Теория струн и скрытые измерения вселенной

Читал давно, тема сложная, многое не понял, заметки тогда не вел, так что здесь будет хз что)

Про теорию струн я до этого немного знал, т.к. читал статью на Лурке и "Элегантную вселенную" Брайана Грина.

Итак, что я запомнил:

Теорий струн было несколько версий:

1) Теория струн

В 1-й элементарные частицы фермионы (кварки/электроны и другие лептоны) вовсе и не элементарные частицы, а являются этакими одномерными струнами, колеблющимися с разной частотой и в зависимости от частоты дают разные частицы, которые мы уже наблюдаем.

Выкинута, т.к. не согласовывалась с экспериментами. Например, по ней должна была существовать частица тахион, двигающаяся быстрее скорости света, то есть двигалась обратно во времени и имела мнимую массу.

2) Теория суперструн

Во 2-й не только фермионы (частицы), но также и бозоны, переносчики взаимодействия (фотоны, глюоны, W+-, Z бозоны) состоят из струн. Правда, теперь, понадобились 6 дополнительных свернутых пространственных измерений, т.е. наша вселенная не 4-мерная (3 + время), а 10-мерное (9 + время).

Также, следствием является, что у каждого фермиона должен быть симметричный бозон и наоборот. Это назвали суперсимметрией.

Удалось установить, что вид этих 6 измерений соотвествуют неким математическим объектам, названными "Многообразия Калаби-Яу" (автор книги, Шинтун Яу, как раз один из авторов их открытия).

Правда, оказалось что проблематично понять, какое именно из этих многообразий соотвествует нашей вселенной, ведь их 100^500 или даже больше видов и все они несовместимы между собой.

Также оказалось, что гипотез теорий суперструн 5 штук, которые несовместимы между собой, а понять какая из них рабочая хз как.

В общем тоже выкинута.

3) M-теория

Последняя на данный момент версия.

Основные отличия:

• струны могут быть не одномерными, а 2х, 3х, 4х и т.д. мерными. Назвали эти многомерные струны бранами.

• Ввели еще одно пространственное измерение, так что по M-теории мир 11-мерный

Основное преимущество, в том, что смогла объединить 5 несовместимых версий между собой и оказалось, что это одна и та же теория с разных ракурсов.

Преимущества

• Кандидат на теорию всего, т.е. может объединить несовместимые между собой Общую теорию относительности и Квантовую теорию поля.

• Вроде как, если браны действительно существуют, то более элементарных частиц наверное нет. Не совсем понял, но вроде посчитав энтропию черной дыры (у нее она зависит только от радиуса, как я понял) и посчитав информацию, которая в черной дыре, если бы она состояла из бранов выходит одни и те же числа. Т.к. если бы браны состояли из чего-то еще, то их можно было бы поделить на еще большее кол-во состояний, а значит энтропия должна была бы быть больше.

• Вроде решается парадокс потери информации в черной дыре. Не помню почему, но по теории струн выходит, что информация не теряется и это хорошо.

Проблемы

• Теория чисто математическая, причем там настолько сложная математика, что в мире наверное, от силы тысяча человек, разбирающихся в этой области.

• Экспериментально очень сложно или невозможно проверить. Что дополнительные измерения (которые свернуты в микроскопических масштабах), что суперсимметрию практически невозможно проверить экспериментально (требуются огромные энергии). Т.е. теория то не совсем научна, по критерию Поппера.

• Это не из книги, но насколько я знаю, недавно вроде в каком-то эксперименте пытались обнаружить суперсимметрию и не обнаружили ее. Это сильно бъет по ее позициям, т.к. суперсимметрия довольно важна для теории струн. Вроде это окончательно не хоронит теорию, но сильно снижает вероятность того, что это теория всего.

В общем, книга мне понравилась, узнал некоторые новые вещи. Там еще было про многообразия Калаби-Яу, но я их, в общем-то, не понял, т.к. в математике слаб. Надо изучать геометрию/топологию)