Forfatteren er helt enig i bemerkningen fra V. Aleksandrov og mener at han veldig riktig trakk oppmerksomhet til et aspekt av et av de grunnleggende spørsmålene i moderne teoretisk fysikk. Imidlertid tillater ikke lovene om vitenskapelig popularisering å beskrive moderne teorier om rom-tid nøyaktig og strengt. Dette bekreftes av arbeidet til slike fremragende forskere som Hawking, Kaku, Green, Vilsnkin.
Hvis vi ignorerer oppfinnsomheten om at det flerdimensjonale fysiske rommet viser seg å bli økt med antall skolekartesiske koordinater, som ofte finnes i litteraturen, vil vi trenge en hel historie om hvor tilleggsdimensjonene kom fra og hvordan de brukes i moderne fysikk.
Mysteriet om Einsteins vilje
Det er en legende som kort tid før han dro til en annen verden med ordene: "Vel, nå skal jeg finne ut hvordan det hele fungerer", klarte den store fysikeren Albert Einstein å kombinere alle kjente fysiske felt i en formel. Geniet skrev ned sine beregninger i en enkel skolebokbok, som han hadde tittelen "Unified Field Theory". Den geniale skaperen av den nye fysikken tenkte mye på den videre skjebnen til hans epokegjørende oppdagelse, og til slutt bestemte han seg for at menneskeheten ennå ikke var klar til å kontrollere romtid og reise til andre dimensjoner …
Ryktene om "Einsteins testament" spredte seg rett etter hans død, og kildene til disse er fremdeles uklare. Kanskje skyldes dette de uferdige verkene til forskeren, der det er rare hull og underdrivelse. Samtidig er de fleste av biografene hans sikre på at hvis "Einsteins testamente" fantes, så, sannsynligvis, ble det brent og spredt sammen med asken hans over vidder i Atlanterhavet i henhold til den siste viljen til geni.
Einsteins fantastiske verden er basert på relativitetsteorien hans, som knytter tyngdekraften til selve romtidens geometri. Dette kan tenkes som en elastisk overflate der alle kropper danner forskjellige formede trakter. For eksempel vil alle kroppene i solsystemet rulle ned i det romlige hulrommet til stjernen vår, og jordstrakten vil inneholde månen, kunstige satellitter, alle objekter på overflaten og selvfølgelig deg og meg.
En enorm suksess for Einsteins teori kom etter de astronomiske funnene av avbøyning av lysstråler fra fjerne stjerner i nærheten av solen. Mye senere registrerte astronomer også fantastiske kosmiske gravitasjonslinser. Så den spennende gåten fra flere bilder av veldig fjerne kvasi-stjernede objekter - kvasarer - ble løst. Nærmere galakser forvrenger bildet sitt med sine "rom-tid-krusninger", noe som forårsaker utseendet til så bisarre figurer som det berømte "Einsteins kors".
Salgsfremmende video:
Men underverkene i Einsteins verden er heller ikke begrenset til dette. Relativitetsteorien forklarer hvordan man kommer inn i andre dimensjoner!
For å gjøre dette, må du dykke ned i de bunnløse hullene i rommet i nærheten av de berømte sorte hullene. Og selv om forskere fremdeles krangler om hva som er inne i slike "gravitasjonskollaps", der materien ser ut til å falle "i seg selv", spådde Einstein selv sammen med sin kollega Nathan Rosen trygt at det var der den virkelige veien til andre dimensjoner var skjult … De klarte å bygge en slags matematiske overganger mellom "punktering" av rom-tid. "Einstein-Rosen Bridges" kan forbinde veldig fjerne deler av det synlige universet i Metagalaxy, selv om mange detaljer ikke er tydelige her.
I dag er fysikere ikke lenger overrasket over nye modeller av "ormehull" og "ormehull" som ifølge Einsteins tyngdekraft fører inn i det ukjente fra kjernen av svarte hull. På den annen side utvikler relativitetsteorien seg hele tiden. Kanskje snart vil teoretikere være i stand til å kombinere elektromagnetisme med tyngdekraft, noe som gjør den store drømmen til den store forskeren til virkelighet. På denne veien er mange forhåpninger assosiert med den videre utviklingen av Einsteins teori om overgravitet, som forener den makeløse mikro- og makrokosmos.
