Лисяндр
Понедельник, 08 Ноября 2011 г. 01:44 (
ссылка)
Теория струн (v2.0 — теория суперструн, v3.0 — M-теория) — теория в физике, реально претендующая на звание Единой теории всего.
Когда Эйнштейн в начале XX века разработал свою общую теорию относительности (ОТО) и уже полагал, что пришёл к успеху, другие физики показали ему большой кукиш, придумав квантовую механику. С самого начала Эйнштейн принял её в штыки (хотя сам стоял у истоков, и, что важно, получил нобелевку именно за квантовое решение проблемы фотоэффекта) — и, как впоследствии выяснилось, неспроста: оказалось, что ОТО и квантовая механика являются принципиально несовместимыми и игнорируют друг друга.
Стоит попытаться применять обе замечательные теории одновременно для описания, например, взаимодействия элементарных частиц или того, что происходит в чёрных дырах, как они выдают взаимоисключающие результаты, и хуже того — полученные значения заведомо абсурдны.
Некоторые личности делали вид, что всё так и должно быть, и каждая теория хороша в рамках границ своей применимости, а большего от них требовать и не нужно. Но других это как-то не устраивало.
ОТКУДА СТРУНЫ СУТЬ ПОШЛИ.
В 1968 году физики ВНЕЗАПНО заметили, что математическая функция, которая называется бета-функция Эйлера, идеально описывает свойства частиц, участвующих в так называемом сильном взаимодействии — одном из четырёх фундаментальных взаимодействий во Вселенной. Цимес был в том, что эта функция была исследована ещё в те времена, когда самого Эйнштейна ещё и в проекте не было, И применялась (барабанная дробь) в описании колебаний натянутых струн. И тут физиков осенило, да так, что потомки до сих пор расхлёбывают: «А что, если элементарные частицы вовсе и не частицы, а микроскопические тончайшие струны, а то, что мы наблюдаем в своих приборах — это не траектория движения частицы, а траектория колебания, проходящего по этой струне?»
Сначала вроде как был достигнут полный вин. Оказалось, что теория струн замечательно может свести все четыре фундаментальных взаимодействия Вселенной к одному — колебанию одномерной струны с соответствующим переносом энергии. Кроме того, она позволяет объяснить основные константы микромира с математической точки зрения. Становилось понятно, почему, например, массы элементарных частиц именно такие, какие есть, а не какие-то там другие.
Новая теория струн давала надежду на чудо — объединение ОТО и квантовой механики в рамках одной теории. При расчётах ВНЕЗАПНО выяснилось, что собственные колебания этих ваших струн способны гасить и уравновешивать квантовые флуктуации — да-да, устранять те самые возмущения на микроскопическом уровне, из-за которых ОТО и квантовая механика никак не хотели возлюбить друг друга. Вот это уже был не просто вин, а EPIC WIN!
Но при глубоком изучении выявились серьёзные противоречия следствий теории с экспериментальными данными. Например, в теории струн обязательно присутствовала частица, тахион, квадрат массы которой был меньше нуля. Ну ты понел, да? У нее масса получалась мнимая.
«Жаль, красивая была идея», — вздохнули физики и выкинули новорожденную теорию струн на мороз.
СУПЕРСИММЕТРИЯ, ВСЕ ДЕЛА.
В 1971 году была создана обновлённая теория струн, уже под названием «теория суперструн». Обновление заключалось в том, что если первый вариант теории включал в себя описание только бозонов, то теория суперструн схавала ещё и фермионы. Бозонами называются те частицы, которые имеют целочисленный спин. Фермионы — те, у кого спин полуцелый.
И тут все поняли, что при таком подходе проблема ненужных тахионов, как и множество других противоречий, исчезает! EPIC WIN ещё раз!
