Avtor se v celoti strinja s pripombo V. Aleksandrova in meni, da je zelo pravilno opozoril na neki vidik enega temeljnih vprašanj sodobne teoretske fizike. Vendar zakoni znanstvene popularizacije ne omogočajo vedno natančnega in natančnega opisovanja sodobnih teorij vesolja in časa. To potrjuje delo takšnih izjemnih znanstvenikov, kot so Hawking, Kaku, Green, Vilsnkin.
Če torej prezremo iznajdljivost, da se večdimenzionalni fizični prostor poveča za število kartuzijanskih šolskih koordinat, kot to pogosto najdemo v literaturi, potem potrebujemo celotno zgodbo o tem, od kod prihajajo dodatne dimenzije in kako se uporabljajo v sodobni fiziki.
Skrivnost Einsteinove volje
Obstaja legenda, ki je malo pred odhodom v drug svet z besedami: "No, zdaj bom ugotovila, kako vse to deluje", je velik fizik Albert Einstein uspel združiti vsa znana fizična polja v eni formuli. Genij je svoje izračune zapisal v preprost šolski zvezek, ki ga je naslovil "Enotna teorija polja". Genialni ustvarjalec nove fizike je veliko razmišljal o nadaljnji usodi svojega epohalnega odkritja in se na koncu odločil, da človeštvo še ni pripravljeno nadzorovati prostora-časa in potovati v druge dimenzije …
Govorice o "Einsteinovi zavezi" so se širile takoj po njegovi smrti, njihovi viri pa so še vedno nejasni. Morda je to posledica nedokončanih del znanstvenika, v katerih obstajajo čudne vrzeli in podcenjevanja. Hkrati je večina njegovih biografov prepričana, da če je "Einsteinov zavet" obstajal, potem je najverjetneje požgan in raztresen skupaj z njegovim pepelom po prostranstvih Atlantika po zadnji volji genija.
Einsteinov neverjetni svet temelji na njegovi teoriji relativnosti, ki gravitacijo povezuje z geometrijo samega vesolja in časa. To si lahko predstavljamo kot elastično površino, na kateri vsa telesa tvorijo lijake različno oblikovanih. Na primer, vsa telesa sončnega sistema se bodo spustila navzdol v prostorsko votlino naše zvezde, zemeljski lijak pa bo vseboval luno, umetne satelite, vse predmete na površini in seveda vas in mene.
Izjemen uspeh za Einsteinovo teorijo je prišel po astronomskih odkritjih odklona svetlobnih žarkov od daljnih zvezd blizu Sonca. Veliko kasneje so astronomi zabeležili tudi neverjetne kozmične gravitacijske leče. Tako je bila razrešena intrigantna uganka iz več slik zelo oddaljenih kvazizvezdnih predmetov - kvazarjev. Bližje galaksije izkrivljajo podobo s svojimi "nihanji vesolja-časa", kar povzroča pojav tako bizarnih figur, kot je znameniti "Einsteinov križ".
Promocijski video:
Toda čudeži sveta Einsteina tudi na to niso omejeni. Teorija relativnosti pojasnjuje, kako priti v druge dimenzije!
Če želite to narediti, se morate potopiti v brezdne luknje v bližini znamenitih črnih lukenj. In čeprav se znanstveniki še vedno prepirajo, kaj je znotraj takšnih "gravitacijskih kolapsarjev", kjer se zdi, da zadeva pade "znotraj sebe", je sam Einstein skupaj s kolegom Nathanom Rosenjem samozavestno napovedal, da se tam skriva resnična pot do drugih dimenzij … Uspelo jim je zgraditi nekakšen matematični prehod med točkami "punkcije" prostora-časa. "Mostovi Einstein-Rosen" lahko povežejo zelo oddaljene dele vidnega vesolja Metagalaksije, čeprav veliko podrobnosti tukaj ni jasno.
Danes fiziki niso več presenečeni nad novimi modeli "črvičk" in "črvičk", ki po Einsteinovi teoriji gravitacije vodijo v neznano iz jedra črnih lukenj. Po drugi strani pa se sama teorija relativnosti nenehno razvija. Mogoče bodo teoretiki kmalu uspeli kombinirati elektromagnetizem z gravitacijo in tako so se uresničile glavne sanje velikega znanstvenika. Na tej poti je veliko upanja povezano z nadaljnjim razvojem Einsteinove teorije supergravitacije, ki združuje neprimerljivo mikro- in makrokozmos.
