Autorul este complet de acord cu observația lui V. Aleksandrov și consideră că a atras în mod corect atenția asupra unui aspect al uneia dintre întrebările fundamentale ale fizicii teoretice moderne. Cu toate acestea, legile popularizării științifice nu permit întotdeauna să descriem cu exactitate și rigurozitate teoriile moderne ale spațiului-timp. Acest lucru este confirmat de lucrările unor oameni de știință de excepție precum Hawking, Kaku, Green, Vilsnkin.
Prin urmare, dacă ignorăm ingeniozitatea conform căreia spațiul fizic multidimensional se dovedește a fi crescut cu numărul de coordonate carteziene școlare, așa cum se găsește adesea în literatura de specialitate, atunci avem nevoie de o întreagă poveste despre „de unde provin” dimensiunile suplimentare și cum sunt folosite în fizica modernă.
Misterul voinței lui Einstein
Există o legendă care, cu puțin timp înainte de a pleca într-o altă lume cu cuvintele: „Ei bine, acum voi afla cum funcționează”, marele fizician Albert Einstein a reușit să combine toate câmpurile fizice cunoscute într-o singură formulă. Geniul și-a notat calculele într-un simplu caiet școlar, pe care l-a intitulat „Teoria câmpului unificat”. Creatorul genial al noii fizice s-a gândit mult la soarta ulterioară a descoperirii sale de epocă și, în final, a decis că umanitatea nu era încă pregătită să controleze spațiul în timp și să călătorească în alte dimensiuni …
Zvonurile despre „Testamentul lui Einstein” s-au răspândit imediat după moartea sa, iar sursele lor sunt încă neclare. Poate că acest lucru se datorează lucrărilor neterminate ale omului de știință, în care există lacune și subestimări ciudate. În același timp, majoritatea biografilor săi sunt siguri că, dacă „Testamentul lui Einstein” ar exista, atunci, cel mai probabil, acesta a fost ars și împrăștiat, împreună cu cenușa sa, pe întinderile Atlanticului, în funcție de ultima voință a geniului.
Lumea uimitoare a lui Einstein se bazează pe teoria sa relativității, care leagă gravitația de geometria spațiului-timp în sine. Aceasta poate fi gândită ca o suprafață elastică în care toate corpurile formează pâlnii în formă diferită. De exemplu, toate corpurile sistemului solar se vor derula în depresiunea spațială a stelei noastre, iar pâlnia pământului va conține luna, sateliți artificiali, toate obiectele de la suprafață și, bineînțeles, tu și mine.
Un succes extraordinar pentru teoria lui Einstein a venit după descoperirile astronomice ale devierii razelor de lumină de la stelele îndepărtate de lângă Soare. Mult mai târziu, astronomii au înregistrat și lentile gravitaționale cosmice uimitoare. Așa că s-a rezolvat ghicitoarea intrigantă a mai multor imagini cu obiecte aproape stelare foarte îndepărtate - quasari. Galaxiile mai apropiate își distorsionează imaginea cu „ondulările lor de spațiu-timp”, provocând apariția unor figuri atât de bizare precum celebrul „cruce al lui Einstein”.
Video promotional:
Dar minunile lumii lui Einstein nu sunt limitate la acest aspect. Teoria relativității explică modul de a intra în alte dimensiuni!
Pentru a face acest lucru, trebuie să vă scufundați în găurile fără fund în spațiul de lângă celebrele găuri negre. Și, deși oamenii de știință încă se ceartă în ceea ce este în interiorul unor astfel de „colaps gravitaționale”, unde materia pare să cadă „în sine”, Einstein însuși, împreună cu colegul său Nathan Rosen, au prezis cu încredere că era acolo că adevărata cale către alte dimensiuni era ascunsă. … Au reușit să construiască un fel de tranziții matematice între punctele „punctării” spațiului-timp. „Podurile Einstein-Rosen” pot conecta părți foarte îndepărtate ale universului vizibil al Metagalaxiei, deși multe detalii nu sunt clare aici.
Astăzi, fizicienii nu mai sunt surprinși de noile modele de „găuri de vierme” și „găuri de vierme” care duc, conform teoriei gravitației lui Einstein, în necunoscutul din miezul găurilor negre. Pe de altă parte, teoria relativității în sine evoluează constant. Poate că în curând teoreticienii vor putea combina electromagnetismul cu gravitația, făcând realitatea visului principal al marelui om de știință. Pe această cale, multe speranțe sunt asociate cu dezvoltarea ulterioară a teoriei Einstein despre supergravitate, care unește incomparabilul micro- și macrocosmos.
