Относно теорията за суперструните

[Станислав Янков]

МНОГОИЗМЕРНАТА ТЕОРИЯ НА СУПЕРСТРУНИТЕ. МНОГОИЗМЕРНА ИЛИ МНОГОПРОСТРАНСТВЕНА?!

Мнозина от нас сигурно са чували за теорията на суперструните - един от авангардните дялове на съвременната теоретична физика. Тази теория се опитва да обясни особеностите на елементарните частици, които изграждат материята (кварки, лептони и техните античастици), като ги разглежда не като точкови частици, както постъпва наложилия се днес Стандартен модел на елементарните частици, ами като струни, трептящи по специфичен начин, зависим от конкретната частица, която описват.

Една от най-ярките особености на суперструнната теория и основен инструмент за преодоляване на крещящото разминаване в момента между айнщайновите теории на относителността и квантовата механика представлява над-четиримерността при теорията на суперструните. За тези, които не са фанатици на тема физика – теориите на относителността и квантовата механика представляват двата основни стълба в днешната теоретична физика. Според суперструнната теория пространствените измерения не са само три (плюс времето – четири), а цели девет и дори десет (плюс времето – десет и дори единадесет!), съгласно последните разработки. Да, но пространствените измерения след трите, които добре познаваме, не са разгърнати, както трите, а са увити на много малки (около-планкови) дължини и затова ние не можем да ги регистрираме лесно. При това, измеренията над трите познати са увити не в някаква произволна форма, а в доста специфична група от форми, наречени форми на Калаби-Яу (по имената на двамата откриватели на този специфичен клас математически форми).

При едно по-образно представяне, познатото триизмерно пространство може да бъде демонстрирано чрез популярната трилъчева координатна система, при която лъчите на трите пространствени измерения излизат от една обща точка 0 (нула) и всеки от тях се разполага под ъгъл 90 градуса спрямо останалите. Тук 0 (нула) е общата точка за трите пространствени измерения, от която точка започват координатите (лъчите) x, y и z. Пак припомням, че всяка от тези координати представлява едно от трите пространствени измерения. Всяка идеална точка или сложно тяло (сбор от две или повече идеални точки) могат да бъдат описани пълноценно като разположение и поведение в пространството с помощта минимум на тези три координати (лъча, пространствени измерения).

При теорията на суперструните нещата придобиват (според самата теория) по-различен вид. При тази теория около точката 0 (нула), между координатите x, y и z, се поставя една от множеството форми Калаби-Яу (коя от тях по-точно - все още се търси). Тази форма Калаби-Яу според суперструнната теория може да съдържа допълнителните (над три) „увити” пространствени измерения. Както вече беше споменато, засега суперструнната теория не дава отговор на въпроса – коя точно от множеството форми Калаби-Яу обяснява особеностите на познатите днес елементарни частици? По изображенията формата Калаби-Яу граничи с трите координати x, y и z на триизмерната координатна система, като поне в една своя точка фигурата е свързана с точката 0 (нула) на системата. Всичко това става в рамките на трите познати измерения.

Евентуалната форма Калаби-Яу, за която говори суперструнната теория, трябва да представлява (самата форма) 6 или 7 допълнителни пространствени измерения. Тези 6 или 7 допълнителни пространствени измерения, заедно с трите „разгърнати” такива, които всички ние добре познаваме, правят общият брой на пространствените измерения 9 или 10, както изискват суперструнните формули и предположения. Точно този елемент на суперструнната теория - над-четиримерността - дразни изключително много! Дразни, защото един вид овеществява измеренията (ако не всички, то поне допълнителните „увити” над познатите три) и създава усещането, че те, измеренията, представляват нещо материално, нещо реално.

