Teoria Superstrun

[Gość: Tamiflu]

Wg niej wszystko co powstało na ziemi, zbudowane jest z maleńkich strun
miliardy razy mniejszych od atomów. Aby powstało taka różnorodność życia
potrzeba więcej niż 3 wymiarów (prawo, lewo, góra dół) w których mogłyby się
poruszać struny. Naukowcy wspominają o 9 wymiarach, ale nie wiem czy jest to
możliwe. Dla mnie jest to niepojęte, a dla Was?

[petrucchio]

Gość portalu: Tamiflu napisał(a):

> Wg niej wszystko co powstało na ziemi,

... i w całym Wszechświecie

> zbudowane jest z maleńkich strun miliardy razy mniejszych od
> atomów. Aby powstało taka różnorodność życia

?

> potrzeba więcej niż 3 wymiarów (prawo, lewo, góra dół) w których
> mogłyby się poruszać struny.

Tu nie chodzi o różnorodność życia, ale o spójność modelu, który ma elegancko
unifikować znane oddziaływania. Przy mniejszych liczbach wymiarów pojawiają się
różne niepożądane efekty uniemożliwijące uzgodnienie modelu mtematycznego ze
znaną nam fizyką.

Trzy wymiary przestrzenne, które widzimy (powiedzmy: prawo/lewo, góra/dół,
naprzód/wstecz), plus czas, to razem cztery. Dalsze wymiary łatwo sobie
_wyobrazić_, a jeszcze łatwiej reprezentować matematycznie. Wyobraź sobie np.,
że z każdym punktem w czterowymiarowej czasoprzestrzeni związana jest jakaś
wielkość fizyczna, np. temperatura. I już masz w pewnym sensie przestrzeń
pięciowymiarową, gdzie każdy punkt jest określony przez pięć liczb (w takim a
takim punkcie przestrzeni 3D w chwili takiej a takiej temperatura wynosi tyle a
tyle).

> Naukowcy wspominają o 9 wymiarach, ale nie wiem czy jest to
> możliwe. Dla mnie jest to niepojęte, a dla Was?

W teorii superstrun (a w każdym razie w jednej z jej głównych wersji) zakłada
się, że oprócz wymiaru czasu istnieje (co najmniej) 9 lub 10 wymiarów
przestrzennych, ale tylko trzy z nich "rozbiegają się" na nieograniczone
odległości, tworząc "zwykłą" przestrzeń trójwymiarową; pozostałe to "zapętlone"
wymiary periodyczne (jak np. obwód powierzchni walca albo którykolwiek z
wymiarów określonych na powierzchni torusa), ciasno zwinięte w coś w rodzaju
wielowymiarowego superprecelka znanego jako rozmaitość Calabiego-Yau. Te
wielowymiarowe kłębuszki są tak małe, że wydają się po prostu punktami, ale
ponieważ struny same są obiektami tej skali wielkości i mogą np. okręcać się
wzdłuż mikrowymiarów rozmaitości Calabiego-Yau całkowitą liczbę razy, sposób
zwinięcia wymiarów dodatkowych nakłada ograniczenia na właściwości rezonansowe
strun (czyli dopuszczalne sposoby drgania), od których zależą z kolei cechy
fizyczne cząstek, takie jak masa lub ładunek elektryczny.

Zob.

www.wiw.pl/biblioteka/piekno_greene/01.asp
www.sukidog.com/jpierre/strings/

[Gość: gość]

petrucchio napisał:
> Trzy wymiary przestrzenne, które widzimy (powiedzmy: prawo/lewo, góra/dół,
> naprzód/wstecz), plus czas, to razem cztery.
Ilość wymiarów to rzecz względna,co do tych czterech,na przykład sfera jest
dwuwymiarowa w pewnym ujęciu-zakładając kulistość Ziemi,do określenia
współrzędnych na powierzchni Ziemi wystarczy długość i szerokość
geograficzna.Równocześnie powierchnia Ziemi jest w przestrzeni trójwymiarowej,a
czas określa stacjonarną zmienność i periodyczność.Matematycznie,jak nic się nie
dzieje,to czasu na powierzchni sfery nie ma a sfera jest dwuwymiarowa.

[petrucchio]

Gość portalu: gość napisał(a):

> Matematycznie,jak nic się nie dzieje,to czasu na powierzchni sfery
> nie ma a sfera jest dwuwymiarowa.

Sfera, podobnie jak płaszczyzna czy torus, jest oczywiście rozmaitością
dwuwymiarową. Nie można jej przekształcić na fragment płaszczyzny bez naruszania
ciągłości. Można ją za to zanurzyć w przestrzeni trójwymiarowej (albo np.
137-wymiarowej), ale wewnętrzna geometria i topologia sfery mają swoje
charakterystyczne właściwości niezależne od takiego zanurzenia; można je więc
rozpatrywać nie zastanawiając się, co jest "poza sferą". Butelki Kleina, też
dwuwymiarowej, w ogóle nie da się włożyć w przestrzeń trójwymiarową tak, żeby
nie przecinała się sama z sobą, ale w przestrzeni czterowymiarowej jest to
możliwe. Jest to fakt ciekawy, ale bez większego znaczenia, jeśli interesuje nas
butelka Kleina sama w sobie jako rozmaitość dwuwymiarowa.