Aproximativ vorbind, esența supergravității este prezența unor dimensiuni suplimentare în spațiul-timp 11 dimensional. Aici se deschide un domeniu nelimitat pentru fanteziile fizice și matematice. La urma urmei, așa cum am menționat deja, teoretic este posibil să găsiți atât lumi-particule, cât și universuri întregi, „ambalate” în alte dimensiuni.
Autorul reprezintă pe deplin indignarea multora dintre colegii săi care au citit ultimele rânduri. Spre regretul nostru cel mai profund, în niciun caz nu este posibil să spunem mai mult sau mai puțin strict despre noile teorii ale spațiului-timp într-un articol. La urma urmei, aparatul matematic al teoriei grupurilor este extrem de dificil de popularizat.
Cu toate acestea, nu este nevoie să pierdem speranța: teoria relativității a fost considerată și odată cea mai dificilă construcție matematică, dar astăzi este studiată cu succes în școală.
Misterul dimensiunilor ascunse
Construind teorii moderne despre alte spații și dimensiuni, fizicienii teoretici s-au întâlnit odată cu un rezultat foarte ciudat, publicat încă de la începutul anilor 20. din secolul trecut, profesor de Koenigsberg la Universitatea Theodor Kaluza.
Acest fizician polonez-german de la bun început a apreciat profundul potențial inerent al teoriei relativității și, pe baza acesteia, a creat o serie de construcții geometrice originale pentru diferite zerouri fizice. În pasul următor, el a decis cu îndrăzneală să combine geometria gravitației și electromagnetismul. În cele din urmă, Kaluza a fost capabil să obțină în mod neașteptat un spațiu în cinci dimensiuni neobișnuit curbat, inclusiv atât gravitația cât și câmpul electromagnetic al lui Maxwell.
Multă vreme, contemporanii au văzut construcțiile lui Kaluza ca doar un puzzle matematic care nu avea niciun analog în lumea fizică. În 1926, fizicianul și matematicianul suedez Oskar Klein a preluat dezvoltarea teoriei lui Kaluza, după care a devenit cunoscută sub numele de teoria Kaluza-Klein.
Această lucrare pe jumătate uitată l-a interesat la un moment dat pe Einstein, împingându-l spre cauza întregii sale vieți ulterioare - căutarea Teoriei Unificate a Câmpurilor. Spre regretul său profund, nu a putut avansa pe această cale, deoarece nu a putut încadra existența particulelor elementare în construcțiile sale. A trecut o jumătate de secol până când ideile lui Kaluza i-au interesat pe creatorii moderni ai Teoriei a Totului (așa cum fizicienii numesc o teorie unificată a tuturor particulelor și forțelor cunoscute). Aici a apărut ideea unui spațiu real multidimensional, în care geometria conectează toate câmpurile fizice existente.
În mod firesc, apare imediat o întrebare evidentă: cum se manifestă dimensiunile spațiale suplimentare în lumea înconjurătoare? Răspunsul este un termen - compactificare. Aceasta înseamnă că fiecare dimensiune „în plus” dincolo de cele trei cunoscute este curbată ca un arc pe o scară supermicroscopică. Aici apare un „peisaj” izbitor al teoriei jetului, în care cele mai mici obiecte materiale nu arată ca puncte obișnuite, ci structuri extinse. Vibrând ca șirurile obișnuite, acestea generează spectrul tuturor particulelor elementare cunoscute.
Așa intră în lumea noastră cele mai „obișnuite” dimensiuni multidimensionale, atât de iubite nu numai de fizicienii teoretici, ci și de scriitorii de ficțiune științifică. Îi poți vedea cumva? Sau măcar indirect simțiți prezența acestor adâncimi ale microcosmosului?