Но теперь получалось, что для каждого бозона должен существовать соответствующий фермион, то есть между бозонами и фермионами должна существовать определённая симметрия. Такой вид симметрии предсказывался и раньше — под названием «суперсимметрия». Проблема заключалась в том, что никто и никогда не наблюдал эти самые суперсимметричные фермионы. Объяснение тому нашли простое: по расчётам, они должны обладать огромной для микромира массой, и потому в обычных условиях их хрен получишь. Для этого нужны огромные энергии, которые достигаются при столкновении лёгких частиц на почти световых скоростях.
Неизвестно, кому физики продали душу, но в итоге им удалось разжалобить больших дядь на серьёзные бабки для строительства Большого адронного коллайдера и пары коллайдеров поменьше. Да-да, именно так — одной из целей воздвижения этой НЁХ было именно получение суперсимметричных фермионов. Пока вроде результатов нет, следите и запасайтесь попкорном.
МНОГОМЕРНАЯ ВСЕЛЕННАЯ, или Как физики ушли в атсрал.
Не успели физики прийти в себя после празднования новой теории, как во все дыры полезли новые глюки. На этот раз удар под дых сделала квантовая теория, чьи уравнения никак не хотели согласовываться с теорией суперструн, выдавая в результате отрицательные или большие единицы вероятности. В итоге помощь пришла оттуда, откуда совсем не ждали.
Ещё в далёком 1919 году никому тогда не известный немецкий математик Калуца прислал Эйнштейну письмо, где изложил свою теорию: наша Вселенная, вполне может статься, не трехмерная, а измерений может иметься более 9000. По крайней мере, при введении четвёртого измерения в пространстве ОТО замечательно согласовывается с теорией электромагнитного поля Максвелла, чего невозможно достичь в обычной трехмерной Вселенной. Эйнштейна письмо не впечатлило (ещё бы, он только что придумал охуительно сложную теорию, хочется дать продохнуть мозгам, а тут ещё какой-то укуренный немец лезет со своим атсралом), и он ответил лишь «О’кей, cool story bro».
В 1926 году физик Оскар Клейн заинтересовался работами Калуцы и усовершенствовал его модель. По Клейну получалось, что дополнительное измерение действительно может существовать, но оно находится в «свёрнутом» и зацикленном на самом себе виде. Причём свернуто четвёртое измерение очень туго — до размеров элементарных частиц, поэтому мы его и не замечаем. Теория получила название пятимерного мира Калуцы — Клейна (четыре измерения в пространстве + время) и была практически забыта за ненадобностью — впереди было бурное развитие квантовой механики, Вторая Мировая Война, атомные бомбы, полёты в космос, и эти ваши непонятные атсралы никому не сдались.
Вспомнили о Калуце в восьмидесятых годах, когда было выдвинуто предположение — вся бяка в расчётах в том, что струны в нашей теории могут колебаться всего лишь в трёх направлениях, которыми располагает наша Вселенная. Вот если бы струны могли бы колебаться в четырёх измерениях… О, да тут же был какой-то Калуца, кстати, где он?
Расчёты показали, что и в этом случае следует неиллюзорный фейл, но зато число противоречий в уравнениях вроде уменьшилось. Взбодренные физики продолжали увеличивать число измерений, пока не ввели 9 (!!!) измерений в пространстве, при которых, наконец-то, теория струн слилась в экстазе любви с квантовой механикой и ОТО. И тогда физики громогласно провозгласили, что на самом деле мы живём в десятимерной Вселенной, в том числе одно измерение во времени, три знакомых нам измерения развернуты до космических размеров, а остальные шесть свернуты в микроскопических масштабах и потому незаметны. Такие дела. Причём ни подтвердить, ни опровергнуть это на эксперименте практически никак нельзя, ибо речь идёт о таких малых масштабах струн и свернутых измерений, что современная аппаратура ничего не найдёт. Физики были счастливы, общественность охуевала и окончательно утвердилась в мысли, что физика — бесполезная наука
.
РОЖДЕНИЕ M-ТЕОРИИ.
