Глава 14

Все темы данного раздела:

Грин Б. Элегантная Вселенная. — М.: Едиториал УРСС, 2004. — 288 с.
ЭЛЕКТРОННОЕ ОГЛАВЛЕНИЕ Выдержки из рецензий на книгу Брайана Грина  «Элегантная Вселенная» Грин затрагивает потрясающее

New York
Брайан ГРИН ЭЛЕГАНТНАЯ ВСЕЛЕННАЯ Суперструны, скрытые размерности и поиски окончательной теории  

Таблица 1.2
Четыре фундаментальных типа взаимодействий, существующих в природе; частицы, переносящие эти взаимодействия, и их массы (в единицах массы протона). (Переносчики слабого взаимодействия имеют различн

Влияние на время. Часть I
Используя постоянство скорости света, можно с минимальными усилиями показать, что привычная обыденная концепция времени неверна. Представим себе лидеров двух воюющих держав, сидящих на противополож

Влияние на время. Часть II
Дать абстрактное определение времени трудно — попытки сделать это часто кончаются отсылкой на само слово «время» или приводят к запутанным лингвистическим конструкциям, цель которых состоит в том,

И все же: кто движется?
Относительность движения является ключом к пониманию теории Эйнштейна и одновременно источником недоразумений. Вы могли заметить, что перестановка точек зрения приводит к взаимному изменению ролей

Верна ли общая теория относительности?
В экспериментах, выполненных с использованием современной техники, не было обнаружено отклонений от предсказаний общей теории относительности. Только время сможет показать, позволит ли возрастающая

Что представляют собой порции?
Планк не мог обосновать гипотезу дискретности энергии волн, играющую центральную роль в предложенном им решении. За исключением того, что это работает, ни у Планка, ни у кого-либо еще не было никак

Волна или частица?
Каждому известно, что вода (и, следовательно, волны на поверхности воды) состоит из огромного количества молекул. Поэтому так ли удивительно, что световые волны тоже состоят из огромного числа част

Волны чего?
Явление интерференции, открытое Дэвиссоном и Джермером, реально продемонстрировало, что электроны подобны волнам. Но при этом возникает естественный вопрос: волнам чего? Одно из первых предп

Соотношение неопределенностей является сердцевиной  квантовой  механики.
Свойства, которые кажутся нам обычно столь фундаментальными, что не вызывают никаких сомнений, — что объекты имеют определенное положение и скорость, и что в определенные моменты времени они имеют

Снова атомы в духе древних греков?
Как мы говорили в начале данной главы, и как показано на рис. 1.1, теория струн утверждает, что если бы мы могли исследовать точечные частицы, существование которых предполагает стандартная модель,

Ловкость рук?
Обсуждение, приведенное выше, может оставить у вас чувство неудовлетворенности. Вместо того чтобы показать, что теория струн укрощает субпланковские флуктуации структуры пространства, мы, похоже, и

Не только струны?
Струны имеют две важных особенности. Во-первых, несмотря на конечность пространственных размеров, они могут быть непротиворечиво описаны в рамках квантовой механики. Во-вторых, среди резонансных мо

Как выглядят свернутые измерения?
Дополнительные пространственные измерения теории струн не могут быть свернуты произвольным образом: уравнения, следующие из теории струн, существенно ограничивает геометрическую форму, которую они

Таблица 10.2
Аналогична табл. 10.1, но значение радиуса выбрано равным 1/10     Таблица 10.1     Таблица 10.2

Насколько общий этот вывод?
Что произойдет, если пространственные измерения не являются циклическими? Будут ли и в этом случае справедливы замечательные утверждения теории струн о минимальных пространственных размерах? Никто

Приближает ли к ответу приближение?
Нельзя сказать заранее. Хотя математические формулы, соответствующие диаграммам, значительно усложняются при увеличении числа петель, теоретикам удалось установить одно очень важное свойство. Подоб

Помогает ли это в неразрешенных вопросах теории струн?
И да, и нет. Нам удалось достичь более глубокого понимания, освободившись от некоторых выводов, которые, как стало ясно теперь, были следствиями использования теории возмущений, а не истинных принц

Позволяет ли теория струн продвигаться вперед?
Да. Совершенно неожиданный и весьма утонченный подход к изучению черных дыр в рамках теории струн начинает давать первые теоретические обоснования взаимосвязи между черными дырами и элементарными ч

Насколько черно черное?
Оказалось, что Хокинг тоже думал о схожести закона об увеличении площади горизонта черной дыры и закона о неминуемом росте энтропии, но решил, что эта аналогия есть просто совпадение, и выбросил ее

Ваш выход, теория струн!
Но так было до конца 1996 г., пока Строминджер и Вафа, опираясь на более ранние результаты Сасскинда и Сена, не написали работу «Микроскопическая природа энтропии Бекенштейна и Хокинга», появившуюс

Почему три?
Здесь сразу же возникает вопрос: в чем причина того, что при понижении симметрии для расширения отбираются ровно три пространственных измерения? Иными словами, кроме имеющегося экспериментального ф

