петък, 28 януари 2011 г.

още едно обяснение на теорията за струните

С всичките им разни термини звучи като някаква идиотщина, пък е толкова просто. Първо, нали Нютон открил защо ябълките падат на главата му - привлича ги по-голямото тяло (Земята). И така открил гравитацията. Да ама не можел да каже как точно действа. Ябълката пада и толкоз.

После Айнщайн разбрал, че гравитацията не е просто едно тяло как привлича друго (те взаимно се привличат де), ами тя е просто вдлъбнатини в пространството, дето се образуват само защото там има нещо много голямо (Слънцето например). Значи гравитацията е изкривяване на тъканта на Вселената. Открил и много други работи - светлината е най-бързото нещо; колкото по-бързо се движиш, толкова по-бавно тече времето за тебе и т.н.

Обаче се появил проблем. По времето на Айнщайн едни други хора разбрали, че клетките се състоят от атоми, а пък атомите от протони (звезда) и около тях кръжащи електрони (планети). И там не влияе гравитацията, а едни други сили - ядрената сила (на силната връзка в ядрото), електро-магнетизма (който създава тока) и слабата връзка (радиацията). И там на това микроскопично ниво гравитацията не играе. Няма такива работи като 1 тяло да привлича друго 1 тяло, съвсем различни закони играят.

После нещата станали още по-странни. Всичките тези протони, електрони и бози са изградени от още по-малки нещица - кварки, дето трептят в различни посоки. А пък самите електрони не са нито материя, нито са силово поле, или може би са и двете едновременно (баси парадокса!) - ей тука е обяснено (link) Оказва се, че при тия малките частици нищо не е както изглежда - един електрон може да се намира тука, може да е там, а може и да е на много места едновременно и в същото време никъде. Като го погледнеш, той е точно еди-къде-си, а като си изместиш "погледа" - той се разпръсква и става море от възможни местоположения. И хората се побъркали просто! Зарязали цялата работа, казали си - ами хубаво тогава, така да бъде. Като погледнем големите неща - планети, хора, ябълки, те си кръжат по плавни орбити и си се привличат както трябва. А като погледнем малките нещица - протони, електрони, кварки, те полудяват и нищо не е сигурно.

Хубаво, обаче така не става - остава един голям въпрос. Как е възможно всичко да се подчинява хем на законите на големите неща, хем на законите на дребните неща, а пък тези 2 закона взаимно да се изключват? И къде точно е границата "голямо-малко"? Кога точно едно нещо престава да се влияе от единия закон и кога почва да играе другия? Не е ясно. И така си блъскали главите над "Теорията на Всичко". Айнщайн станал медийна звезда с откритията си за гравитацията и относителността, изплезената му физиономия можем да я видим нявсякъде :) Обаче той си останал нещастен - мъчил се да разбере защо става така и няма ли начин да се обединят тези 2 закона, но така и не му стигнало времето и акъла...

И тука се появяват лудите физици на Струнната теория. Открили я случайно и само по математически път. Тука не мога да кажа какво точно са изчислявали, на мен математиката ми се губи. Но чисто теоретично и с формули стигнали до заключение, че най-дребните дребни неща дето са ни познати (засега "кварките") въобще не са най-малките неща. Те самите са изградени от още по-малки неща и те не са материя, не са частици - ами тънки, миниатюрни шайбички от чиста енергия - "струни". И трептят с най-различни вибрации и посоки, имат всякакви форми. Това обяснява много неща. Например - защо във Вселената има няколко числа (величини), които важат навсякъде? Например силата на гравитацията е еди-колко си, а не повече или по-малко. Другите сили (ядрена, електро-магнетизъм и слабата) също са точно определени и ако мръднат съвсем малко нанякъде, горим. Или Вселената става на ситен прашец, или се образуват огромни струпеи от материя и всичко потъва в една обща черна дупка и се смачкваме моментално. Обаче те са точно такива каквито са, и ние сме живи. Защо? Ами всичко зависи от ФОРМАТА на пространството и на тези шайби/струни енергия. Както в един духов музикален инструмент като натискаш разни копчета и отваряш различни тръби с различни форми и въздуха минава през тях и издава различни звуци, така и тези струни имат точно определена форма и от нея зависят всичките тези постоянни величини, които задържат Вселената жива. Като космическа симфония от невидими звуци/трептения!