Основным успехом явилось то, что физикам удалось (по крайней мере, на бумаге) установить общий вид шести свернутых измерений, необходимый для того, чтобы наш мир при этом оставался таким, какой он есть. Оказалось, что этот вид соответствует некоторым математическим объектам из группы под названием «Многообразия Яу» (названа по имени развеселого и улыбчивого китайского физика по фамилии Яу, описавшего ее).
Но, хотя общий вид этих объектов и вычислили, но точный вид, как оказалось, нельзя установить без эксперимента, а без нахождения точного вида пространства Калаби-Яу нашей Вселенной, вся теория струн скатывалась практически в гадание на кофейной гуще.
Но постепенно физикам удалось вычленить из общей массы гипотез пять более-менее правдоподобных теорий, которые могли бы описать нашу Вселенную. Причём, все они равно претендовали на звание единственно верной и при этом выглядели несовместимыми между собой. Авторитет теории струн падал, дальнейшие направления для исследований не виделись.
Но в середине девяностых годов прошлого века произошла так называемая вторая революция в теории струн. Один из физиков родил гипотезу, что десять измерений — это хорошо, но всё выглядит так, как будто чего-то не хватаэ. «Пусть будет одиннадцать измерений!» — вдохновенно изрек светлый ум, и физики просветлились.
Оказалось, что введение ещё одного измерения со скрипом, но укладывается в ложе квантовой теории и ОТО, и более того — снимает очень многие накопившиеся проблемы в теории струн. В том числе успешно скрещивает все пять недотеорий в одну-единственную убертеорию. Вот её-то и назвали без фантазии M-теорией, и именно она на сегодня является высшим достижением матанщиков в деле познания Вселенной.
По M-теории получается, что основа Вселенной — не только одномерные струны. К ужасу всего научного сообщества, оказалось, что могут существовать и двухмерные аналоги струн — мембраны, и трехмерные, и четырехмерные… Эти конструкции были названы бранами (струна — 1-брана, мембрана — 2-брана, и так далее). На то, что эти самые браны нигде не были экспериментально зарегистрированы, физики дружно положили болт — не впервой, и вообще мы тут делом заняты, а вы мешаете своими претензиями. Браны у нас на данном этапе принципиально ненаблюдаемы.
ЧТО ИМЕЕМ В ИТОГЕ?
Теория струн сегодня является одним из самых динамично развивающихся направлений современной физики. Не проходит и пары месяцев, как объявляется о каком-либо очередном серьёзном успехе. Большинство физиков ведёт голубая мечта — что в один прекрасный день теория струн таки станет Единой теорией всего.
Но вот будет ли окончательный вин — ещё большой вопрос: вспоминаем, как физики ещё после Ньютона полагали, что все законы природы познаны, и больше ловить на этом поле нечего. Как бы то ни было, мозголомка по всему миру продолжается, пока ты сидишь в интернетах 
.
