Cómo la teoría de cuerdas intenta explicar la esencia misma de la estructura del universo
La teoría de cuerdas es, quizás, la teoría más extraña de la física teórica moderna, intenta resolver el enigma de la estructura del universo. Y es tan inusual que bien puede resultar no solo una hermosa invención, sino una teoría que describe con bastante precisión la esencia misma de todo el universo.
Un intento de combinar todo en una teoría.
Así, diversas versiones de la Teoría de Cuerdas se posicionan actualmente como una de las principales candidatas al título de una teoría universal integral, que de hecho explica todo lo que existe.
De hecho, esta teoría no es más que el Santo Grial de todos los físicos teóricos que, a lo largo de su vida, se dedican a la teoría de las partículas elementales, así como a la cosmología.
Entonces, en la teoría universal solo hay un par de fórmulas, que contienen toda la quintaesencia del conocimiento humano. sobre las interacciones en curso y las propiedades de las partículas fundamentales de la materia, de las cuales el nuestro y usted son Universo.
Entonces, por el momento, la teoría de cuerdas se ha combinado con el concepto de supersimetría y, por lo tanto, ha resultado la llamada teoría de supercuerdas. Y hasta ahora esto es lo máximo que los científicos-teóricos han sido dignos en el campo de combinar la teoría de las cuatro interacciones principales (fuerzas manifestadas de la naturaleza).
La teoría de supercuerdas se basa en el concepto, según el cual se explica absolutamente cualquier interacción en la naturaleza intercambio, las llamadas partículas portadoras del tipo correspondiente entre las partículas que entran en Interacción.
Para una comprensión simple, está permitido imaginar partículas en el papel de "ladrillos" del universo, y esas notorias partículas portadoras son el "cemento" que une los "ladrillos".
Entonces, si recurrimos al modelo estándar, entonces, en él, el papel de "ladrillos" se asigna a los quarks, y el papel de "cemento" lo desempeñan los bosones gauge, que los quarks intercambian entre sí.
Pero la teoría de la supersimetría ha ido mucho más allá. Según esta teoría, los quarks y los leptones en sí están lejos de ser monolíticos, pero están hechos de mucho más masivo y aún no se ha descubierto. experimentalmente partículas, que, a su vez, están interconectadas por un "cemento" aún más fuerte de super-energético partículas-portadoras de interacciones.
Por supuesto, los sistemas informáticos modernos de la humanidad todavía son incapaces de penetrar tan profundamente en el mundo del universo, pero los científicos ya han dado un nombre a estas partículas hipotéticamente existentes. Por ejemplo, hay un seelectron (análogo supersimétrico de un electrón), un squart, etc.
Entonces, en principio, no es difícil imaginar la imagen del Universo que proponen estas teorías. En una escala del orden de 10-35 m, o al menos 20 órdenes de magnitud menos que el diámetro de un "ladrillo" como un protón, que, como saben, consta de tres quarks "pegados". Al mismo tiempo, la arquitectura de la materia en este nivel es sorprendentemente diferente del mundo al que estamos acostumbrados.
Con distancias tan insignificantes y energías igualmente enormes, la materia es una serie de ondas de campo estacionarias (como en los instrumentos musicales).
Así es como una gran cantidad de armónicos (sobretonos), además del tono principal, pueden excitarse en una cuerda de guitarra ordinaria en nuestra versión espacial.
Y cada estado del armónico corresponde a su propio estado energético.
Y de nuevo volvemos a la Teoría de la Relatividad, es decir, al Principio de la Relatividad. Según él, la energía y la masa son equivalentes y, por lo tanto, cuanto mayor es la frecuencia de la oscilación armónica de la onda, mayor es su energía y, por lo tanto, mayor es la masa de la partícula observada.
Además, según la teoría de supercuerdas, sus vibraciones se realizan en 11 dimensiones a la vez. Todos estamos acostumbrados a las cuatro dimensiones (tres espaciales y una temporal), pero en el campo de las supercuerdas todo es algo más confuso.
Los teóricos intentan evitar este "enredo" de la física e incluso, por así decirlo, no darse cuenta y resolver el dilema de las mediciones "innecesarias". de tal manera que supuestamente están "compactados" (colapsados), y por lo tanto no pueden ser observados con el estándar energías.
Pero los científicos no se detuvieron allí y "finalizaron" la teoría de las supercuerdas y crearon la teoría de las membranas multidimensionales. En general, estas son las mismas cuerdas, solo planas. Los autores de la teoría misma bromean diciendo que las membranas son tan distinguibles de las cuerdas como los fideos de los fideos.
A pesar de su aparente universalidad, esta teoría tiene varias debilidades. Entonces, hasta ahora, la teoría no se ha reducido a una forma matemática estricta, ya que simplemente no hay suficiente aparato matemático para llevarla a una correspondencia interna estricta.
Además, aún no se han eliminado las contradicciones significativas de algunos aspectos de la teoría con otros, y durante toda la existencia de la teoría, nadie de teóricos y no podía ofrecer un solo experimento donde el razonamiento teórico fuera probado en laboratorio condiciones.
Y mientras no se lleve a cabo un solo experimento científico, toda la teoría de supercuerdas y membranas será solo un hermoso juego de imaginación.
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