По-нататъка, тези струни съставят всичко в света. Различните елементи са различни, защото имат различен брой протони и електрони - а това зависи от струните дето са в тях - колко са, какви са, как трептят, каква им е формата... Дори СИЛИТЕ (ядрена, електро, слаба/радиация) представляват такива по-специални струни, които трептят по еди-какъв си начин. Всичко е изградено от само едно - струни енергия!


Обаче това няма как да стане, ако има само 3+1 измерения както ние си мислим. Ние знаем, че има само а) напред-назад, б) наляво-надясно, в) нагоре-надолу и г) време. Но тези струни няма как да се поберат в 3+1 измерения, такава Вселена им е прекалено тясна. Оказва се, че математическите изчисления на струнната теория важат САМО и единствено ако има не 4, ами 11 измерения!

А какво са тези измерения? Ами ето един пример. Представи си, че гледаш един кабел на кабелната телевизия, дето виси от твоя блок през улицата към отсрещния. Отдалече това е просто една права линия и това е. Ето ти 1-измерен свят - има само наляво-надясно. Обаче ако се приближиш до кабела и го погледнеш от 1 сантиметър, ще видиш, че той не е някаква си линия, ами е леко дебел. Ако пуснеш една мравка да лази по него, тя може да върви наляво-надясно, обаче може и да обикаля нагоре-надолу, нали така? За нея има още 1 измерение, което ние не можем да го видим толкова отдалече (от твоята тераса например). Просто то е прекалено дребно, за да се засече. Значи ли, че го няма? Не - има го. Ами ако мравката гледа към някакъв малък косъм, който е навит върху кабела? За нея това е линия, ама не е. За една микроба и той си има още 1 измерение. Ами за микробската микроба? И така... тези измерения са усукани едно около друго, докато се получи това: (link) А самата тъкан на пространството не е просто някаква решетка от линии напред-назад, нагоре-надолу и наляво-надясно, ами е едно супер-сложно нещо, наречени "решетката Calabi-Yau" (link)

Вече като имаме всичките тези измерения, свръх-дребно нещо като струните могат свободно да си трептят в тях и да изграждат всичката материя, енергия и да управляват силите във Вселената и формата и точната стойност на всичко. Така всичките неща са част от едно цяло - материята може да се превръща в енергия и обратно, а Айнщайн се оказва прав и времето може да преминава в пространство и обратно. Всичко е свързано.


Но това не е хепи-ендът на историята. Това е само началото. Нищо не е както изглежда и то не приключва дотук. Големия въпрос остава - как се е появило всичко??? Какъв е тоя Голям взрив? Сега като погледнем Вселената как се движи и ако върнем назад лентата, всичко се събира в една точка - мънично зрънце материя с невероятно огромна маса и пълно с всичката енергия на Вселената. Явно то изведнъж се е разширило - сигурно БУМ? Но какво точно е станало ама точно преди да се разшири? Било ли е зрънце? Или дупка, от която нещо е изтекло? Или нещо по-различно?

Според най-новата, "ъпгрейдната" версия на струнната теория, тези струни не са колелца/шайбички, ами са примки, които са отворени и двата им края са "закопчани" за тъканта на пространството. И както си летят през измеренията, откъдето минат, все едно образуват невидими "тръбички" след себе си. По този начин те поддържат тъканта на пространството "цяла" и дори и някъде в него да се получат отвреме-навреме разкъсвания (заради голяма енергия, някаква експлозия на свръхнова звезда например, или черна дупка наоколо и т.н.), все някога една такава струничка в скоро време ще профучи оттам и тръбичката след него ще "закопчае" разкъсаното място и така пространството си остава цяло. Обаче понеже са примки, закопчани към тъканта, те си остават вързани към своето си съответно измерение и няма как да преминат в съседно (да речем, вместо да пълзят наляво-надясно по кабела, да почнат да го обикалят).

Но има и един вид струни, които наистина са КОЛЕЛЦА, значи не са отворени примки с 2 края, ами са си кръгли, затворени шайби, както се е мислило за всички струни отначало. И точно този вид струни съставляват ГРАВИТОНА - частица, която още не е била засечена, но която би трябвало да я има. Тя отговаря за "пренасянето" на гравитацията - благодарение на нея големите тела се привличат помежду си. И понеже е кръгла и няма краища, тя не е "закачена" за нищо и може да си преминава където си поиска, значи и между измеренията!