Calculele arată că acest lucru necesită energii complet inimaginabile, iar un accelerator de particule care să studieze această problemă va ocupa întregul sistem solar. Cu toate acestea, oamenii de știință nu pierd inima și caută noi modalități de a spațiu multidimensional. Este posibil să fie unele fenomene spațiale încă necunoscute și efecte noi asupra generației următoare a LHC …
Ramuri Metaverse
Construcțiile teoretice ale lumilor multidimensionale au devenit comune în rândul matematicienilor din anii 1920. din secolul trecut, dar fizicienii de la bun început i-au tratat cu mari prejudecăți. La urma urmei, este suficient să adăugați o dimensiune suplimentară, iar planetele vor începe să se desprindă de orbitele lor, iar materia va deveni instabilă, prăbușindu-se în atomi separați. Toate acestea sunt descrise remarcabil în cartea proeminentului istoric științific și popularizator G. E. Gorelik, care se numește "De ce spațiul este tridimensional?" Multe ilustrații strălucitoare de artă populară din lumea de mai multe dimensiuni pot fi găsite în lucrările matematicianului M. Gardner. Aceste cărți nu numai că analizează profund științific dimensiunea Lumii noastre, ci iau în considerare și opțiuni alternative, în care nu ar exista loc doar pentru o persoană și pentru viața proteică în general.
Cu toate acestea, mult mai des există lucrări în care lumile multidimensionale practic nu diferă de Universul nostru cu patru dimensiuni, ci doar conțin un număr mai mare de coordonate. În acest sens, excelentul fizician american, laureatul Nobel Steven Weinberg, a remarcat odată că aceasta seamănă cu poziția ufologilor, care sunt copleșitor de siguri că în contact cu extratereștrii vom întâlni cu siguranță, dacă nu chiar bărbați verzi din farfurii zburătoare, atunci cu siguranță cu ceva ceva similar cu gândacii sau caracatițele.
O altă problemă de lungă durată, considerată încă din cele mai vechi timpuri, este legată de dimensionalitatea Universului nostru: care sunt particulele minime din care constă spațiul și timpul? Cele mai mici celule ale spațiului timpului pot fi găsite atât în teoriile cu privire la supragravitate cuantică cât și în modelele de superstring. Toate acestea sunt amplasate în spațiul unei alte dimensiuni, oarecum amintind de o bucată de pânză țesută din fibre cu coarde. În acest caz, teoreticienii prevăd cu prudență că aceste obiecte extrem de mici sunt fundamental neobservabile și se pot manifesta într-un fel doar la energii ultrahigh.
Teoreticianul principal al superstratului Juan Maldaseia a remarcat recent aforistic că fizicienii moderni trăiesc în așteptarea unui miracol, când un experiment neașteptat sau chiar o observație spațială confirmă faptul că scheletul Universului conține oase suplimentare de dimensiuni invizibile.
În acest caz, ar trebui să avem răbdare doar …
Misterele spațiului-timp
Trebuie menționat că jurnaliștii și scriitorii au observat de mult confuzia care domnește în teoriile fizicienilor. Deci, opinia larg răspândită în mediul pseudo-științific literar este aceea că orice minuni și transformări concepibile sunt opera străinilor din alte dimensiuni. Vrăjitorii și psihicii moderni merg chiar mai departe. Cei care cred cu seriozitate că trucurile lor paranormale sunt explicate prin spațiul unei alte realități. Este destul de firesc ca cel mai „la modă” concept teoretic al Universului multiplu - Multiverse să fie strâns legat de versiunile multidimensionale de generalizare a superstrings în altele asemenea. "M-teorie".
Teoria M conține multe opțiuni pentru alte dimensiuni. Se bazează pe dimensiuni „răsucite”, care sunt „rămășițe extradimensionale” ale nașterii Universului nostru în cataclismul monstruos al Big Boil. În astfel de speculații științifice (deci teorizarea fără o bază experimentală suficientă este destul de corect numită), chiar înainte de „începutul tuturor” în protospațiul altor dimensiuni, au avut loc anumite procese care au dus la începutul istoriei Universului nostru.
Totuși, aici trebuie să recunoaștem că nici fizicienii elementari, care împărțesc particule chiar în fundul materiei, nici astrofizicienii, care au ajuns la limitele extreme ale Metagalaxiei, nu au înregistrat niciodată miracole care să indice prezența unui subspațiu „de altă dimensiune” în realitatea noastră …
Totuși, absența dimensiunilor suplimentare este, de asemenea, foarte importantă. La urma urmei, acest lucru ne permite să înțelegem de ce Lumea noastră se dezvoltă în acest mod, ceea ce, la rândul său, poate da o cheie noilor legi fundamentale ale evoluției Universului.
