Global Lithuanian Net:    san-taka station:

Nėra paprastos visuotinės teorijos!

 

E8 mathematical structure Matematikas ir alpinistas Skip Garibaldi iš Emori un-to matematiškai neigia teoriją, apimančią paslaptingą E8 struktūrą. 2007 m. lapkričio mėn. fizikas Garret Lisi paskelbė straipsnį „Išimtinai paprasta visuotinė teorija“. Lisi daug laiko leido plaukiodamas banglentėmis Havajuose, kas teorijai suteikė papildomų spalvų. Ir nors straipsnis nebuvo įdėmiai išnagrinėtas, o ir pats Lisi sakė, kad teorija dar nėra pilnai išvystyta ir jis davė „žemą“ įvertinimą panašumui į lauktą rezultatą, idėja plačiai pasklido žiniasklaidoje, pateikusioje dėmesį pritraukiančias antraštes.

Lisi straipsnio centre buvo elegantiška matematinė struktūra, vadinama E8, kuri naudojama ir stygų teorijoje (fizikoje). Pirmąkart apibrėžta 1887 m., ji yra 248-ies matavimų ir todėl nėra matoma ir jos negalima nubrėžti. Ji yra didžiausia ir mati sudėtingiausia iš 5-ių išskirtinių Li grupių; ji turi 4 pogrupius, kurie siejami su 4-iomis pagrindinėmis gamtos jėgomis: elektromagnetine, stipriąja branduoline (kuri suriša kvarkus), silpnąja branduoline (nuo kurios priklauso radioaktyvusis skilimas) ir gravitacine. Trumpai sakant, Lisi pasiūlė E8 kaip visas jėgas jungiančią struktūrą.

Teorijai pasirodžius viešumoje, Garibaldi, kaip ir branduolinės fizikos mokslininkas Jacques Distler, buvo skeptikų pusėje. Antrasis apie Lisi teorijoje pastebėtas rašė savo bloge. O Garibaldi antrina: „Būtų puiku, jei taip būtų, nes man patinka E8, tačiau ji nesielgia taip, kaip pateikta straipsnyje“. Jiedu panaudojo tiesinės algebros priemones, kad fizikinius dalykus išverstų į matematikos kalbą, ir tuo ne tik parodė, kad nėra teisingos Lisi straipsnyje pateiktos formulės, bei ir nurodė trūkumus visoje susijusių teorijų klasėje.

Garibaldi aiškina: „Galite įsivaizduoti E8 kaip kambarį, o 4 pogrupius ... kaip baldus, tarkim kėdes. Gana nesunku matyti, kad kambarys yra gana didelis ir lengvai galite tas 4-ias kėdes jame pastatyti. ‚Visuotinės teorijos‘ problema tame, kad jai [savaip] sustačius kėdes kambaryje, jos tampa nefunkcionaliomis“. Kaip pavyzdį jis nurodo, kad viena kėdė yra apversta ir užkelta ant kitos. Pabodus aiškinti apie „visuotinę teoriją“, Garibaldi parengė mokslinį straipsnį apie tai.

E8 Li grupė turi taikymų teorinėje fizikoje, ypač stygų ir supergravitacijos teorijose. E8xE8 yra vieno iš dviejų herotinių stygų tipų kalibruotoji grupė, o taip pat viena iš dviejų neturinčių anomalijų kalibruotųjų grupių, kuri gali būti susieta su N=1 supergravitacija 10-matėje erdvėje. E8 yra U-duali supergravitacijos grupė 8-ainiame tore.
Vienas iš metodų, leidžiantis klasikinę el. dalelių fiziką perkelti į heterotinę stygų teoriją yra E8 simetrijos sulaužymas iki maksimalios jos subalgebros SU(3)xE6

1982 m. M. Frydmanas panaudojo E8 tinklelį konstruodamas topologinę 4-matę daugdarą, neturinčią glotnaus paviršiaus.

2010-ais mokslininkų grupė (R. Coldea ir kt.) paskelbė, kad kobalto-nobio kristale esant tam tikroms sąlygoms sužadinti elektronai jame sukasi dviejuose iš 8 orbitų, atitinkančių E8, - ką buvo nuspėjęs A. Zamolodčikovas.