Источник:
Ещё информация по этой теме:
Сергей_Лис
Четверг, 14 Апреля 2011 г. 20:59 (ссылка)
Steins;Gate / Время;Врата
Страна: Япония
Жанр: приключения, фантастика
Выпуск: c 06.04.2011
Эпизод: 02 - Paranoia of Time Leaps
В продолжении:
Вторая серия успешно продолжает традиции первой и продолжает расставлять вопросы, не давая при этом никаких ответов на них, что, собственно и интригует. Признаться, я ожидал, что уже в этом эпизоде хоть немного приоткроют тайну воскрешения Макисэ Курису, но, увы. Пока нас только ставят перед фактом, что она все-таки жива. Этим моментом и последующим за ним блистательным опенингом в исполнении Ито Канако с композицией "Hacking to the Gate" и открывается новый эпизод, в котором Ринтаро Окабэ, выйдя из кабины лифта, отказывается верить своим глазам, увидев перед собой целую и невридимую Макисэ. Девушка же вообще не понимает, что за чушь взбрела в голову Окабэ, и какого черта он ее лапает, пытаясь убедиться в том, что она не призрак. Итару советует Окабэ перестать бредить, напоминая, что смерть Макисэ, как и состоявшаяся конференция – всего лишь плод не в меру разгулявшегося воображения. Таким образом, Ринтаро понимает, что кроме него никто не заметил перетасовки в пространстве…
История тем временем продолжает знакомить нас с новыми героями, плавно подходя к основному вопросу по поводу жизни и смерти госпожи Курису, о котором нам, дай Боже, наконец-таки поведают в третьей серии. Кстати, во втором эпизоде мы познакомимся с настоящим… трансвеститом. Ну, почти с трансвеститом. Во всяком случае Окабэ несколько раз акцентирует на этом внимание, как бы говоря нам, что это полный п…
Рука Урусибара – именно так величают друга Маюри, похожего на девочку. Впрочем, ведет он себя тоже подобающе. При встрече с ним Окабэ в первую очередь интересуется, не научился ли тот изгонять духов своим деревянным мечом, который сам Ринтаро добыл ему где-то за копейки, после чего, вдоволь напридуривавшись, отправляется домой.
Сузуха Аманэ – новоявленная помощница продавца телевизоров, который сдает квартиру Ринтаро. Отличительная черта – любознательность, две косички и велосипед. Именно ее Окабэ и встречает у входа в телевизионную лавку, над которой расположена его самопальная лаборатория. Хозяин лавки представляет Ринтаро новой помощнице как "дурачка, который снимает у него комнату". При попытке познакомиться, Окабэ предупреждает Сузуху, что многие попали в руки некой Конторы лишь из-за того, что просто общались с ним. Лавочник в ответ называет его выдумщиком, а Окабэ в ответ грозится, что весь мир рано или поздно падет к его ногам.
Всю ночь Окабэ сидит в интернете и googl’ит хоть какую-нибудь информацию, связанную со смертью Макисэ. В Сети он натыкается на человека, копирующего Джона Титора, самопровозглашенного путешественника во времени, появившегося на форумах еще в 2000 году, который утверждал, что все машины времени изымаются секретной организацией CERN, которая используют их для своей выгоды. По словам самого Джона Титора он прибыл из 2036 года, чтобы изменить будущее и освободить мир от власти CERN.
Помимо прочего, Титор опровергал "Парадокс убитого дедушки". Сам парадокс звучит так: если внук вернётся в прошлое и убьёт собственного деда, его рождение окажется невозможным; но если он не родится, то деда никто не убьёт, и его рождение окажется возможно. Джон утверждал, что парадокса не существует, хотя встретить себя в прошлом вполне возможно, но от этого лишь сдвинутся линии, на которых расположены параллельные миры. По мнению Титора, время – это не единый поток, движущийся из прошлого в будущее, а бесконечное множество параллельно текущих линий других миров. В качестве примера Джон приводит следующую ситуацию: если серийный убийца задумал убить человека, а Джон прибудет из будущего и спасет его, то мир разделится на два параллельных – в одном из них человека убьют, в другом он останется жить.
Джон Титор весьма прославился в Интернете, и о нем написали несколько книг, а теперь, по мнению Ринтаро, какой-то сумасшедший претендует на его популярность, зарегистрировавшись на форуме под никнеймом Безымянный пророк. Общаясь с ним, Окабэ не выдерживает и скидывает ссылку на информацию о Джоне Титоре…, точнее хочет скинуть ссылку и умыть проходимца, но в тематических закладках браузера никакой информации не обнаруживается. Дальше хуже – оказывается, Google тоже не знает, кто такой Джон Титор, что приводит Ринтаро в замешательство, ведь информация не может просто так пропасть, как будто и не было в прошлом шумихи по части вышеупомянутой персоны. В непонятках Ринтаро кидается к книжной полке, где среди различных материалов он хранил книги о Титоре, но и книг не обнаруживается…
В такой ситуации Окабэ остается лишь одно: он предпринимает попытку позвонить Итару и задает ему лишь один вопрос: куда пропали книги? Но Итару тоже заверяет его, что не знает ни о каких книгах и вообще не слышал ни про какого Джона Титора.
