Неделя, Юни 10, 2007

Как Теорията на струните решава проблема между ОТО и КМ

Според Общата теория на относителността (ОТО) пространство-времето се изменя плавно при наличието на маса. Според Квантовата механика (КМ) при разглеждане на достатъчно малки области от пространство-времето всичко търпи квантови флуктуации и не може да става дума за плавно изменение. Този нерешим досега проблем вече има своето решение.

Как се получава информация за даден обект? Като се обстрелва с други тела и се отчита тяхното отражение от повърхността на обекта. Съществува принцип, според който размерът на пробната частица определя долна граница на разстоянията, които можем да проучим.

Ускорителите ползват елементарни частици, за да изследват структурата на ускорените частици. В субатомни мащаби най-уместната мярка за чувствителността на пробното тяло е квантовата дължина на вълната му. Тази дължина е обратнопропорционална на енергията (Е) на частицата: Колкото по-висока Е има тя, толкова по-детайлно може да опише изследваното тяло.

При струните обаче увеличаването на Е не води до увеличаване на точността, защото над определена граница Е води до увеличаване размера на струната (разтяга се) и намаля чувствителността й към малки разстояния. Струната има два източника на "размазване": квантовите трептения и собствения й размер. Като увеличаваме Е се намалява размазването от първия източник, но се увеличава размазването от втория.

Квантовите флуктуации се появяват при субпланкови дължини, но ако фундаменталният градивен блок на вселената не може да се ползва за наблюдение на тези флуктуации, нито този блок, нито нещо изградено от него не може да се повлияе от тези флуктуации. Струните един вид "размазват" квантовата пяна и въпреки че не изглаждат пространство-времето изцяло, те елиминират несъвместимостта между ОТО и КМ. Безкрайностите в уравненията на физиците вече ги няма.

В Теорията на струните схващането, че можем да увеличаваме дадена област от пространството безгранично не е вярно. Съществува граница, която се появява преди да се сблъскаме с пагубните флуктуации. С други думи, щом не можем да "видим" тези флуктуации, то те не съществуват.

Това решение ли е за проблема, или просто си затваряме очите за него?

В известен смисъл, проблемът с квантовата пяна се появява когато разглеждаме частиците като точки и когато изследваме безкрайно малки части от пространството — т.е. самите ние сме създали проблем (поради приемането за точков характер на частиците). Според новите правила (Теорията на струните) излиза, че има долна граница и не можем да разглеждаме по-малки зони от пространството.
"Така виждаме, че пагубните пространствени флуктуации са се получили в нашите теории, защото не сме знаели за тези ограничения и сме били подведени от модела на точковите частици да минем далеч отвъд пределите на физическата реалност." — "Елегантната вселена", стр. 208

0 бр. коментари: