Комментарии 23
Думается, М-теория действительно продвинулась дальше всех, вот только сейчас находится в застое. Самая большая проблема — она объясняет то, что мы наблюдаем в физике, но и еще нескончаемое множество альтернативных вселенных с другой физикой (путем замены параметров в теории), и абсолютно непонятно, каким образом выбрать правильную модель. То есть, она обладает нулевой предсказательной силой, и совершенно бесполезна в настоящем состоянии, хоть и очень элегантная.
Вот тут еще хороший пост о разных проблемах теории струн.
И не зря сейчас почти никто ей не занимается, а некоторые известные струнные теоретики сменили сферу деятельности.
Чтобы было понятнее:
Представим нашу вселенную точкой на плоскости. У каждой точки есть конкретные координаты x и y. Именно они описывают свойства этой точки (ее расположение).
М-теория гласит что в таком случае у вселенной может быть координата X и Y. При этом нет никакой возможности узнать конкретные значения X и Y.
Т.е. они описывает и нашу вселенную и все другие, включая полностью ортогональные нам без всякого шанса сделать различия.
В моем комменте "нескончаемое" было эпитетом, а не характеристикой (иначе сказал бы бесконечное). При таком количестве вариантов, как в М-теории, для физики в общем все равно, их бесконечно или просто очень-очень много.
Потому что, если их всё же определённое число, этих вариантов вселенных, то получается, мы живём в мире кольце, а вся наша наука, нынешняя, таки доходит именно до бесконечности, а не определённого значения.
И это доказывает, что проблема в ошибочном представлении механизма гравитации на качественном уровне. Это не обмен гравитонами по примеру других взаимодействий. И нет нужды в дополнительных пространственных измерениях, свёрнутых в нашем пространстве. Её механизм работает иначе.
Теоретики квантовой гравитации хотят получить на крупных масштабах ОТО, но ни Эйнштейн, ни Ньютон не знали механизма гравитации. Возможно, что теории Ньютона и Эйнштейна одинаково неполны, ведь они требуют для описания вращений галактик и кластеров дополнительной тёмной материи, пятикратного превышающей по массе барионную материю, а частицы ТМ до сих пор не найдены.
Ньютон хотя бы пытался представить механизм гравитации на "квантовом уровне". Он предполагал, что плотность упругого эфира в телах меньше, чем вне тел, и эфир, расширяясь, придавливает тела друг к другу в соответствии с открытым им законом ("Оптика", 3 книга, 21 вопрос). То есть кванты этой среды, эфироны, должны поглощаться материей тел, что и создаёт приток к телам более плотного эфира из окружающего пространства. Вот этот механизм гравитации и нужно бы проработать современным теоретикам.
И вовсе необязательно представлять в нём эфир как мельчайшие твёрдые шарики, быстро летящие в разные стороны. Так представлял его Лесаж для своей "теневой" гравитации. Но Максвелл, сам сторонник эфира, математически доказал, что такой механизм не годится: эфироны (лесажёны) должны ударять в тела с такой силой, что вызовут расплавление тел. Поэтому плотная среда должна быть иной, проявляющей себя как физический вакуум в микромасштабах и как космический вакуум в космологических масштабах. Её элементы, кванты, должны быть взаимно сжатыми.
Мы немного поспорили на эту тему с Ником Горькавым, физиком-теоретиком, автором оригинальной теории пульсирующей Вселенной: https://don-beaver.livejournal.com/193726.html
Его главный аргумент против "поглотительного" механизма гравитации таков: "Вы нарушаете азы физики: для одинакового ускорения у вас плотность эфирного потока должна быть гораздо больше плотности любых тел. А это значит, что она должна быть как, например, ртуть. Мы бы её заметили. А если эфир легче, к примеру, свинца, то ускорение тел будет зависеть от их массы. Возьмите пылесос с потоком легкого воздуха — он хорошо всасывает бумагу и плохо — гайки."
От продолжения спора он отказался, и вскоре меня забанил. А как вы думаете, можно ли заметить высокую плотность среды (эфира, вакуума), если она стремится к расширению, а не к сжатию, как гравитирующая материя?
Я полагаю, что заметить её можно именно во влиянии на свободно падающие в гравполе тела. Их падение с одинаковым ускорением — вне зависимости от их собственной плотности — вызывается средой, текущей с тем же ускорением среды в массивное тело, что и является гравполем этого тела. Или же её влияние замечается в периодическом колебании зеркал гравитационных интерферометров, ведь не пустота же вызывает их колебание.