Grovt sett er essensen av supergravitet tilstedeværelsen av ekstra dimensjoner i 11-dimensjonal romtid. Her åpnes grenseløst omfang for fysiske og matematiske fantasier. Tross alt, som allerede nevnt, er det teoretisk mulig å finne både verdens-partikler og hele universer, "pakket" i andre dimensjoner.
Forfatteren representerer forargelsen til mange av kollegene som leser de siste linjene. Til vår dypeste beklagelse er det på ingen måte mulig å fortelle mer eller mindre strengt om romtidens nye teorier i en artikkel. Tross alt er det matematiske apparatet i gruppeteori ekstremt vanskelig å popularisere.
Imidlertid er det ikke nødvendig å miste håpet: relativitetsteorien ble også en gang betraktet som den vanskeligste matematiske konstruksjonen, men i dag studeres den med hell på skolen.
Mysteriet med skjulte dimensjoner
Ved å bygge moderne teorier om andre rom og dimensjoner møtte fysikere og teoretikere en gang et veldig merkelig resultat, publisert tilbake på begynnelsen av 1920-tallet. fra forrige århundre, professor i Koenigsberg ved University of Theodor Kaluza.
Denne polsk-tyske fysikeren satte fra starten pris på det dype potensialet som ligger i relativitetsteorien, og basert på den skapte han en rekke originale geometriske konstruksjoner for forskjellige fysiske nuller. I neste trinn bestemte han seg modig for å kombinere tyngdekraften og elektromagnetismens geometri. Til syvende og sist kunne Kaluza uventet få en uvanlig buet femdimensjonal romtid, inkludert både gravitasjon og Maxwells elektromagnetiske felt.
I lang tid så samtidige på Kaluzas konstruksjoner som bare et matematisk puslespill som ikke hadde noen analog i den fysiske verden. I 1926 overtok den svenske fysikeren og matematikeren Oskar Klein utviklingen av Kaluzas teori, hvoretter den ble kjent som Kaluza-Klein-teorien.
Dette halvt glemte verket på en gang veldig interessert Einstein, og presset ham til årsaken til hele hans påfølgende liv - søket etter den enhetlige feltteorien. Til sin dype beklagelse kunne han ikke gå videre denne veien, fordi han ikke kunne passe eksistensen av elementære partikler i konstruksjonene. Et halvt århundre gikk til Kaluzas ideer interesserte de moderne skaperne av teorien om alt (som fysikere kaller en samlet teori om alle kjente partikler og krefter). Det var her ideen om et ekte flerdimensjonalt rom oppstod, der geometri forbinder alle eksisterende fysiske felt.
Naturligvis oppstår et åpenbart spørsmål umiddelbart: hvordan manifesterer seg flere romlige dimensjoner i den omliggende verden? Svaret er ett begrep - komprimering. Dette betyr at hver "ekstra" dimensjon utover de tre kjente blir krøllet sammen som en fjær i en supermikroskopisk skala. Her oppstår et slående "landskap" av jetteorien, der de minste materielle objektene ikke ser ut som vanlige punkter, men utvidede strukturer. Vibrerende som vanlige strenger genererer de spekteret av alle kjente elementære partikler.
Slik kommer de mest "vanlige" flerdimensjonale dimensjonene inn i vår verden, så elsket ikke bare av teoretiske fysikere, men også av science fiction-forfattere. Kan du se dem på en eller annen måte? Eller i det minste indirekte føle tilstedeværelsen av disse dybder av mikrokosmos?