V grobem je bistvo supergravitacije v prisotnosti dodatnih dimenzij v 11-dimenzionalnem prostoru-času. Tu se odpira neomejen obseg za fizične in matematične fantazije. Konec koncev je, kot že rečeno, teoretično mogoče najti tako delce sveta kot celotne vesolje, "zapakirane" v druge dimenzije.
Avtor v celoti predstavlja ogorčenje številnih njegovih kolegov, ki so prebrali zadnje vrstice. Na naše globoko obžalovanje nikakor ni mogoče v enem članku povedati več ali manj strogo o novih teorijah prostora-časa. Navsezadnje je matematični aparat teorije skupin izjemno težko popularizirati.
Vendar ni treba izgubljati upanja: teorija relativnosti je nekoč veljala tudi za najtežjo matematično konstrukcijo, danes pa jo v šoli uspešno preučujemo.
Skrivnost skritih dimenzij
Gradijo sodobne teorije drugih prostorov in dimenzij, so se fiziki-teoretiki nekoč srečali z zelo čudnim rezultatom, objavljenim v začetku 1920-ih. prejšnjega stoletja, profesor iz Koenigsberga na univerzi Theodor Kaluza.
Ta poljsko-nemški fizik je že od samega začetka cenil globok potencial, ki ga je imel teorija relativnosti, in na podlagi tega ustvaril številne izvirne geometrijske konstrukcije za različne fizične ničle. V naslednjem koraku se je pogumno odločil združiti geometrijo gravitacije in elektromagnetizma. Na koncu je Kaluzi uspelo nepričakovano pridobiti nenavadno ukrivljen petdimenzionalni vesoljski čas, vključno z gravitacijo in Maxwellovim elektromagnetnim poljem.
Dolgo časa so sodobniki na konstrukcije Kaluze gledali zgolj kot na matematično sestavljanko, ki v fizičnem svetu ni imela analoga. Leta 1926 je švedski fizik in matematik Oskar Klein prevzel razvoj teorije Kaluza, po kateri je postala znana kot teorija Kaluza-Klein.
To napol pozabljeno delo je naenkrat zelo zanimalo Einsteina in ga potisnilo k vzroku njegovega celotnega nadaljnjega življenja - iskanju Enotne teorije polja. Na njegovo globoko obžalovanje ni mogel napredovati po tej poti, saj obstoja elementarnih delcev ni mogel vgraditi v svoje konstrukcije. Pol stoletja je minilo, dokler Kaluzove ideje niso zanimale sodobnih ustvarjalcev Teorije vsega (kot fiziki imenujejo enotna teorija vseh znanih delcev in sil). Tu se je pojavila ideja resničnega večdimenzionalnega prostora, v katerem geometrija povezuje vsa obstoječa fizična polja.
Seveda se takoj pojavi očitno vprašanje: kako se dodatne okoliške dimenzije manifestirajo v okoliškem svetu? Odgovor je en izraz - zgoščanje. To pomeni, da se vsaka „dodatna“dimenzija, ki presega tri znane, zviša kot vzmet v supermikroskopskem merilu. Tu nastane presenetljiva "pokrajina" teorije curka, kjer najmanjši materialni predmeti niso videti kot običajne točke, temveč podaljšane strukture. Vibrirajo kot navadne strune, ustvarjajo spekter vseh znanih elementarnih delcev.
Tako v naš svet vstopajo najbolj "navadne" večdimenzionalne dimenzije, ki jih ljubijo ne samo teoretični fiziki, temveč tudi pisci znanstvene fantastike. Ali jih vidite nekako? Ali vsaj posredno čutite prisotnost teh globin mikrokozmosa?