До начала?
Так как точные уравнения теории струн неизвестны, Бранденбергеру и Вафе пришлось делать немало допущений и приближений в своих космологических исследованиях. Недавно Вафа сказал: «В нашей работе по

Что является фундаментальным принципом теории струн?
Один из универсальных уроков последнего столетия состоит в том, что известные законы физики находятся в соответствии с принципами симметрии. Специальная теория относительности основана на симметрии

Что есть пространство и время на самом деле, и можем ли мы без них обойтись?
В предыдущих главах мы часто вольно использовали понятия пространства и пространства-времени. В главе 2 мы описали эйнштейновское понимание того, что пространство и время нерасторжимо перемешаны бл

Приведет ли теория струн к переформулировке квантовой механики?
Вселенная подчиняется законам квантовой механика с фантастической точностью. Однако даже с учетом этого, при формулировке теорий за последние полвека физики следовали, конструктивно говоря, стратег

Можно ли теорию струн проверить экспериментально?
Среди многих свойств теории струн, которые мы обсудили в предыдущих главах, возможно, особенно важны три нижеследующих. Во-первых, гравитация и квантовая механика являются неотъемлемыми принципами

Существуют ли пределы познания?
Объяснение всего — даже в ограниченном смысле понимания всех сторон взаимодействий и элементарных составляющих Вселенной — есть одна из величайших задач, с которыми когда-либо сталкивалась наука. И

Глава 1
1.   Таблица справа — расширенный вариант табл. 1.1. В нее входят массы и константы взаимодействия элементарных частиц всех трех семейств. Кварк каждого типа может обладать тремя значениями сильног

Глава 2
1.   Присутствие массивных тел, подобных нашей Земле, усложняет картину за счет добавления гравитационных сил. Поскольку мы сфокусируем свое внимание на движении в горизонтальном, а не в вертикальн

Глава 3
1.   Isaac Newton, Sir Isaac Newton's Mathematical Principle of Natural Philosophy and His System of the World, Irans. A. Motleand Florian Cajori. Berkeley: University of California Press, 

Глава 4
1.   Richard Feynman, The Character of Physical Lain. Cambridge, Mass.: MIT Press, 1965, p. 129, (Рус. пер.: Феинман P. Характер физических законов. М.: Мир, 1968.) 2.   Хотя

Глава 5
1.   Stephen Hawking, A Brief History of Time. New York: Bantam Books, 1988, p. 175. (Рус. пер.: Хокинг С. От Большого взрыва до черных дыр. М.: Мир, 1998.) 2.    Цитируется

Глава 6
1.   Знающий читатель поймет, что в данной главе рассматривается только пертурбативная теория струн; выходящие за рамки теории возмущений аспекты обсуждаются в главах 12 и 13. 2.   Интервь

Глава 7
1.   Цитируется по книге R. Clark, Einstein: The Life and Times. New York: Avon Books, 1984, p. 287. 256                                                                  При

Глава 8
1.   Эго простая идея, однако, поскольку несовершенство нашего обычного языка приводит иногда к недопониманию, приведем два пояснения.  Во-первых, мы считаем, что муравей живет на поверхности

Глава 9
1.   Edward Witten, Reflections on the Fate of Spacetime, Physics Today, April 1996, p. 24. 2.   Интервью с Эдвардом Виттеном, 11 мая 1998 г. 3.   Sheldon Glashow and Paul

Глава 10
1.   Отметим для  полноты,  что хотя  большая  часть приведенных  выше аргументов в равной  степени справедлива как для открытых струн (струн со свободными концами), так и для замкнутых струн (кото

Глава 11
1. Для читателя, склонного к математической строгости рассуждений, будет понятно, что вопрос состоит в том, является ли топология пространства динамической, т. е. может ли она меняться во времени.

Глава 12
1.   Цитируется по книге: John D. Barrow,  Theories of Everything. New York: Fawcett-Columbine, 1992, p. 13. (В рус.  пер. цитата есть в книге:  Кузнецов Б. Г. Эйнштейн: Жизнь. Смерть

Глава 13
1.   Знающему читателю будет понятно, что при преобразованиях   зеркальной   симметрии   коллапсирующая  трехмерная  сфера  одного  пространства Калаби—Яу отображается на коллапсирующую двумерную с

Глава 15
1.   Интервью с Эдвардом Виттеном, 4 марта 1998 г. 2.   Некоторые теоретики усматривают указание на эту идею в голографическом принципе — концепции, выдвинутой Сасскиндом и известны

Размышления о космологии.........   224
Стандартная космологическая модель ....   224 Проверка модели Большого взрыва......   225 От планковских времен до сотых долей секунды после Большого взрыва........   227

Сажин М. В. Современная космология в популярном изложении.
Чернин А. Д. Звезды и физика. Розенталь И.Л., Архангельская И.В. Геометрия, динамика, Вселенная. Левитан Е.

Грюнбаум А. Философские проблемы пространства и времени.
Серия «Синергетика: от прошлого кбудущему» Трубецков Д. И.Введение в синергетику. Малинецкий Г. Г., Потапов А. Б.