Курсовая работа: Єдина теорія полів і взаємодій
Загальна теорія відносності, що у теорії суперструн є
всього лише одним із взаємодій, що допускаються цією теорією, описує
гравітаційне поле як скривлений чотирьохмірний просторово-часовий континуум.
Наявність мас визначає кривизну простору, самі маси рухаються в такому просторі
по лініях мінімальної довжини - геодезичним. Гравітаційні рівняння визначають
не тільки структуру простору, але й рух матерії в ньому.
У теорії суперструн взаємодії діють у світі,
розширеному до більшого числа вимірів, наприклад, до дев'яти просторових
вимірів і одного тимчасового. Ясно, що шість просторових вимірів повинні бути
«сховані» від спостерігача. У звичайних умовах ми не повинні зауважувати
присутності додаткових вимірів. Вони є "згорнутими".
Уявимо собі бублик. У геометрії така фігура
називається тором. У тора є два радіуси. Перший — «великий», це радіус
окружності А. Другий радіус меншого розміру, це радіус окружності В. Нехай
відношення цих радіусів велике, скажемо 1060; радіус окружності А
становить 1030 див, а радіус окружності В становить 10-30
див. Тоді істоті, що володіє досить більшими розмірами, скажемо, порядку 1 м, і живучий на поверхні тора, буде здаватися, що тор одномірний. Це істота не зможе «протиснутися»
у додатковий вимір.
Так само й у світі, що описується теорією суперструн,
додаткові шість вимірів "маленькі" і "згорнуті". Три виміри
більші, свідомо більше чим 1028 див, а шість мають радіус кривизни
не більше чим 10-17 див, а скоріше 10-33 див.
У такому світі взаємодій набагато більше, ніж у
звичному нам чотирьохмірном світі. Багато хто з них можна ототожнити зі
звичними нам частками й полями.
Теорія суперструн дуже далека від завершення. Може
бути, після побудови цієї теорії фізики, нарешті, одержать теорію, що є
універсальною. Ім'я для такої теорії вже придумали: «Теорія всього на світі»;
англійська абревіатура цього вираження є TOE (Theory of Everything).
Основне питання до теорії суперструн - структура
космологічної сингулярності (принаймні в рамках цієї, нехай ще й не доведеної
теорії) - не вирішений. Чи існує стаціонарне утворення, яке можна асоціювати з
вакуумним станом у цій теорії? Відповідь на це питання намагаються дати деякі
дослідники. З періодом у кілька років відповідь міняється на протилежний.
Відбувається так не тому, звичайно, що дослідники не занадто старанні, а тому,
що проблема є винятково важкою для рішення.
Чому багато хто вважають, що сингулярності необхідно
уникати? У сингулярності не застосовні будь-які фізичні закони й рівняння. На
думку відомого російського космолога А. А. Старобинського, у деякому змісті,
сингулярність - це відсутність передбачуваності й кінець фізичних методів в
описі нашому Всесвіту. Якщо наш Всесвіт народився із сингулярності, є момент
утвору, виходить, існував творець. Якщо Всесвіт може перебувати в стаціонарному
стані (яке описується, наприклад, теорією суперструн) як завгодно довго, а
початок процесу розширення - розпад зі стану (із щільністю, тиском і
температурою порядку або навіть вище), аналогічний розпадові-альфа-розпаду
ядра, то гіпотеза творця є зайвою. Однак, повторю, ця проблема залишається
невирішеної.
По сучасних уявленнях простір-час у планковських
масштабах представляє із себе фантастичну фігуру, що більше нагадує монстра з
фільмів жахів, чим об'єкт фізичних досліджень. Чи є ця картина правильною,
покажуть майбутні дослідження.
ВИСНОВОК
На закінчення курсової роботи хочеться підкреслити всю
невідомість цього миру, необхідність пізнання й подальшого дослідження.
Побудова єдиної теорія полів і взаємодій є завданням
фундаментальної фізики. Незалежно від успіхів каліброваних полів у фізику
залишається ще величезна кількість невирішених проблем. Як показує досвід
розвитку науки, природа часто виявляється складніше наших уявлень про неї.
ЛІТЕРАТУРА
1. Бояркин О.М. Фізика
елементарних часток. – К., 2005 р.
2. Глечиків В.И., Стражев В.І.
Від наукової гіпотези до наукового факту. – К., 2005.
3. Стражев В.И. До таємниць
Всесвіту. – К., 2006
4. Грін Б., Елегантний
Всесвіт. Суперструни, сховані розмірності й пошуки остаточної теорії. – К.,
2003
5. Окунь Л.Б. Фізика
елементарних часток. - К., 2004 р.
6. Паркер Б., Мрія Ейнштейна.
У пошуках єдиної теорії будови Всесвіту. – К., 2006
|