Izračuni kažejo, da za to potrebujejo povsem nepredstavljive energije, pospeševalec delcev za preučevanje te težave pa bo zasedel celoten osončje. Vendar znanstveniki ne izgubljajo srca in iščejo nove načine večdimenzionalnega prostora. Morda so to nekateri še neznani vesoljski pojavi in novi učinki na naslednjo generacijo LHC …
Metaverse veje
Teoretične konstrukcije večdimenzionalnih svetov so postale pogoste v krogu matematikov v 20. letih 20. stoletja. prejšnjega stoletja, vendar so jih fiziki že od samega začetka obravnavali z velikimi predsodki. Konec koncev je dovolj dodati še eno dodatno dimenzijo, planeti pa se bodo začeli odcepiti od svojih orbitov, materija pa bo postala nestabilna in se bo sesula v ločene atome. Vse to je izjemno opisano v knjigi uglednega znanstvenega zgodovinarja in popularizatorja G. E. Gorelik, ki se imenuje "Zakaj je vesolje tridimenzionalno?" Številne briljantne umetniško priljubljene ilustracije iz sveta številnih razsežnosti najdemo v delih matematika M. Gardnerja. Te knjige ne le globoko znanstveno analizirajo razsežnost našega sveta, ampak upoštevajo tudi alternativne možnosti, v katerih ne bi bilo prostora samo za človeka in za življenje beljakovin na splošno.
Vendar veliko pogosteje obstajajo dela, v katerih se večdimenzionalni svetovi praktično ne razlikujejo od našega štiridimenzionalnega Vesolja, le da vsebujejo večje število koordinat. V zvezi s tem je izjemni ameriški fizik, nobelov nagrajenec Steven Weinberg nekoč pripomnil, da to spominja na položaj ufologov, ki so nadvse prepričani, da bomo v stiku s tujci zagotovo naleteli, če ne na zelene moške iz letečih plošč, pa zagotovo še na kaj nekaj podobnega hroščem ali hobotnicam.
Še ena dolgoletna težava, ki je bila obravnavana že od antičnih časov, je povezana tudi z dimenzionalnostjo našega Vesolja: iz katerih najmanjših delcev sta prostor in čas sestavljena? Najmanjše celice vesolja najdemo tako v kvantnih teorijah supergravitacije kot v modelih superstringov. Vsi so nameščeni v prostoru druge dimenzije, ki nekoliko spominja na kos tkanine, stkan iz vrvic. Hkrati teoretiki preudarno vnaprej določijo, da so ti izredno majhni predmeti v osnovi neopazni in se lahko le nekako manifestirajo pri ultra visokih energijah.
Vodilni teoretik o superstrih Juan Maldaseia je nedavno aforistično pripomnil, da sodobni fiziki živijo v pričakovanju čudeža, ko kakšen nepričakovan poskus ali celo kozmično opazovanje potrdi, da okostje Vesolja vsebuje dodatne kosti nevidnih dimenzij.
V tem primeru bi morali biti le potrpežljivi …
Skrivnosti prostora-časa
Treba je opozoriti, da so novinarji in pisatelji že dolgo opazili zmedo, ki vlada v teorijah fizikov. Torej je v literarnem psevdoznanstvenem okolju razširjeno mnenje, da so kakršni koli možni čudeži in preobrazbe delo tujcev iz drugih dimenzij. Sodobni magi in jasnovidci gredo še dlje. Tisti, ki resno verjamejo, da njihove paranormalne trike razlaga prostor druge resničnosti. Povsem naravno je, da je najbolj "moden" teoretični koncept več Vesolja - Multiverse tesno povezan z večdimenzionalnimi različicami posploševanja superzvezdnic v podobnem. "M-teorija".
M-teorija vsebuje veliko možnosti za druge dimenzije. Temelji na "zvitih" dimenzijah, ki so "ekstradimenzionalni ostanki" rojstva našega Vesolja v pošastni kataklizmi Velike vrele. V takih znanstvenih špekulacijah (tako je teoretiziranje brez zadostne eksperimentalne podlage povsem pravilno imenovano) so se že pred "začetkom vsega" v protoprostoru drugih dimenzij odvijali določeni procesi, ki so privedli do začetka zgodovine našega Vesolja.
Vendar moramo tukaj priznati, da niti osnovni fiziki, ki so delce delli na samem dnu materije, niti astrofiziki, ki so dosegli skrajne meje Metagalaksije, nikoli niso zabeležili čudežev, ki bi nakazovali prisotnost "dvodimenzionalnega" podprostora v naši resničnosti …
Vendar pa je zelo pomembna tudi sama odsotnost dodatnih dimenzij. Navsezadnje nam to omogoča, da razumemo, zakaj se na ta način razvija naš Svet, ki lahko da ključ novim temeljnim zakonom evolucije vesolja.