Всъщност, измеренията (едно, две, три или произволен друг по-голям брой) са невеществени, несъществуващи реално. Точно, както и енергията сама по себе си! Пространствените измерения представляват единствено опростено средство за обяснение на реалността. Математически и представни похвати, чрез които човекът си обяснява пространството и реалността такива, каквито ги познава днес. Фактическата нереалност на пространствените измерения (едно, две, три, девет, десет или произволен друг брой) се доказва от лекотата, с която могат да се обосноват и четвърто, и произволен друг по-голям брой от четири „разгърнати” пространствени измерения.

Не е никак сложно да се представи ново, четвърто пространствено измерение, което също да произлиза от общия център, от който излизат лъчите и на останалите три познати измерения, което четвърто измерение да описва нещата по различен начин, да действа (математически, макар и излишно усложнено) съвместно с останалите три измерения и най-важното - за което четвърто измерение да не се налага да бъде увито в около-планкови дължини.

Нещо повече! Ако произлизат от една обща точка и са в рамките на познатите три измерения – няма абсолютно никакъв проблем да бъдат основани произволен брой допълнителни „разгърнати” пространствени измерения над четири! "Разгърнатите" пространствени измерения не са нищо повече от теоретично, математическо средство за описание на реалността и могат да бъдат произволен брой (всеки брой "разгърнати" пространствени измерения, който ни върши достатъчна работа при разрешаването на произволна отделна задача, може да бъде приложим без никакви притеснения). Не е необходимо пространствени измерения да бъдат "увивани" където и да било!

Абсолютно същото пространство, абсолютно същата реалност, която познаваме днес, ние можем да я представим и с три, и с четири, и с колкото си искаме повече на брой измерения, стига допълнителните над три измерения да се намират в границите на познатите ни три такива и да започват от същата начална (нулева) точка, от която започват и познатите ни три измерения. Това е съвсем възможно математически, макар че абсолютно излишно усложнява математическата картина на вселената.

Ако теорията на суперструните поставя в пространството формата Калаби-Яу така, че тази форма по никакъв начин да не излиза извън пределите на триизмерната координатна система (формата изцяло да се помещава в границите на трите координати), то това, което е „увито” в Калаби-Яу със сигурност не са допълнителни и въобще - каквито и да било измерения! Защото каквито и процеси да протичат в този участък с около-планкови размери, колкото и микроскопични да са движенията на енергиите в една подобна област (областта на формата Калаби-Яу), тези процеси и енергии си остават част от познатото триизмерно пространство и като следствие от това - те се поддават на описание чрез познатите три (и/или по-малко) пространствени измерения. И независимо за колко сложни процеси иде реч! Нужно е единствено да се увеличи достатъчно теоретичният „ZOOM” и тези процеси да се разчленят на съставните си части, след което старателно да се опишат. Всичко останало (и особено – внасянето на фиктивни допълнителни измерения) представлява ненужно усложняване на и без това достатъчно сложната картина. Тоест – интерпретациите на някои от резултатите от суперструнните уравнения като допълнителни (над познатите три) пространствени измерения са НЕВЕРНИ.

За да се окаже подходът на суперструнната теория с нейните девет или десет пространствени измерения поне отчасти верен, необходимо е формата Калаби-Яу да разполага със строго определено разположение в триизмерната координатна система на познатото ни пространство. Съществуват две основни разположения на Калаби-Яу в координатната система на пространството ни, които разположения да отговарят на изискванията за възможно наличие на допълнителни „скрити” пространствени измерения. При първото разположение по-голяма или по-малка част от формата Калаби-Яу излиза извън границите на системата (разполага се в място извън ограниченото от трите пространствени координати кубично пространство, което разполагане би трябвало да символизира необходимостта от изграждането на отделна координатна система със собствени измерения. Тази нова, втора пространствена координатна система трябва да описва "изскокналата навън" част от Калаби-Яу.). Останалата, "вътрешната" част от Калаби-Яу би се намирала в типичното ограничено пространство на познатите ни три измерения. При второто разположение извън границите на триизмерната координатна система излиза цялата форма Калаби-Яу. И в двата случая Калаби-Яу контактува с центъра 0 (нула) на координатната система, като във втория случай въпросният контакт би могло да се осъществява единствено от идеална точка по повърхността на Калаби-Яу.

