Философия энергетической безопасности. Теория и практика сохранения собственной энергии. - стр. 5
Теория струн – это попытка объяснить, из чего состоит всё во Вселенной и как она работает на самом фундаментальном уровне. Это одна из самых сложных и захватывающих теорий в современной физике, которая объединяет квантовую механику и общую теорию относительности. Давайте разберём её основные идеи.
Основная идея:
В классической физике, которую мы изучали в школе, мы думаем о частицах (например, электронах или кварках) как о крошечных точечных объектах. Помните, картинка ядра и вращающиеся электроны вокруг него? Как маленькие планеты крутятся вокруг солнца. Так вот, теория струн предлагает другую картину: вместо точек, фундаментальные "кирпичики" Вселенной – это крошечные одномерные струны, которые колеблются, как струны гитары. Струны могут вибрировать: разные типы колебаний струн соответствуют разным частицам. Например, одно колебание может быть электроном, другое – фотоном (частицей света) и так далее. Струны очень маленькие: согласно данной теории, их размер настолько мал, что мы не можем их увидеть даже с помощью самых мощных микроскопов.
Зачем нужна теория струн?
1. Объединение физики. Теория струн пытается объединить две главные теории современной физики:
– Квантовую механику (которая описывает очень маленькие объекты, например, атомы).
– Общую теорию относительности (которая описывает гравитацию и большие объекты, например, звёзды и галактики).
Эти две теории плохо сочетаются друг с другом, а теория струн предлагает способ их объединения.
2. Понимание гравитации: теория струн включает гравитацию в квантовую картину мира, что раньше было невозможно.
Особенности теории струн:
1. Многомерность. Теория струн предполагает, что наша Вселенная имеет больше измерений, чем мы видим. Обычно мы знаем три пространственных измерения (длина, ширина, высота) и время. Теория струн говорит, что есть ещё 6 или 7 "скрытых" измерений, которые мы не замечаем, потому что они свёрнуты в очень маленькие формы.
2. Браны. Помимо струн, в теории струн есть объекты, называемые бранами (от слова "мембрана"). Это многомерные объекты, которые могут быть точками, линиями, плоскостями или даже более сложными структурами. Наша Вселенная может быть "браной" в многомерном пространстве.
3. Суперсимметрия. Теория струн предполагает, что у каждой известной частицы есть "суперпартнёр" – частица с другими свойствами. Например, у электрона может быть суперпартнёр под названием "селектрон". Это помогает объяснить некоторые загадки физики.
Проблемы теории струн:
1. Сложность проверки. Теория струн пока не может быть проверена экспериментально, потому что её предсказания относятся к масштабам, которые мы пока не можем измерить.
2. Много вариантов. Теория струн предлагает огромное количество возможных решений (миллионы!), и пока не ясно, какое из них соответствует нашей Вселенной.
Почему это важно?
Теория струн – это попытка ответить на самые глубокие вопросы:
– Из чего состоит Вселенная?
– Как она появилась?
– Почему законы физики такие, какие они есть?
Хотя теория струн пока не завершена, она вдохновляет учёных на новые открытия и помогает думать о мире по-новому. Возможно, в будущем она станет ключом к пониманию всей Вселенной! Поэтому в ближайшем обозримом будущем мы действительно узнаем очень многое о физике пространственных измерений, о сложных волнах и частотах, которые нас окружают. Ну а пока, давайте вспоминать уроки физики 8-9 класса, когда самое главное, что нам рассказывали – что существуют волны, которые исходят от какого-либо источника и постоянно проходят сквозь нас. Сейчас в наш цифровой мир мы постоянно окружены этими волнами. То есть, каждый раз, когда происходит любое взаимодействие с музыкой, с просмотром кино, с Wi-Fi, да даже с любым человеком, мы так или иначе взаимодействуем с волнами и частотами. Давайте уберем слово «человек» и останемся пока в рамках исключительно цифровых волн. Каждый предмет излучает определенную частоту. Если мы будем эту частоту усиливать, например, через телебашни, то такой сигнал можно транслировать на большое расстояние. Если мы поднимем спутник в космос и будем транслировать туда сигнал, то этот сигнал способен распространяться на большое расстояние, что по сути и является сотовой связью, либо передачей интернета на сверхбыстрых скоростях.