Hipotetyczne struny są jednowymiarowe, ale tym razem interesuje nas sposób, w
jaki są ulokowane w przestrzeni wielowymiarową o dość skomplikowanej topologii,
bo to w tej przestrzeni, a nie w obrębie samej struny, zachodzą drgania.

dzieci się tym zajmują, naukowcy tylko liczą szmal

[Gość: hetman]

Gdy wyobraźni przestrzennej brak, to dwa wymiary wystarczą mogą sparaliżować.
Przeciętnego doktorka fizyki teoretycznej można wyłożyć na jednym wymiarze.

Jam hamlet jest, nie owijam w... ten tam.

[Gość: Relenza]

5 wymiar to juz wymyslil prawie 100 lat temu Teodor Kaluza, co
pomagalo zunifikowac teorie wzglednosci z elektomagnetyzmem, a dzis
kiedy mowa o unifikacji wszystkich sil, to najczesciej mowi sie o 11
wymiarach

(Mem)brany w M-teorii i kosmologii bran

[bonobo44]

struny to obiekty jednowymiarowe, którymi próbuje się opisać
rzeczywiste cząstki...
najistotniejsze jest w tym to, że są to formy czystej geometrii...
jako takie realizują program Einsteina, który geometrią przestrzeni
chciał opisać wszystkie oddziaływania...
(powiodło mu się tylko ;-) z grawitacją)

ale struny to nie jedyne rozważane obecnie tego typu formy
geometryczne...
w M-teorii uogólnia się je na większą liczbę wymiarów (w zasadzie
teoretycznie dowolną)
i nazywa (Mem)BRANAMI (uogólnione membrany, których wymiar zalezy od
najmniejszego wymiaru hiperprzestrzeni, w której mogą być zanurzone)

np. gdy wymiar takiej hiperprzestrzeni jest 0 - są to obiekty
punktowe
(warto zwrócić uwagę, że cała fizyka vpłot' do teorii strun
zajmowała się wyłącznie 0-b(a)ranami)

przy wymiarze 1 są to właśnie struny (1-brany),
a przy dim 2 - właśnie (owe uogólniane) membrany (2-brany)


W kosmologii mamy 4-brany podobne do tradycyjnie rozumianej 4-dim
czasoprzestrzeni Einsteina,
z których każda reprezentuje możliwy wszechświat zanurzony w
hiperprzestrzeni o większej liczbie wymiarów,
ich pełna (realnie istniejąca) reprezentacja w tej hiperprzestrzeni
to odpowiednik multiwszechświata
(multiversum) D.Deutscha, z tym, że to ostatnie ma "płaski"
charakter (jak STW w relacji do OTW)

są one "zawieszone" lub "poruszają się" w hiperprzestrzeni o
większej liczbie wymiarów
(dokładniej poruszają się one, jeśli traktuje się je
jako "przekroje" ich trajektorii
w hiperprzestrzeni o jeszcze większejliczbie wymiarów)

nie należy mylić z teorią grawitacji Brans-Dicke (zwana też teorią
Jordan-Brans-Dicke)
(Pascual Jordan, Robert H. Dicke, Carl H. Brans)
konkurencyjną w stosunku do OTW Einsteina

w odróżnieniu od tej ostatniej, teoria bran to rozszerzenie
(szerokie uogólnienie) OTW
M-teoria natomiast to obok supergrawitacji i teorii (super)strun
jedna z najciekawszych Teorii Wszystkiego (ToE)

Forum (En) dot. M-teorii:
www.physicsforums.com/showthread.php?t=77653&page=4

teoria grawitacji Brans-Dicke (En) - ciekawa prezentacja:
cosmo05.uni-bonn.de/up/erickson-cosmo05.pdf
Piękna klasyfikacja teorii grawitacji - na dole strony
en.wikipedia.org/wiki/Brans-Dicke_theory

ToE a 'reality show'

[bonobo44]

> w odróżnieniu od tej ostatniej, teoria bran to rozszerzenie
> (szerokie uogólnienie) OTW
> M-teoria natomiast to obok supergrawitacji i teorii (super)strun
> jedna z najciekawszych Teorii Wszystkiego (ToE)


oczywiście nie powinno tu być "natomiast" (albo powinno ono odnosić
się do teorii Jordana-Bransa-Dicke'a ;)
- M-teoria i teoria bran to jedno...

napisałem, ze M-teoria to przykład ToE...
może się wydawać, że stoi to w sprzeczności z moim niedawnym
stanowczym twierdzeniem, że ToE nie istnieje...
nie stoi, jeśli będzie się pamiętało o tym, że wszystkie bez wyjątku
obecnie formułowane ToE mają charakter równouprawnionych hipotez w
stosunku do rzeczywistoścki, którą "dobra" teoria powinna opisywać
JEDNOZNACZNIE i możliwie wiernie...
tymczasem istniejące BYĆ MOŻE MOGĄ (a dokłądniej: być może będą w
stanie) to uczynić pod 2 warunkami:
a) znalezienia odpowiednich ich parametrów (wyłowienia z ich morza
tej jednej gamy pasującej do naszego 'reality show')
b) pod warunkiem obejmowania przez cały możliwy ich zbiór także
naszej rzeczywistości (cząstki wcale nie muszą być M(em)branami,
ani (hiper)(super)strunami, mogą być czymś znacznie bardziej
geometrycznie skomplikowanym, o takim charakterze, który nigdy nie
zmieści się w potencjale poznawczym homo nawet (po)sapiens...