Для вывода поглощённых материей квантов пространства следует ввести 5 измерение, но не пространственное или временное, а масштабное, о его сущности я упоминал в первой своей публикации. Всё равно же надо как-то объяснять и природу тёмной энергии — примерное постоянство плотности энергии космического вакуума при расширении его вселенского объёма. Источником возобновления плотности этой среды как раз и служит 5 измерение.
Может, у этого механизма гравитации есть какие-то принципиальные логические изъяны? Что мешает теоретикам обратить на него внимание при фактическом кризисе струнных теорий?
— Я их не выдумывал, они существуют!
— В какой это такой Вселенной?
— Во всех, в этом-то и вся суть!
Правда там есть 2 проблемы:
1. У этих параметров все же есть хотя бы несколько логических ограничений на соотношение некоторых из них (я так предполагаю).
2. По теории Великого объединения константы зависят от масштаба энергии (включая часть из этих 18 параметров) в виде некоторых формул (которые должны в недоступном для эксперимента на ускорителях стремиться к одинаковому типу зависимости).
Число вариантов компактификации дополнительных измерений не менее 10 в 100 степени. А выбрать вариант, который бы соответствовал «нашей» Стандартной модели на текущий момент можно только полным перебором «ландшафтов». И вот тут мы понимаем, что протонов нам явно не хватит, чтобы посчитать.
Я конечно в физике высоких энергий и соответствующей математике понимаю не многим больше, чем студент после 3 семестров физики и вышки. Но мне казалось, что Теория струн — это попытка вывести те «бесконечность в степени 18» вариантов Вселенной из каких-то принципов, которые ограничат эти варианты.
Пока что я так понимаю, что в теории есть 2 проблемы:
1. Выходят те самые 10 в 100 (500 или 1000) вариантов.
2. Не выходит придумать эксперимент (на энергиях, доступных для измерения), который вообще мог проверить упомянутые выше принципы. Как вариант — проверка этих принципов дала бы определить некоторые параметры, не входящие в Стандартную модель, но задающие определенные свойства элементарных частиц (фермионов) или полей (бозонов).
Один философ даже утверждал, что статус теории струн, как единственной из известных непротиворечивых теорий, считается доказательством её истинности.
Этим философом был Альберт Эйнштейн Шерлок Холмс.
Вот-вот. Математически она, конечно, красива и все такое. Только к физике отношения не имеет (пока по крайней мере).
P.S. Не знаю, как с физикой, но в случае абстрактных теорий многомерной математики иногда математикам удается доказать факт существования решения при определенных параметрах не находя само решение. В шутку скажу, что для той задачи в 10- и 11-мерном пространстве доказали возможность решения.
pdg.lbl.gov/2017/listings/contents_listings.html
А потом — предсказать хотя бы что-то, что не может предсказать СМ.
Хоть процесс взаимодействия гравитонов с глюонами энергией свыше 50 ГэВ в СО ЦМ.
Я правильно понимаю, что это generic теория, которая параметризуется физическими константами? То есть, чем точнее мы их будем знать, тем точнее сможем определить остальные параметры нашей вселенной, и тогда теория обретёт предсказательную силу в той или иной степени?
Теоретики могли подсчитать, что происходит, когда две гравитонные струны сталкиваются на высоких энергиях, но оказывались бессильны перед слиянием гравитонов настолько экстремальным, что оно порождает чёрную дыру.
На самом деле это вообще экстремальный случай. Пока было бы неплохо, если бы теория струн дала какие-то ответы хотя бы в рассчете эффектов 3 более «сильных» взаимодействий на масштабе энергий 1 МэВ..10^15 ГэВ (или сколько там в теории великого объединения?).
А так, результатми теории должны быть массы хотя бы тех 9 фермионов, у которых она точно есть — u, d, s; c, b, t; e, mu, tau. Дальше — описать их взаимодействие с точки зрения того, что эти частицы и их энергия есть колебания струн.
Как я писал выше, есть как минимум 18 «свободных» параметров в Стандартной модели. Если в теории струн их будет меньше — уже хорошо.
P.S. Но размерность пространства, в которой они колебаются — это тоже свободный параметр.
Почему М-теория — главный кандидат на Теорию всего