Объясните для чайников, в чем суть теории струн?

Alexandra Kusilova
  · 155,2 K

Чтобы понять основную идею теории струн, сначала нужно немного вникнуть в суть её ближайшего конкурента - стандартной модели. В СМ предполагается, что материя и взаимодействия описываются определенным набором частиц, которые можно поделить на следующие группы: кварки, лептоны, бозоны. Ключевое слово здесь - частицы, то есть минимально возможные в нашем мире микрообъекты, которые невозможно поделить на части, в общем кирпичики мироздания. Отличие ТС состоит в том, что в ней такими кирпичиками выступают не частицы а ультрамикроскопические квантовые струны, которые совершают колебания. Причем разные режимы колебаний (а стало быть, разные частоты колебаний) соответствуют различным частицам стандартной модели ( так как у всех частиц в СМ разные энергии). Здесь важно понимать, что струна не представляет собой никакую материю, а по сути является энергией, и поэтому ТС как бы намекает, что всё, что существует, состоит из энергии.

Самую простую, хотя, может, и не очень удачную аналогию, какую я могу придумать для пущей наглядности - это огонь: когда вы на него смотрите, кажется, что он материален, вроде бы как объект, который можно потрогать, но на деле - просто энергия, которую нельзя потрогать. Только в отличие от огня, через струну или струны нельзя пропустить руку, так как колеблющаяся струна - это как бы возбужденное состояние пространства, которое становится осязаемым.

Кстати, важно отметить, что теория струн претендует на теорию всего. Например, стандартная модель, которая сегодня довольно неплохо подтверждается, способна описать три фундаментальных взаимодействия из четырех: электромагнитное, слабое и сильное, но с гравитацией стандартная модель испытывает проблемы. Теория струн же может описать все четыре взаимодействия, однако за такую универсальность приходится платить сложностью и некоторой неуклюжестью теории - необходимо работать в 11-мерном пространстве времени, в котором 10 пространственных и 1 временное измерение.

И вот еще одно фантастическое свойство ТС

Одна из причин, почему мы не можем наблюдать остальные измерения — локализация — состоит в том, что дополнительные измерения не столь малы, однако в силу ряда причин все частицы нашего мира локализованы на четырёхмерном листе в многомерной вселенной (мультивселенной) и не могут его покинуть. Этот четырёхмерный лист (брана) и есть наблюдаемая часть мультивселенной. Поскольку мы, как и вся наша техника, состоим из обычных частиц, то мы в принципе неспособны взглянуть вовне.

Единственная возможность обнаружить присутствие дополнительных измерений — гравитация. Гравитация, будучи результатом искривления пространства-времени, не локализована на бране, и потому гравитоны и микроскопические чёрные дыры могут выходить вовне. В наблюдаемом мире такой процесс будет выглядеть как внезапное исчезновение энергии и импульса, уносимых этими объектами.

9 июня 2015  · 3,0 K
Почему пространство по этой 11-мерное? И относится ли к этой теории то, что когда частица пролетает через одну из... Читать дальше
Комментировать ответ...
Ещё 12 ответов

Теория струн для чайников от такого же чайника:

Если коротко, то теория струн заключается в том, что элементарные частицы (видимые или предполагаемые) в нашем четырехмерном пространстве-времени являются всего лишь колебанием космических струн в одиннадцатимерном пространстве. То есть вселенная представляет собой бесконечную симфонию струнного оркестра.

Самое поэтичное объяснение, действительно для гуманитариев), спасибо!

