[thegreatcourses] Умопомрачительная физика теории струн (2023)

[wlux.net]

«Теории всего» восходят к древним грекам и их идее о том, что неделимые атомы являются строительными блоками реальности. Эта гипотеза переросла в современную атомную теорию, усовершенствованную теорией относительности и квантовой теорией. Но ничего подобного теории струн никогда не существовало. Теория струн, созданная для описания Вселенной в самых больших и самых маленьких масштабах, является самой амбициозной и далеко идущей теорией из всего, что когда-либо было изобретено, что приводит к интригующим предположениям, таким как:

Струны, а не частицы. В теории струн фундаментальными единицами материи и энергии являются невероятно крошечные струны, а не точечные частицы, как в традиционных теориях. Преимуществом является широкий спектр различных режимов, которые могут представлять разнообразные явления.
Дополнительные измерения. Струны не могут выполнять свою работу, не существуя во множестве измерений — 10 согласно стандартной версии теории. Почему мы не воспринимаем эти дополнительные измерения? Они «компактифицированы» и поэтому невидимы в нашем человеческом масштабе.
Множественные вселенные. Универсальность теории струн допускает существование различных законов физики, которые могли развиваться в отдельных регионах быстро расширяющейся Вселенной в моменты после Большого взрыва. Мы могли бы жить в одном изолированном пузыре этой мультивселенной.
Несмотря на все свои удивительные открытия, теория струн до сих пор не доказана, а некоторые критики утверждают, что она недоказуема. Тем не менее, это уже привело к прорывам в нашем понимании черных дыр, Большого взрыва, космической инфляции и темной энергии, не говоря уже о гравитации и других фундаментальных силах. В своей книге «Умопомрачительная физика теории струн» известный теоретик струн профессор Шамит Качру из Стэнфордского института теоретической физики познакомит вас с этой увлекательной темой в 12 лекциях, богатых математическими концепциями.

Охватывая многолетнюю историю возникновения и эволюцию теории струн, профессор Качру представляет современный обзор современной теоретической физики и ее удивительной способности раскрывать самые глубокие тайны природы.

Разгадка тайны гравитации

Одна из этих глубоких тайн — долгожданная связь между гравитацией, электромагнетизмом, сильным и слабым ядерным взаимодействием. Последние три намного сильнее гравитации, но действуют в основном в субатомной области. Они прекрасно описываются квантовой механикой. Между тем, гравитация является исключением, поскольку она включает в себя огромные массы, такие как звезды и планеты, которые распространяют свое притяжение на обширные территории космоса. Гравитация исчезающе слаба в квантовом масштабе и не может быть объяснена стандартной квантовой теорией.

Теория струн стремится объединить эти фундаментальные силы для создания единой всеобъемлющей теории, которая может одновременно объяснить физику субатомного и космического миров. Такой прорыв позволил бы объединить квантовую механику и теорию гравитации Эйнштейна, известную как общая теория относительности, — совпадение, которое до сих пор бросало вызов самым блестящим умам физики.

В книге «Невероятная физика теории струн» вы исследуете, как теория струн может достичь этого и других результатов. Некоторые из экзотических концепций, которые вы изучаете, включают:

Планковская длина: Квантовая механика и общая теория относительности сходятся на наименьшем возможном расстоянии, называемом планковской длиной, которая более чем в миллиард миллиардов раз меньше диаметра протона. Это характерная длина струн.
Суперсимметрия. Один из способов заставить сложную математику теории струн работать — это удвоить количество частиц, которые она должна объяснить! Это может показаться нелогичным, но доктор Качру показывает, как принцип суперсимметрии заставляет числа вычисляться как по волшебству.
Двойственность. Еще одна проблема — множество теорий струн с совершенно разными параметрами. Однако при анализе многие из них оказываются математически одинаковыми — это свойство называется двойственностью. В результате этого процесса возникают совершенно новые, более мощные теории струн.
Путешествуйте сквозь время, пространство и невидимые измерения

Будучи директором одной из ведущих мировых программ по теоретической физике, доктор Качру находится в авангарде исследований теории струн. Ни одна сопоставимая серия лекций не раскрывает подробностей, которые он представляет в этом курсе, обильно иллюстрированном анимацией и графикой. Теория струн сложна, и он не претендует на обратное. Однако даже ученые упрощают свой предмет, чтобы сделать расчеты более управляемыми, как вы узнаете с помощью хитрости под названием «сферическая корова». Это широко распространенная практика в теоретической физике, которая устраняет сложности и упрощает задачу — как если бы фермер игнорировал придатки своего стада крупного рогатого скота, чтобы получить приблизительную оценку пространства, необходимого для сарая.

Материал на английском языке

Для просмотра скрытого содержимого вы должны войти или зарегистрироваться.

 

[gfdgmshdf]

Как же я обожаю сериал Теория большого взрыва. Там физик Шелдон Ли Купер постоянно занимается работой над этой теорией.

 

[higgson]

вау, обожаю всю эту тему и очень приятно, что на английском языке - обязательно к ознакомлению

 

[id837]

Очень Крутая тема, советую

 

[teqilla]

любителям физики и астрофизики советую