Най-често се предполага, че за да функционира една система (примерно – енергийните потоци във формата Калаби-Яу) равномерно и да дава тази система проявление в познатото ни триизмерно пространство под формата на елементарните материални частици - несимволична част от системата би трябвало да пребивава в същото това наше триизмерно пространство. Това е първото от описаните по-горе две разположения - това с частичното излизане на фигурата извън координатите на трите познати ни измерения. В този случай част от формата Калаби-Яу се намира в рамките на координатната система (следователно и в границите на известното ни пространство). Останалата част обаче напуска пределите на координатната система (пространството ни), а това означава, че въобще напуска и нашата реалност. Естествено, фигурата Калаби-Яу задължително осъществява контакт чрез някоя своя част с нулевия център на триизмерната координатна система, от който нулев център излизат и трите координати (лъча) на нашето пространство.

Предвид всички особености на измеренията, представени по-горе в този материал – единственото рационално място, където биха могли да пребивават потенциални допълнителни над трите познати измерения, би могло да бъде само мястото извън триизмерната координатна система на нашето пространство и на нашата реалност. Нещо повече! Бидейки част от място, различно от нашите пространство и реалност, допълнителните измерения не биха могли да бъдат регистрирани по никакъв начин в пространството ни и в рамките на триизмерната ни координатна система (дори и на около-планкови дължини). Поради това - въобще не се налага тези допълнителни измерения да бъдат увивани! Частта пък от формата Калаби-Яу, която част пребивава в рамките на триизмерната координатна система на нашето пространство и реалност, се проявява като добре познатите от суперструнната теория суперструни. Тази част от Калаби-Яу не съдържа допълнителни над трите познати измерения, защото бидейки в рамките на нашето триизмерно пространство, тя достатъчно удобно се описва посредством трите (и/или по-малко) координати на пространството ни.

Следва втората възможност - тази, при която формата Калаби-Яу изцяло се разполага извън ограниченията на триизмерната координатна система. При тази възможност цялата форма Калаби-Яу се намира извън пределите на координатната система, а по такъв начин – и извън пределите на нашето пространство, както и на нашата реалност. Формата Калаби-Яу контактува с триизмерната координатна система на нашата реалност само посредством една-единствена своя точка, която точка е свързана с нулевата точка на координатната система, откъдето пък започват и трите координати (лъчи, измерения) на системата. Не е необходимо специално да се уточнява, че всички допълнителни измерения над трите познати пребивават извън рамките на триизмерната координатна система (било „увити” във формата Калаби-Яу, било в „разгърнат” вид, като за последното не съществуват никакви обективни препятствия).

Ако предположенията на суперструнната теория и резултатите от нейните формули са верни и ако наистина има повече от три пространствени измерения – вече видяхме, че тези допълнителни измерения над трите познати не се помещават в областта на познатите три измерения, с които работи съвременната физика в момента. Тоест – те не са част от нашето пространство, а следователно не са част и от нашата реалност въобще! Абсолютно всичко без изключение, което пребивава в рамките на познатите ни три измерения, в рамките на нашето пространство, на нашата реалност, може да се опише с помощта единствено на трите познати измерения, без да се налага основаването на допълнителни такива над три. С трите познати (и/или с по-малко от три) измерения би могла да бъде описана дори произволна фигура Калаби-Яу, когато тази фигура изцяло пребивава в рамките на нашето пространство (в рамките на познатата триизмерна пространствена координатна система, независимо дали става дума за около-планкови дължини или не). Така наречените "увити измерения" не би трябвало да се представят като измерения. Пък дори и "увити" във форма на Калаби-Яу на около-планкови дължини.

