Что такое теория струн?
Физика опирается на два столпа: физику относительности и квантовую механику. Теория относительности, которая была впервые предложена Альбертом Эйнштейном. Она объясняет Вселенную в ее самых больших масштабах, таких как гравитация и скорость света. Квантовая механика - это прямо противоположная наука о мельчайших масштабах, таких как атомы и субатомные частицы. Вместе теория относительности и квантовая механика могут объяснить очень большое и очень малое. Однако, несмотря на то, что обе они поддерживают все, что мы знаем о физике, теория относительности и квантовая механика плохо работают вместе. На самом деле ученые так и не смогли объединить эти две теории в единую, единую теорию всего сущего.
Теория относительности и квантовая механика подобны собаке и кошке, которые постоянно дерутся, не в силах найти никакого компромисса. Может показаться не слишком важным объединить два столпа физики в один. В конце концов, по отдельности теория относительности и квантовая механика могут объяснить большую часть Вселенной. Однако наличие двух отдельных законов, управляющих Вселенной, имеет свои проблемы.
Например, представьте, что существует два типа улиц, и этот тип определяет правила вождения. Некоторые улицы имеют либо один, либо другой тип, так что правила довольно просты. Однако другие улицы подходят под определение обоих типов, так какие же правила вождения применимы к ним? Подобно двум совершенно разным правилам дорожного движения, неспособность объединить квантовую механику и теорию относительности создает хаос при попытке понять нашу вселенную. Интересно, что существует несколько потенциальных теорий, которые объединяют два столпа физики, самой известной из которых является теория струн.
Мир в соответствии с теорией струн
Согласно теории струн, если бы вы заглянули внутрь любой фундаментальной частицы, такой как электрон, вы бы обнаружили крошечную вибрирующую струну энергии. Когда струна вибрирует, энергия, которую она генерирует, создает частицу, такую как электрон. В теории струн фундаментальные частицы можно рассматривать как энергетические колебания. Более того, теория струн предсказывает существование одиннадцати измерений. Причина, по которой мы не видим этих измерений в нашей повседневной жизни, заключается в том, что они просто слишком малы, чтобы их можно было обнаружить. Однако дополнительные измерения играют жизненно важную роль. Конфигурация измерений определяет, как струна вибрирует, и, следовательно, из какой частицы она состоит. Струны вибрируют в одиннадцати измерениях, и частота, с которой вибрирует струна, зависит от того, как струна ориентирована в пределах одиннадцати измерений. Различные частоты колебаний генерируют разные частицы.
Причина, по которой теория струн является потенциальной теорией всего, заключается в том, что она предсказывает, что все формы материи состоят из струн, и, таким образом, все на самом деле состоит из одного и того же материала. Будь то гравитационная сила или электромагнитная сила, все это связано с вибрирующими струнами. Следует, однако, отметить, что не было найдено никаких доказательств в поддержку теории струн. Ни одно из его предсказаний не было подтверждено ни экспериментом, ни наблюдением. Пока что это скорее математическая теория, чем физическая.