Ето ТОВА е крайната и най-голямата задача на тоя Ускорител дето ще го пуснат утре. Като сблъскат 2 частички с максимална скорост, не само те ще се пръснат на хиляди видове дребни нещица, всяко отговарящо за еди-какво си... но по-важното е, че би трябвало след сблъсъка част от материята/енергията да ИЗЧЕЗНЕ! Отначало ще имат сбор от материя+енергия някакво число N, а след експеримента като измерят, ще се окаже, че нещо липсва... И това ако стане, значи всичките глупости, които изписах досега са вярни! Ще значи, че малка-малка частичка от тези протончета се е изпарила - не се е превърнала нито в материя, нито в енергия, ами е изчезнала някъде. Къде ли? Позна - в друго измерение. Това е ГРАВИТОН - от огромната енергия, той е бил принуден да се изплъзне в друго измерение и понеже е единственият вид струна, която може да прави това, тя го е направила. Единствено гравитацията може да преминава през измеренията, колкото и да я смятаме за супер-слаба сила в сравнение с останалите (ябълката може и да ти падне на главата, но си остава там- върху главата ти, вместо да я пробие и да продължи да пада през почвата към ядрото на Земята, нали? Защото гравитацията е трилиони пъти по-слаба от следващата по сила "сила" - електро-магнетизма, който ти държи всичките електрони и протони в главата заедно... да не говорим колко по-силна е ядрената сила...)


Това, че гравитацията е слаба, не значи, че не е силата, която влияе на всичко - всички планети и звезди взаимно си влияят, независимо колко далече се намират. Дори цели галактики се привличат и си влияят с течение на милиарди години заради гравитацията. А пък другите сили, колкото и да са силни, влияят само на микроскопично разстояние - само в атома!

Но има един проблем. Явно Вселената се разширява. Обаче, понеже всичко се привлича, тя би трябвало да спре да се разширява и да почне да се свива. Но се оказало, че напротив - тя все повече се забързва и всичко се раздалечава! Парадокс... Как става така? Единственото обяснение е, че още като се е създала материята, по-голямата част от нея е останала невидима - неосветена, невзаимодействаща си и не е образувала звезди. И затова не можем да я видим, да я усетим. Това е ТЪМНАТА МАТЕРИЯ. Според изчисленията, за да се разширява всичко толкова бързо, тя трябва да е поне 10 пъти повече от "нормалната" материя.

И втората голяма цел на Ускорителя е да я открие. Тъмната материя. Ако я засече и нея, вече е ясно какво става - Вселената ще продължи да се разширява, докато се разпадне на прах (link)

Съществува обаче и друга възможност. Най-новата версия на струнната теория (вече не е струнна, ами супер-струнна, заради тези "примки" дето оставят "тръбички" след себе си из цялата Вселена) - се казва М-теорията. Не е ясно защо е "М" - сигурно "мистерия"... или "мембрани". Най-вероятно мембранна. Защото според нея цялата Вселена, тъканта на пространството, представлява една многоизмерна (27-измерна) мембрана - нещо като гладък, прозрачен найлонов плик, който е разпънат навсякъде и всичко, което се случва тука, става върху тая повърхност. А до нея има друга мембрана, успоредна на нея - други измерения, там важат други физични закони, други са "постоянните числа на Вселената" - там ти ще тежиш повече или по-малко, а атомите ти ще са по-близо или по-раздалечени. До нея има друга и така... като цял самун хляб ("Мултивселена"), който е нарязан на ситни тънки филийки и ние живеем на една от тях.

Така е възможно да има безкрайност на брой такива филийки, като всичко се различава съвсем леко между 2 съседни "вселени" - в едната ти си тук, в другата си на друго място, в третата още не си се родил, в другата си умрял вчера, а в някои от тях въобще те няма и никога няма да те има... Паралелни Вселени... И САМО ГРАВИТАЦИЯТА може да преминава между тези съседни измерения - и ако успеем да засечем и най-малкото присъствие на гравитация там, където не би трябвало да я има, ето ти доказателството!

