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超弦理論通俗的語言為傻瓜

超弦理論,以通俗的語言,是宇宙作為一組能量的振動股 - 字符串。 它們是自然的基礎。 假設描述了其他元素 - branes。 在我們的世界上所有的物質組成的字符串和branes的振動。 該理論的一個自然結果是重力的描述。 這就是為什麼科學家認為,它包含的關鍵,重力和其他互動統一。

概念開發

統一場論,超弦理論 - 純粹的數學。 像所有的物理概念,它是基於可以以某種方式來解釋的公式。

今天,沒有人知道到底是什麼將是這一理論的最終版本。 科學家有其共同要素的比較模糊的想法,但還沒有人想出了一個最終的公式將吞噬所有的超弦理論和實驗尚未能夠確認它(雖然反駁太)。 物理學家們創造了方程的簡化版本,但到目前為止,它並不完全說明我們的宇宙。

超弦理論初學者

在五個關鍵想法的假設。

  1. 超弦理論預言,我們的世界上所有的物體都是由振動能量和膜的股。
  2. 她試圖調和 廣義相對論 與量子物理學(重力)。
  3. 超弦理論將整合所有的宇宙的基本力量。
  4. 這一假說預言一個新的連接,超對稱性,兩個根本不同類型的粒子,玻色子和費米子之間。
  5. 概念描述了許多宇宙的附加,通常是不可觀察的尺寸。

字符串和branes

當理論在20世紀70年代出現了,在它的能源股被認為是一維的對象 - 字符串。 單詞“一維”表示該字符串僅具有一個尺寸,長度,而不是,例如,正方形,其具有長度和高度。

這些超弦理論分為兩種類型 - 封閉式和開放式。 開弦有沒有互相接觸的技巧,而閉弦是沒有開口端的環。 其結果是,人們發現,這些字符串,字符串稱為第一類型,暴露5基本類型的相互作用。

互動是基於連接和共享他們的技巧串的能力。 由於開弦的兩端可以走到一起,形成封閉的,不可能構建超弦理論,不包括循環字符串。

事實證明,這重要的,因為閉弦有被認為是可以描述引力物理性質。 換句話說,科學家們認識到超弦理論,而不是解釋物質顆粒可以描述他們的行為和重力。

多年後人們發現,除了字符串,理論等基本要素。 它們可以被看作是片或brane的。 字符串可以連接到他們的一側或兩側。

量子引力

現代物理學有兩個主要的科學定律:相對論(GR)和量子的一般理論。 他們代表了科學的一個完全不同的領域。 與自然和GTR最微小的粒子量子物理學的交易,作為一項規則,描述了行星,星系規模的自然和宇宙作為一個整體。 假設試圖將它們組合在一起,被稱為量子引力理論。 最有希望的,這些是現在的字符串。

封閉式線程對應於重力的行為。 特別是,它們具有屬性引力粒子對象之間傳送重力。

聯手

弦理論試圖四大勢力統一 - 電磁,強和弱核力和重力 - 為一體。 在我們的世界裡,他們表現為四個不同的現象,但弦理論家認為,在早期宇宙中,當有令人難以置信的高水平的能量,這些力量都是由字符串描述,相互交融。

超對稱

在宇宙中所有的粒子可以分為兩種類型:玻色子和費米子。 弦理論預測,它們之間的關係,被稱為超對稱性。 如果超對稱每個玻色子和費米子必須存在於每個費米子 - 玻色子。 不幸的是實驗這種粒子的存在,是沒有得到證實。

超對稱是物理方程中的元素之間的數學關係。 她在物理學的不同區域被發現及應用在1970年中期導致超對稱弦理論的重命名(或超弦理論,以通俗的語言)。

一個超對稱的優點是,它大大簡化了方程,從而消除一些變量。 如果沒有超對稱方程導致身體矛盾,如無窮大的值和虛能級。

由於科學家們沒有觀察到由超對稱預測的顆粒,它仍然是一個假設。 許多物理學家認為,這樣做的原因-需要一個顯著的能量,這與愛因斯坦的公式E = MC 2已知重量的關聯 這些粒子可以在早期宇宙中存在,但它已經冷卻下來,和宇宙大爆炸,能量傳開後,這些顆粒被轉移到低能量水平。

換句話說,琴弦振動損失的能量為高能量的粒子,這使它們的元素具有較低的振動。

研究人員希望天文觀測或實驗用粒子加速器確認理論,確定一些超對稱元件具有更高的能量。

額外的測量

弦理論等數學的後果是,它是有道理的,在全球的測量次數大於三。 目前,有兩種解釋這一點:

  1. 額外的測量(其中六)已經倒閉,或在弦理論的緊湊化,以令人難以置信的體積小,認為誰是永遠不會成功的術語。
  2. 我們被卡在3維brane的,以及其他方面超越它,並沒有提供給我們。

的理論家們研究的一個重要領域是這些附加的位置如何可以鏈接到我們自己的數學建模。 最近的研究結果預測,科學家們將很快能夠在即將到來的實驗來檢測這些額外維度(如果存在的話),因為它們可能大於此前預期。