Комментировать ответ...
рекламист, выдумщица
Для чайников отлично описал все Хокинг в своей теории всего (далее цитата): "Основным объектом в этих теориях выступают не частицы, занимающие единичную точку в пространстве, а протяженные образования, которые обладают только длиной, но никакими другими измерениями и напоминают петли из бесконечно тонких струн. В каждый момент времени частица... Читать далее

Малядец какая)

Комментировать ответ...
Господа! В. Рот. Мне. Ноги.
Очень точно и ёмко.  20 / 140. Пожалуйста, дайте развернутый ответ, чтобы его было интересно читать. Ответ не может быть меньше 140 знаков.... Читать далее
Комментировать ответ...
Разве пространство "вибрирует"?Вселенная-это энергия в пространстве.Пространство не энергетично (если только не понимать под пространством также и энергию,заключенную в нем).Все события,все,что происходит в мире- есть результат взаимодействия энергий. "Вибрирует",а на самом деле,постоянно изменяется,взаимодействуя между собой, энергия в каждой точке... Читать далее
Комментировать ответ...
Невозможно обьяснить теорию струн, если слушатель не знает ни черта в физике. Добавлю к предыдущим ответам, что 11мерное пространство, в котором эта теория и описана можно попробовать понять и разобрать по ссылке ниже. https://thequestion.ru/questions/37656/kak-obyasnit-rebenku-11-ti-mernoe-prostranstvo-kalabi-yau Грубо говоря, теория струн нужна для... Читать далее
Комментировать ответ...
Выгнали с позором из "Института благородных девиц" за "неприличные" разговоры

Можете бить ногам, но я въехал (уж не знаю, насколько правильно) в эту теорию после того, как посмотрел одну из серий "смешарики-ПИН-КОД". Найдите.

Комментировать ответ...
Теория струн возникла не как плод "сумасшедшей фантазии", а можно сказать,как " случай из практики"–пытались описать движение электрона в атоме...С этим "справилось" уравнение Шрёдингера,которое однако описывает и "поведение" обычной струны...Остальное просто подгонка под эту идею...Кстати,этим уравнением не удалось описать поведение электрона "для... Читать далее
27 мая 2018  · 138
Комментировать ответ...
экономист, спец по фин.моделям
Я ее по дилетантски понимаю так: все вокруг состоит из частиц- молекул, те состоят из атомов. Атомы в свою очередь- из электронов,а дальше идут самые маленькие элементы- кварки. Вот эти кварки состоят из энергии (струн), причем в зависимости от частоты вибрации этой энергии (струн) получаются разные типы кварков. Т.е. вибрация струн энергии предопреде... Читать далее
Да!) До недавнего времени тоже так думал! Пока не стал изучать работы Владимира Ивановича Говорова, да не... Читать дальше
Комментировать ответ...
Когда слышу об неких частицах,материи,времени,гравитации,то уже становится смешно это вновь и вновь слышать,тем паче от учёных мужей.Есть энергия и она есть колебания бесконечного вида волн-это и есть все бесконечные измерения и их не 11...их даже не 111...их бесконечное количество и всё во что переходит энергия-это всё связано с банальным резонансом... Читать далее
Конечно, вы правы, а учёные мужи как всегда несут бред. Ну куда ж учёным мужам до вас то? Это же Вы (!!!), а это... Читать дальше
Комментировать ответ...
Читайте также

Какие разделы физики нужно изучить, чтобы начать понимать фундаментальные понятия квантовой механики?

Программист. Потребитель пельменей.

Надо учить математику, а не физику - линейную алгебру, матанализ, особенно преобразования Фурье. Комплексный анализ. Этого достаточно для того, чтобы начать квантмех.

12 июня 2017  · 1,7 K
Прочитать ещё 1 ответ

Говорят, до Большого Взрыва ничего не было. Что из себя представляет это «ничего»? Это материя или состояние вещества, как это можно объяснить простыми словами?