Но по-важното е, че тези мембрани/филийки/измерения не стоят неподвижно. Те трептят много бавно, по тях има вълнички, които се люшкат насам-натам. (link) И в един момент се докосват леко. Това, което става, е огромно. Гигантска искра от енергия се появява там, където са се допряли... освобождава се енергия, която се превръща в материя - ГОЛЯМ ВЗРИВ! Значи Големия взрив, от който се е пръкнала Вселената ни, може и да не е едно яйце, което е гръмнало... ами може да е просто допиране между две съседни мембрани и изригване на "искра" от енергия/материя. Това значи, че е възможно и на други места и по друго време това да се случи пак и пак... И Вселени се раждат тук-там по различно време и на различни места, но те са толкова далече, или са толкова недосегаеми, че няма как да знаем за тях (все още).


Дали ще докажат някои странни свойства на материята като "супер-симетрията" - не знам. Според супер-симетрията, всяко атомче, което се намира тук, си има "братчедче" някъде другаде... ако унищожиш това тук, онова другото и то изчезва. Ако това се окаже вярно, последствията са колосални - значи може да влияем на материята на огромни разстояния, без да се съобразяваме със скоростта на светлината, която сега стои като пътно ограничение и ни пречи.

Ами ако можем да влияем и на самото пространство чрез големи енергии като при тоя експеримент? Дали тази "найлонова повърхност" дето е нашата филия можем да я "огънем" и двата й края да се приближат един към друг и да преминем отсреща, без да трябва да го пътуваме цялото това разстояние? И какво всъщност е разстоянието/пространстовото? Да не е нещо, което се простира навсякъде едновременно и значи да можем да се пренесем навсякъде когато си поискаме (ако знаем как)? Може да се окаже, че "телепортирането" от филма за Седморката на Блейк не е съвсем луда идея... само дето при всяко телепортиране ние всъщност ще умираме - просто нашите частици се разрушават тук, а пък информацията за това как точно са подредени ще се появи някъде другаде и ние ще се "преродим".

И разумът/съзнанието не е ли просто такава информация, която се пренася под формата на енергия? (Едни учени измерили, че "душата" тежи 7 грама)... И не е ли прераждането преминаване от едно състояние в друго в даден момент - материя/енергия и обратно. Не е ли всичко просто информация за формата и състоянието на нещата (каквото са струните - форма и вид трептене). Тука идва въпроса какво е Бог - не е ли той тази всеобща енергия и информацията за нейната подредба, която важи нявсякъде и която преминава и през нас? Това вече е философия и религия, а не физика... а може би не...

Това са някои въпроси, на които искат да си отговорят тези, които са построили Ускорителя. Забрави за черни дупки дето щели да изпарят Земята и такива тинтири-минтири. Вече обясних защо не може да стане такова нещо. По-важното е машинката да заработи и поне някои от очакванията да се оправдаят. На първо време да вземат да разберат най-сетне каква е тая "частица на Бога", която би трябвало да я има и която помага енергията да преминава в материя и обратно (механизма на Хигс, оттам и частицата се казва "Хигс бозон"). Също няма да е зле да открият няколко нови частици, за да обяснят какво е общото между трите силни "сили" в ядрото (ядрена, електро-магнетизъм и слаба/радиация) и какво е общото между тях. Защото при екстремни условия (като в черна дупка например... или при такъв изкуствен слбъсък в машината) те би трябвало да се сливат в една обща сила... а пък в още по-екстремни условия (Големия взрив, или изкуствен голям взрив, пак в машина), те би трябвало да се обединят и с гравитацията и между четирите сили да няма никаква разлика...

Антиматерия не знам дали ще създадат, струва ми се възможностите им не са чак толкова големи. Пък и измерващите им уреди не са толкова съвършени, че да я засекат (дано да греша)... А за тъмната материя... не знам просто. Много е трудно да се засече... Ще видим какво ще стане.

Ps. А пък филма "What the Bleep Do We Know" е крайно интересен - граничи с философията и явлението New Age, което все повече измества всички религии по света и ползва старите знания от древността, които досега сме смятали за тъпи брътвежи и врели-некипели. Все пак май ще се окаже, че древните са били по-умни от нас, които ни пука само за материалните неща и не обръщаме внимание на по-дълбоките въпроси...

Няма коментари:

Публикуване на коментар