的目的的理解

科學家研究超弦理論所謀求的目標 - “萬有理論”,即在最基本的層面介紹了所有的物理現實單個物理假設... 如果成功的話,它可能澄清有關宇宙結構的許多問題。

物質和質量的說明

一個現代研究的主要任務 - 尋找真正的粒子的解決方案。

弦理論開始作為描述粒子如強子,琴弦的各種較高振動狀態的概念。 在最現代的配方,物質,在我們的宇宙觀察到的字符串和branes具有最低能量的振動的結果。 振動產生更多的高能粒子,這是現在在我們的世界是不存在的。

這些質量 的基本粒子 是的字符串和branes如何緊湊化裹在額外維度的表現。 例如,在一個簡化的,當他們被折疊在圓環的形狀,所謂的數學家和物理學家花托串可以以兩種方式包裹這種形式:

  • 通過環面的中心短迴路;
  • 長環周圍的圓環面的整個外週。

短循環是一個光粒子,並且最 - 嚴重。 當您纏繞在環形串緊湊化測量與不同質量的新元素的形成。

超弦理論簡單和清晰,簡單,優雅的解釋質量的過渡長度。 倒塌的測量是非常困難花托,但原則上他們也工作。

甚至有可能,雖然這是很難想像帘線包裹花托在同時兩個方向上,這將導致在其他粒子具有不同的質量。 Branes也可以包裝額外維度,創造更多的機會。

空間和時間的定義

在超弦理論測量崩潰的理論,使它們在技術發展的現有水平不可觀測的許多版本。

目前尚不清楚弦理論是否可以解釋的空間,比沒有愛因斯坦時代的根本性質。 它的尺寸為背景,字符串和獨立的真正意義上的互動沒有。

我們提供了一個解釋,並沒有完全敲定,與提交的時空所有字符串交互總量的衍生物。

這種做法不符合一些物理學家已經導致了假設的批評意見。 圈量子引力與使用的空間和時間量化為起點的競爭理論。 一些人認為它最終將只有一種不同的方法都是一樣的基本假設。

引力量子化

這個假說的主要成就,如果得到證實,將是引力的量子理論。 當前描述 重力 在廣義相對論與量子物理學不一致。 最後,氣勢上小顆粒的行為的限制,同時努力探索在一個非常小規模的宇宙產生了矛盾。

部隊的統一

目前,物理學家已知的四種基本力:引力,電磁,弱和強核反應。 從弦論它意味著所有他們曾經是相同的表現。

根據這個假設,作為早期宇宙大爆炸後的冷卻,這是一個互動的今天被分成不同的操作。

高能實驗曾經讓我們找到這些力量的結合,雖然這些實驗都遠遠超出現有技術水平的發展。

五個選項

在1984年超弦革命後,發展發生了以瘋狂的速度。 作為結果,而不是一個概念變成五種,稱為I型,IIA,IIB,何,賀,每一個幾乎完全被描述我們的世界,而不是結束。

物理學中尋找真正的萬能公式,希望接觸弦理論版本,創建自給自足的5個不同的變種。 他們的一些特性反映了世界的物理現實,別人是不真實的。

M理論

在1995年的會議,物理學家愛德華·威滕提出了一個大膽的解決了五個假設。 根據最近對偶發現,他們都成了所謂的威騰中號超弦理論的單一綜合概念的特殊情況。 之一的它成為brane的具有多於一個維度中的關鍵概念(膜的縮寫),基本對象。 雖然作者沒有提供完整的版本,這是不那麼遠,超弦的M理論簡要包括以下功能:

  • 11維(10加1的空間時間維度);
  • 對偶,這導致五個理論解釋相同的物理現實;
  • branes - 串,有超過1次測量。

調查

作為結果,而不是一個有10 500決策。 對於一些物理學家這是危機的原因,但另有一些人擇原理,這說明我們在它存在的宇宙的性質。 它仍然可以預期,當理論家會找到另一種方式來瀏覽超弦理論。

有些解釋說,我們的世界是不是唯一的一個。 最激進的版本允許宇宙,其中一些包含我們自己的精確副本無限多的存在。

愛因斯坦的理論預言最小化的空間,這被稱為蟲洞或愛因斯坦 - 羅森橋的存在。 在這種情況下,兩個遠程站點關聯的短通道。 超弦理論允許不僅如此,還對平行世界的偏遠點的連接。 您可以宇宙間物理學的不同的法律甚至轉移。 然而,可能的選項,當引力的量子理論將使他們無法生存。

許多物理學家認為,全息原理,當卷空間包含了所有的信息,對應於記錄表面上的信息,將使得電力股的概念有了更深的了解。

有些人認為,超弦理論允許的時間多次測量,從而可以通過他們的旅程。

另外,在設定的框架存在於宇宙大爆炸模型的替代方案,根據該我們的宇宙是二branes之間的碰撞的結果,並通過創造和毀滅的反复循環去。

宇宙的最終命運始終佔據物理學家和弦理論的最終版本可以幫助確定物質和宇宙常數的密度。 了解這些價值觀,宇宙學家就能確定宇宙是否會縮水,直到,直到它爆炸,一切重新開始。

沒有人知道後果的 科學理論, 只要它不會被開發和測試。 愛因斯坦寫公式E = MC 2,沒想到,這將導致核武器的出現。 量子物理學的創建者不知道,這將是對激光和晶體管的基礎。 雖然現在還不知道什麼會出現這樣的純理論性的概念,歷史表明,一定會得到非同尋常。

有關這一假設的更多信息可以在書中Endryu Tsimmermana找到“超弦理論傻瓜。”

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