ПАРАЛЕЛНИ СВЕТОВЕ. СТРУННАТА ТЕОРИЯ - четвърта част

                                 СТРУННАТА ТЕОРИЯ

Всичко това се променило с появата на една смайваща нова теория, наречена суперструнната теория. До 80-те години на XX в. физиците се давели в море от субатомни частици. Всеки път когато разбивали на парчета един атом с мощните ускорители на частици, те откривали десетки нови частици, които се разделяли. Това било толкова обезсър­чаващо, че Дж. РобъртОпънхаймер обявил, че Нобеловата награда по физика трябва да бъде дадена на физика, койтото не е открил нова частица през тази година! (Енрико Ферми, ужасен от размножаването на субатомни частици с имена, които звучели като на гръцки, казал: „Ако можех да запом­ня имената на всички тези частици, щях да стана бота­ник.) След десетилетия усилен труд този зоопарк от час­тици успял да бъде подреден в нещо, наречено „стандартен модел“. Милиарди долари, потта на хиляди инженери и фи­зици, и двадесет Нобелови награди са отишли за мъчителното сглобяване, парче по парче, на стандартния модел. Той е наистина забележителна теория, която като, че ли се съгласува с всички експериментални данни, свързани със субатомните частици.

Но въпреки всичките си експериментални успехи стан­дартният модел страда от един сериозен дефект. Както каз­ва Стивън Хокинг: „Моделът е грозен и е създаден за слу­чая.“ Той съдържа поне деветнадесет свободни параметъра (сред които влизат масите на частиците и силата на техните взаимодействия с други частици), тридесет и шест кварки и антикварни, три точни и резервни копия на субчастиците и множество странно звучащи субатомни час­тици като тау неутрината, глуоните на Йанг-Милс, Хигс- бозоните, W-бозоните и Z-частиците. Нещо по-лошо. В стандартния модел не се споменава за гравитацията. Струва се, че е трудно да се повярва, че природата на своето най-висше, фундаментално равнище може да действа толкова наслуки и да бъде неелегантна във висша степен. Така се появява теория, която само една майка може да обича. Самата неелегантност на стандартния модел принуждава физиците да направят повторен анализ на всичките си допускания за природата. Нещо било сбъркано, и то страшно много! Ако човек анализира последните няколко века във физиката, едно от най-важните постижения през последното столетие било обобщаването на цялата фундаментална физика в две големи теории: квантовата теория (представена от стандартния модел) и Айнщайновата теория на общата относителност (описваща гравитацията). Забележителен е фактът, че заедно те представляват общият сбор на цялото физическо познание в областта на физиката на фун­даментално ниво. Първата теория описва света на миниатюрното - субатомния квантов свят, в който частиците иг­раят фантастичен танц, изниквайки от нищото, изчезвай­ки в него и появявайки се на две места по едно и също вре­ме. Втората теория описва света на макрокосмоса - чер­ните дупки и Големия взрив, и си служи с езика на гладки­те повърхности, разтегнатите тъкани и деформираните плоскости. Теориите са противоположни във всяко отно­шение, тъй като използват различна математика, различ­ни допускания и различни физически визуални образи. Става така, сякаш природата е имала две ръце, като нито едната от двете не е поддържала връзка с другата. Нещо повече, всеки опит за свързване на тези две теории е водел до безсмислени отговори. В продължение на половин век всеки физик, който се е опитвал да уреди чрез посредни­чеството си насилствен брак между квантовата теория и общата относителност, е установявал, че теорията избухва в лицето му, давайки безкрайно много отговори, които в крайна сметка се обезсмислят.

Всичко това се променя с появата на суперструнната тео­рия, която постулира, че електронът и другите субатомни частици не са нищо друго освен различни вибрации на стру­на, които действат като съвсем малко кръгло ластиче. Ако човек удари кръглото ластиче, то вибрира в различни ладове, като всяка нота съответства на различна субатомна час­тица. По този начин суперструнната теория обяснява стотиците субатомни частици, които са открити досега в ускорителите на частици. На практика теорията на Айнщайн се очертава като една от най-ниските вибрации на струната.

Струнната теория бе приветствана като „теория на всич­ко“, като легендарната теория, която се е изплъзвала на Айнщайн през последните тридесет години от неговия живот. Айнщайн искал една-единствена, всеобхватна теория, която ще обобщава всички физични закони - теория, коя­то ще му позволи „да чете мислите на Бога“. Ако струнна­та теория наистина обединява гравитацията с квантовата теория, тя представлява върховното постижение на науката, връщайки се мислено още преди две хиляди години, когато гърците са си задали въпроса от какво се състои материята.

СТИГА ТОЛКОВА, ЧЕ СТАНА ДЪЛГО……..