С моей точки зрения, ответ может быть таким: человеку сложно свыкнуться с мыслью, что есть вопросы, для ответа на которые у современной науки пока недостаточно инструментария, опыта и знаний. Поэтому человечество (не всё, конечно, увы :-) ) пытается ответить на подобные вопросы, используя имеющийся у него в наличии научный потенциал. Про мракобесие я не говорю - оно объяснит что угодно универсальным словом "всевышний". Я говорю про попытки выстроить целостное представление с использованием имеющихся научных данных. Возникают поэтому теории Большого взрыва, Теория струн, пульсирующей вселенной, параллельных миров и пр. А затем появляются подобные вопросы - а что было "до того"? Ну "до" и "после" - это к теории Большого взрыва. А может и не было никакого "до"? То есть сам этот критерий отсутствовал. Как само пространство и время. Как само понятие "ничего". Когда мы говорим "ничего" или "пустота", мы способны эти термины понять просто в силу того, что мы знаем, что такое отсутствие "пустоты". Как говорится, есть с чем сравнивать :-) . Это как проблема добра и зла - нет добра без зла просто в силу того, что без зла нет критерия оценки.

Мне кажется, человечеству просто нужно признать на данном этапе своего развития невозможность достоверно и с научной обоснованностью ответить на заданный автором вопрос. И принять это. Оговорюсь, что это ни в коем случае не означает, что нужно прекратить попытки найти ответы.

Короче говоря, ответ у меня такой - самого понятия "ничего" тоже не было :-) Было, может, что-то иное, недоступное для нашего понимания. Будем надеяться, что пока недоступное.

26 августа  · 11,0 K
Прочитать ещё 26 ответов

Расскажите теорию относительности Эйнштейна простым языком, для человека не давно познакомившегося с физикой?

Эрудит

Я думаю невозможно настолько ее сократить чтобы уместить в один комментарий и чтобы она одновременно была понята человеком не сильно знакомым с наукой. Поэтому советую прочитать научно-популярную книгу Стивена Хокинга "Краткая история времени". Он там доступным языком объясняет и теорию относительности, и квантовую механику, и вообще рассказывает устройство вселенной.

30 июня 2015  · 1,9 K

Теория квантового поля позволяет вселенной появиться из ниоткуда?

В статье " Возможно ли появление Вселенной из ничего"известный российский физик-космолог Я.Б.Зельдович дал исчерпывающий ответ на этот вопрос. Я склоняюсь перед таким научным авторитетом и полностью разделяю его точку зрения на этот вопрос

16 мая  · 15,4 K
Прочитать ещё 5 ответов

В чём заключается теория струн, если объяснять ненаучным языком?

Создатель популярного телеграмм-канала по физике @SciencePhysics Эксперт TheQuestion по...  · tele.click/SciencePhysics

Теория струн подразумевает совокупность идей квантовой механики и теории относительности, представляя элементарные частицы, составляющие атом из ультрамикроскопических волокон, называемых струнами.
Физические законы макромира, то есть мира, в котором существуем мы, значительно отличаются от законов природы в микромире – в пределах которого обитают атомы, молекулы и элементарные частицы. Согласно теории струн, весь мир строится не из частиц, как считается сегодня, а из бесконечно тонких объектов, имеющих способность совершать колебания, что позволяет провести аналогию со струнами. С помощью сложного математического механизма эти колебания возможно связать с энергией, а значит и с массой, другими словами любая частица возникает в результате того или иного типа колебания квантовой струны.
Как и любая недоказанная теория, теория струн имеет ряд трудностей, которые говорят о том, что она требует колоссальной доработки.
К числу этих трудностей, можно приписать эту — в результате вычислений математически был новый тип частиц, эти частицы не могут существовать в природе – тахионы, у которой квадрат массы меньше нуля, а скорость перемещения превышает скорость света.
Ещё одна загвоздка в том, что теория струн существует только в 10- мерном пространстве. Сразу возникает вопрос. Почему же мы не воспринимаем другие измерения? – Ученые пришли к выводу, что на очень маленьких масштабах эти пространства сворачиваются и замыкаются сами по себе, в результате чего нам не удается их определить. Работы по решению проблем и доработки имеющейся математической модели усердно ведутся физиками-теоретиками разных стран мира. Возможно, вскоре мы наконец-то сможем понять структуру окружающего нас мира.
t.me/SciencePhysics

8 ноября 2018  · 16,0 K
Прочитать ещё 6 ответов