Beregninger viser at dette krever helt utenkelige energier, og en partikkelakselerator for å studere dette problemet vil okkupere hele solsystemet. Forskere mister imidlertid ikke hjertet og leter etter nye måter til flerdimensjonalt rom. Det kan være noen ennå ikke kjente romfenomener, og nye effekter på den neste generasjonen av LHC …
Metaverse grener
Teoretiske konstruksjoner av flerdimensjonale verdener ble vanlig i kretsen av matematikere tilbake på 1920-tallet. det forrige århundre, men fysikere fra første stund behandlet dem med stor fordommer. Det er tross alt nok å legge til en ekstra dimensjon, og planetene vil begynne å bryte av fra banene deres, og saken vil bli ustabil og smuldre opp i separate atomer. Alt dette er bemerkelsesverdig beskrevet i boken til den fremtredende vitenskapelige historikeren og popularisereren G. E. Gorelik, som kalles "Hvorfor er verdensrommet tredimensjonalt?" Mange strålende kunst-populære illustrasjoner fra verden av mange dimensjoner kan finnes i verkene til matematikeren M. Gardner. Disse bøkene analyserer ikke bare dypt vitenskapelig dimensjonen til vår verden, men vurderer også alternative alternativer der det ikke ville være noe sted for bare en person, og for proteinlivet generelt.
Men mye oftere er det verker der flerdimensjonale verdener praktisk talt ikke skiller seg fra vårt firedimensjonale univers, bare de inneholder et større antall koordinater. I denne forbindelse bemerket den enestående amerikanske fysikeren, nobelprisvinner Steven Weinberg, en gang at dette likner stillingen til ufologer, som er overveldende sikre på at vi i kontakt med romvesener absolutt vil møte, om ikke grønne menn fra flygende plater, så absolutt med noe noe som ligner på biller eller blekkspruter.
Et annet langvarig problem, vurdert siden eldgamle tider, henger sammen med dimensjonaliteten til vårt univers: hva er minimumspartikler som rom og tid består av? De minste cellene i romtid kan finnes i både kvanteovergravitetsteorier og superstrerende modeller. Alle er plassert i rommet til en annen dimensjon, noe som minner om et stykke tøy vevd fra strengfibre. Samtidig bestemmer teoretikere forsiktig på forhånd at disse ekstremt små gjenstandene er grunnleggende ikke observerbare og bare på en eller annen måte kan manifestere seg ved ultrahøye energier.
Ledende superstringsteoretiker Juan Maldaseia bemerket nylig aforistisk at moderne fysikere lever i påvente av et mirakel, når et eller annet uventet eksperiment eller kosmisk observasjon bekrefter at skjelettet til universet inneholder flere bein med usynlige dimensjoner.
I dette tilfellet skal vi bare være tålmodige …
Mysterier om rom-tid
Det skal bemerkes at journalister og forfattere lenge har lagt merke til forvirringen som hersker i fysikernes teorier. Så den utbredte oppfatningen i det litterære pseudovitenskapelige miljøet er at tenkelige mirakler og transformasjoner er fremmedarbeidere fra andre dimensjoner. Moderne tryllekunstnere og synske går enda lenger. De som seriøst tror at deres paranormale triks blir forklart av rommet til en annen virkelighet. Det er helt naturlig at det mest "fasjonable" teoretiske konseptet for det mangfoldige universet - Multiverse er nært beslektet med flerdimensjonale versjoner av generalisering av superstringer i lignende. "M-teori".
M-teori inneholder mange alternativer for andre dimensjoner. Det er basert på "vridde" dimensjoner, som er "ekstradimensjonale rester" fra fødselen av vårt univers i den uhyrlige katastrofen fra Big Boil. I slike vitenskapelige spekulasjoner (så teoretisering uten en tilstrekkelig eksperimentell base kalles ganske riktig), selv før "begynnelsen av alt" i protospace av andre dimensjoner, skjedde det visse prosesser som førte til begynnelsen av universets historie.
Vi må imidlertid innrømme at verken elementære fysikere, splittende partikler helt i bunnen av materien, eller astrofysikere som har nådd de ekstreme grensene for Metagalaxy, aldri har registrert noen mirakler som indikerer tilstedeværelsen av et "andre-dimensjonalt" underområde i vår virkelighet …
Imidlertid er selve fraværet av tilleggsdimensjoner veldig viktig. Tross alt lar dette oss forstå hvorfor vår verden utvikler seg på denne måten, som igjen kan gi en nøkkel til nye grunnleggende lover for universets utvikling.