Бессонная ночь, проведенная в поисках хоть какой-нибудь информации, сказывается на состоянии Окабэ. С утра он предстает перед нами в виде сонной мухи на пешеходном переходе в Акихабаре среди толпы людей… Приводит его в себя фотовспышка и характерный звук съемки.
Моэка Кирью – странная застенчивая девушка, сфотографировавшая Ринтаро на свой мобильный. Окабэ, заметив такое дело, мгновенно приходит в себя, догоняет девушку и просит ее стереть фото, ради ее же блага. Однако испуг девушки заставляет нашего безумца сменить гнев на милость. Поинтересовавшись у Моэки, что же она все-таки фотографирует, он узнает, что девушка снимает доказательства того, где она была и что видела. После этого Моэка показывает Окабэ фотографию старого компьютера и просит сказать ей, что это за штука, но Ринтаро не может опознать марку и модель ЭВМ. Зато это может сделать тот самый хакер Хашида Итару. Так, взвесив все "за" и "против", Ринтаро обменивается с девушкой контактами и обещает прислать ответ, как только все разузнает у своего друга.
Фэйрис Няннян – подруга Маюри, которая вместе с ней подрабатывает официанткой в мейд-кафе, куда приходит Ринтаро для встречи с Хашидой. Судя по поведению, девочка в теме про Контору: общаясь с Окабэ, она вешает на него Поле невидимости и заливает про особый суперприем, которым овладела для борьбы с Конторой. Последнее весьма удивляет Ринтаро, т.к. он, похоже в курсе, о каком приеме идет речь.
После того как Окабэ рассказывает Итару о встрече с Моэкой, тот, посмотрев на фотографию, выдает информацию о модели ЭВМ: компьютер на снимке называется IBN-5100. По слухам этот ретро ПК был привезен в Акихабару, но никто его так и не видел. В момент разговора приходит sms-сообщение от Моэки Кирью, которая наконец-то удосужилась представиться, охарактеризовав себя всего двумя фразами: 20 лет! Безработная! Окабэ отправляет ей информацию, полученную от Хашиды, но еще не предполагает, что на этом их общение не прекратится.
Финальный аккорд:
Этим же вечером Ринтаро и Хашиде удается поставить эксперимент, в ходе которого с помощью микроволновой печи удается телепортировать банан. Их удивление прерывает речь Макисэ Курису, которая заявилась в домашнюю лабораторию Окабэ…
Интересные факты:
Компьютер с фотографии Моэки, который Итару называет IBN-5100, в реальности представляет из себя модель IBM-5100. Этот настольный компьютер был выпущен в сентябре 1975 года.
Помимо "Парадокса убитого дедушки" есть еще один более наглядный парадокс: человек, прибывший из будущего, способен убить себя только при условии, что он пережил состоявшееся на него покушение.
С Теорией Струн, на основе которой Макисэ доказывает Ринтаро невозможность путешествия во времени, можно ознакомиться здесь.
Джон Титор и история о нем, поведанная в серии, не являются выдумкой. Этот человек действительно появился в Интернете в конце 2000 года и в течении 4 месяцев отвечал на огромное количество вопросов людей как веривших ему, так и смеющихся над ним. После этого он "вернулся домой". И до сих пор никто не смог с абсолютно вескими доказательствами опровергнуть то, что рассказал Джон Титор.
Вердикт:
Серия явно получилась лучше первой и набирает обороты по части создания путаницы и интриги. А уж со временными парадоксами как завернули. Есть над чем голову поломать. В целом, пока что мне очень даже нравится, хотя первое впечатление было не очень. Must see!