Въобще, ако нещо не се поддава на описание чрез познатите три пространствени измерения, то това нещо просто не е част от познатото ни пространство! Не е част и от познатата ни реалност въобще! И от такава позиция - не би ли било по-подходящо "увитите измерения" да бъдат представяни не като измерения, а като различни пространства? Нещо повече! "Увитите измерения" биха могли да бъдат представяни дори като различни от нашата реалности, всяка от които реалности - със собствено пространство и със собствено време! Различни реалности, но тясно преплетени с нашата реалност посредством особеностите на гравитационното взаимодействие и/или по други начини. При подобен подход суперструнната теория ще придобие по-интуитивен и по-лесен за възприемане вид!

Много често мнозина от нас са си задавали въпроса, откъде "идват" НЛО. Също, къде е така нареченото "Отвъдно"? Къде "отиват" душите след смъртта? Къде е Бог? (Вмъквам тези въпроси, защото забелязах, че форумът на "БГ Наука" не ги игнорира и е заделил частичка от себе си и за подобни обсъждания.) Най-вероятно отговорът на всички тези въпроси се крие в "увитите измерения" на суперструнната теория! Независимо, дали тези "увити измерения" реално представляват свръх-микроскопични енергийни потоци на около-планкови дължини или пък са различни от нашата реалности.

Редактирано Ноември 22, 2009 от Р. Теодосиев

[Exhemus]

Тази теория се опитва да обясни особеностите на елементарните частици, които изграждат материята (кварки, лептони и техните античастици), като ги разглежда не като точкови частици, както постъпва наложилия се днес Стандартен модел на елементарните частици, ами като струни, трептящи по специфичен начин, зависим от конкретната частица, която описват.

- това, като подход го одобрявам, но другите неща в изложението или не ги разбирам или не мога да се съглася с тях.

Например: Реалности, които си взаимодействат, всъщност са една реалност, нали?

...крещящото разминаване в момента между айнщайновите теории на относителността и квантовата механика

- с това също не мога да се съглася. Тези теории не си противоречат. Просто те засего не могат добре да се съчетаят и да образуват единна теория. Това е.

Айнщайновата теория показа, че пространството не е само едно вместилище, а има и свойства, подобни на материята и даже може да поражда самата материя (маса) Този философски подход на Айнщайн трябва да бъде развит.

Квантовата теория и Стандартния модел се развиват на принципа: -Да приложим математически преобразувания и да видим дали те ще имат обяснителна и предсказателна сила. Ако Да - те стават теория, ако Не -ги забравяме. ..и в един момент се оказва, че сме обяснили какво ли не, само един прост парадокс си остава от години да ни боде по петата. Дуализмът вълна-частица. Имаме два наблюдаеми феномена - точкови обекти и вълнови явления, които сякаш са породени от едно и също. Имаме вероятностна интерпретация, но не винаги тя върши работа (дифракция на единичен електрон и неговата пространствена локализация след това?).

Доколкото ми е известно, засега обединяването на Айнщайновата ТО и КМ става, като квантовомеханичните уравнения се пренасят от евклидово към Айнщайново пространство. Това е едно механично обединение, философски погледнато, но сигурно има полза от него. Не знам как се експлоатира понататък другият важен феномен - Енергия-материя?

Та,

не ми стана ясно какви задачи ще решава Суперструнната теория? Аз искам да се разреши парадокскът вълна/частица и също енергия-материя, в смисъл и масата на покой да стане някаква енергия с което понятието Маса става единно неделимо. В случая вълна/частица да може да се каже - тук вълна и там частица , а не може би, вероятно, зависи от наблюдателя и т.н.

[B0081]

Там е въпроса че теория на струните е доказана математически,която обиединява квантова теория със теорията на Айнщаин, и 4-те сили (не съм съвсвм сигурен) .Е като изключим 9/11-те измерения които едновремвно използват гравитацията ,и поотделно другите 3 сили. И това че на практика не може да бъде доказана.Всичко останало е чудесно.

На мен лично не ми допада.