúdenia, kde najmenšie materiálne objekty nevyzerajú ako zvyčajné body, ale rozšírené štruktúry. Vibráciou ako bežné struny vytvárajú spektrum všetkých známych elementárnych častíc.
Takto vstupujú do nášho sveta najbežnejšie multidimenzionálne dimenzie, ktoré sú milované nielen teoretickými fyzikmi, ale aj autormi sci-fi. Vidíš ich nejako? Alebo aspoň nepriamo pociťujete prítomnosť týchto hĺbok mikrokozmu?
Výpočty ukazujú, že si to vyžaduje úplne nepredstaviteľné energie a urýchľovač častíc na skúmanie tohto problému obsadí celú slnečnú sústavu. Vedci však nestrácajú srdce a hľadajú nové spôsoby viacrozmerného priestoru. Môže ísť o niektoré zatiaľ neznáme vesmírne javy a nové účinky na ďalšiu generáciu LHC …
Metaverse vetvy
Teoretické konštrukcie multidimenzionálnych svetov sa stali bežnými v okruhu matematikov už v 20. rokoch 20. storočia. minulého storočia, ale fyzici od začiatku s nimi zaobchádzali s veľkou predsudkom. Nakoniec stačí pridať jeden ďalší rozmer a planéty sa začnú oddeľovať od svojich dráh a hmota sa stane nestabilnou a rozpadne sa na samostatné atómy. To všetko je pozoruhodne opísané v knihe prominentného vedeckého historika a popularizátora G. E. Gorelik, ktorý sa volá „Prečo je priestor trojrozmerný?“Mnoho vynikajúcich umeleckých ilustrácií zo sveta mnohých dimenzií možno nájsť v dielach matematika M. Gardnera. Tieto knihy nielen hĺbkovo vedecky analyzujú rozmer nášho sveta, ale tiež zvažujú alternatívne možnosti, v ktorých by nebolo miesto len pre človeka, a pre proteínový život všeobecne.
Oveľa častejšie však existujú diela, v ktorých sa viacrozmerné svety prakticky nelíšia od nášho štvorrozmerného vesmíru, iba obsahujú väčší počet súradníc. V tomto ohľade vynikajúci americký fyzik, laureát Nobelovej ceny Steven Weinberg, raz poznamenal, že sa to podobá pozícii ufológov, ktorí si sú úplne istí, že v kontakte s cudzincami sa určite stretneme, ak nie zelenými mužmi z lietajúcich tanierov, potom určite s niečím niečo podobné chrobákom alebo chobotniciam.
Ďalší dlhodobý problém, ktorý sa zvažuje od staroveku, súvisí aj s rozmerom nášho vesmíru: z čoho sú minimálne častice, z ktorých pozostáva priestor a čas? Najmenšie bunky časopriestoru možno nájsť v kvantových teóriách supergravitácie aj v superstringových modeloch. Všetky sú umiestnené v priestore inej dimenzie, trochu pripomínajúcej kúsok tkaniny tkanej zo strúnových vlákien. Zároveň teoretici vopred opatrne stanovia, že tieto extrémne malé objekty sú zásadne nedotknuteľné a môžu sa nejakým spôsobom prejaviť len pri ultravysokých energiách.
Vedúci teoretik superstrunu Juan Maldaseia nedávno ahoristicky poznamenal, že moderní fyzici žijú v očakávaní zázraku, keď nejaký neočakávaný experiment alebo dokonca pozorovanie vesmíru potvrdí, že kostra vesmíru obsahuje ďalšie kosti neviditeľných rozmerov.
V tomto prípade by sme mali byť trpezliví …
Tajomstvo časopriestoru
Je potrebné poznamenať, že novinári a spisovatelia si už dlho všimli zmätenosť panujúcu v teóriách fyzikov. Všeobecným názorom v literárnom pseudovedeckom prostredí je, že akékoľvek mysliteľné zázraky a premeny sú dielom cudzincov z iných dimenzií. Moderní kúzelníci a psychici idú ešte ďalej. Tí, ktorí vážne veria, že ich paranormálne triky sú vysvetlené priestorom inej reality. Je celkom prirodzené, že „najmódnejšia“teoretická koncepcia mnohonásobného vesmíru - multiverse úzko súvisí s viacrozmernými verziami zovšeobecňovania superstringov. "M-teória".
M-teória obsahuje veľa možností pre ďalšie dimenzie. Je založená na „skrútených“dimenziách, ktoré sú „extradimenzionálnymi zvyškami“zrodenia nášho vesmíru v monštruóznej kataklyzme Veľkého boil. V takýchto vedeckých špekuláciách (takže teoreticky sa nazýva teoretizácia bez dostatočnej experimentálnej základne) ešte pred „začiatkom všetkého“v protospace iných dimenzií, došlo k určitým procesom, ktoré viedli k začiatku histórie nášho vesmíru.
Tu však musíme pripustiť, že ani elementárni fyzici, štiepiace častice na samom spodku hmoty, ani astrofyzici, ktorí dosiahli extrémne hranice metagalaxy, nikdy nezaznamenali žiadne zázraky naznačujúce prítomnosť „mimorozmerného“podpriestoru v našej realite …
Veľmi dôležitá je však aj samotná absencia ďalších rozmerov. Koniec koncov, to nám umožňuje pochopiť, prečo sa náš svet vyvíja týmto spôsobom, čo môže zase dať kľúč k novým základným zákonom vývoja vesmíru.