Със следващата статия ще продължим за Струнната теория и  не само с нея………,а ще засегнем и въпроса за Мултивселената, тоест за там където бяхме се запътили….

НИКОЛАЙ НИКОЛОВ

ПАРАЛЕЛНА ВСЕЛЕНА - КВАНТОВА ТА ТЕОРИЯ - шеста част

Теорията за мултивселената разполага с поне един факт подкрепа. Когато анализираме природните константи ще  установим, че те са „настроени“ много прецизно, за позволят съществуването на живота. Ако увеличим големината на ядрената сила, в такъв случай звездите ще изгорят прекалено бързо, за да породят живот. Ако намалим големината на ядрената сила, в такъв случай звездите никога няма да пламнат изобщо и животът също няма да може да съществува. Ако увеличим силата на гравитацията, нашата вселена ще загине бързо в едно голямо хрускане. Ако намалим силата на гравитацията, Вселената ще се разшири бързо в едно голямо замръзване. На практика има десетки „случайности“, включващи природните константи, които позволяват съществуването на живот. Очевидно нашата вселена живее в „зона на Голдилок“ с много параметри като всички те са „фино настроени“ да допуснат съществуването на живот. Така, че или ни остава да стигнем до заключението, че някакъв Бог е избрал нашата вселена като „подходяща“ за допускане на съществуването на живот, или има милиарди паралелни вселени, като много от тях са безжизнени. Както казва ФрийманДайсън: „Вселената сякаш е знаела, че ние идваме.“

Сър Мартин Рийс от Кембриджския университет пише, че тази фина настройка на практика е убедително доказателство за съществуването на мултивселената. Има пет физични константи (като големината на различните сили), които са фино настроени да допускат съществува­нето на живот и той вярва, че има и безкрайно много вселени в които природните константи не са съвместими с живота.

Това е т.нар. „антропен принцип“. Според слабата версия просто нашата вселена е фино настроена да допуска съ­ществуването на живот (на първо място, защото сме тук, за да изкажем това твърдение). Според силната версия може би нашето съществуване е било страничен резултат от проект или замисъл. Повечето космолози биха се съгласили със слабата версия на антропния принцип, но се води ожесто­чен спор по въпроса дали антропният принцип е нов научен принцип, който може да доведе до нови открития и резултати, или е само очевидно твърдение.

КВАНТОВАТА ТЕОРИЯ

Освен по-висшите измерения и мултивселената има още един тип паралелна вселена - тип, който е причинявал гла­воболия на Айнщайн и който продължава да обърква физиците днес. Това е квантовата вселена, предсказана от обик­новената квантова механика. Парадоксите в рамките на квантовата физика изглеждат толкова неразрешими, че Но­беловият лауреат Ричард Файнман обича да казва, че никой не разбира наистина квантовата теория.

По ирония на съдбата, въпреки че квантовата теория е най-сполучливата теория, предлагана някога от човешкия разум (като често достига точност от порядъка на едно на 10 милиарда), тя е изградена върху пясък от шанс, късмет и вероятности. За разлика от Нютоновата теория, която да­ва точни и ясни отговори на движението на обектите, кван­товата теория може да посочва само вероятности. Чудесата на модерната епоха като лазерите, интернета, компютри­те, телевизията, клетъчните телефони, радара, микровъл­новите фурни и т.н. - всички те са основани на подвижните пясъци на вероятностите.

Най-яркият пример за тази главоблъсканица е прочутият проблем с „котката на Шрьодингер“ (формулиран от един от създателите на квантовата теория, който, колкото и парадоксално да звучи, предложил проблема, за да опровергае тази вероятностна интерпретация). Шрьодингер се над­смял над интерпретацията на своята теория, като твърдял следното: „Ако човек трябва да се заяде с тези проклети квантови скокове, съжалявам, че изобщо съм се замесил в тази работа.“

Парадоксът с котката на Шрьодингер е следният: Една котка е поставена в запечатана кутия. Вътре в нея към кот­ката е насочено оръжие (а спусъкът е свързан с гайгеров брояч, поставен до парче уран). Обикновено когато урано­вият атом се разпада, той задейства гайгеровия брояч, а пос­ле и оръжието и котката бива убита. Урановият атом може или да се разпадне, или да не се разпадне. Котката е или мър­тва, или жива. Това е само пример за разумно разсъждение.

Но в квантовата теория не знаем със сигурност дали уранът се е разпаднал. Затова трябва да добавим две възможности, като добавим вълновото функция на един разпаднал се атом към вълновата функция на един непокътнат атом. Но това означава, че за да опишем котката, трябва да добавим двете състояния на котката. Затова котката не е нито мъртва, нито жива. Те е представена като сумата от една мъртва и една жива котка!…..

Следва продължение…

НИКОЛАЙ НИКОЛОВ