Kelios nuorodos papildomam pasiskaitymui:

  1. A.G. Lisi, J. O. Weatherall. A Geometric Theory of Everything// Sci.Am. 303 (2010, 6), p. 54–61
  2. 'Most beautiful' math structure appears in lab for first time// New Scientist, Jan. 2010
  3. J.C. John C. "The octonions// AMS Bulletin. New Series 39 (2002, 2), p. 145–205
  4. G. Lusztig. Unipotent representations of a finite Chevalley group of type E8// The Quaterly J. of Mathematics. Oxford. Second Series 30 (1979), 3), p. 315–338

Laiko ir erdvės atskyrimas

O jei Niutonas buvo teisus, o Einšteinas klydo? Atrodo, kad erdvėlaikio sudraskymas ir grįžimas į 19-ą amžių gali padėti sukurti kvantinės gravitacijos teoriją.

Ištisus dešimtmečius fizikai bando sujungti kvantinę mechaniką ir gravitaciją. Kai kitos gamtos jėgos puikiai prisiglaudė po bendru stogu, gravitacija po juo tilpti niekaip nenori. Tačiau čekas P. Horava tvirtina, kad jis suprato, kur glūdi problema. Tai laikas.

Mat Einšteino gravitacijos (bendrosios reliatyvumo) teorijoje laikas sujungtas su erdve - tuo sugriaudamas Niutono postulatą, kad laikas yra absoliutus ir nepriklausomai tiksi fone. Ir toks jis vėl kvantinėje mechanikoje, sukurdamas aplinką, kurioje viskas vyksta, tačiau nieko nepaveikdamas.

Horava siūlo atsieti saitus, kurie laiką sieja su erdve esant labai aukštoms energijoms (pvz., ankstyvosios Visatos metu). Jis siūlo įvesti tam tikrą substancijų pasikeitimo fazę (pvz., kaip esant labai žemai temperatūrai, skystas helis įgauna neįprastų savybių, pvz., supertakumą). Horava sukūrė matematinį pagrindą tokiai pasikeitimo fazei - ir, atrodo, ji veikia, pvz., užtikrindama „gerai besielgiančio“ gravitono (fotono analogą gravitacijai) buvimą.

Fizikai tikrina, ar šioji teorija (pristatyta 2009 m. sausio mėn.) korektiškai aprašo mūsų stebimą Visatą. Pavyzdžiui, Einšteino teorija gavo papildomų taškų, kai Merkurijaus judėjimo ypatumus numatė tiksliau nei Niutono mechanika. Ar ir Horava iššūkis bus tokie pat sėkmingas? Pirmieji patikrinimai sako „Taip”!

Kai kurie mokslininkai ypač entuziastingi dėl Horavos teorijos pritaikymo kosminiams galvosūkiams tokiems, kaip singuliarumas Didžiojo sprogimo metu ar „juodosios skylės“), kai nebegalioja įprastiniai fizikos dėsniai. Jei ji teisingai, tai gali būti, kad Didžiojo sprogimo nebuvo - visata pulsavo, t.y., ji susitraukė iki mažos apimties, tačiau vis tik baigtinio (nenulinio) tūrio, o tada vėl išsiplėtė (apie tai skaitykite „Didysis atšokimas“). R. Branderbergerio paskaičiavimais (2009 m. rugpjūčio „Physical Review D“ numeryje) šio subangavimo mikrobanginio spinduliavimo sukurti ratilai atitinka realius matavimus. Dabar jis ieško požymių, kurie leistų atskirti Didžiojo atšokimo scenarijų nuo Didžiojo sprogimo.

Horavos gravitacija taip pat gali sukelti „tamsiosios materijos iliuziją“ - tvirtina japonas Šindži Mukohuama („Physical Review D“ 2009 m. rugsėjo nr.). Jis aiškina, kad, susidarius tam tikroms aplinkybėms, Horavos gravitonas, sąveikaudamas su įprasta materija, gali sukelti didesnę gravitacinę trauką. Todėl gali susidaryti iliuzija, kad galaktikose yra didesnis materijos kiekis nei matoma (apie tokio pobūdžio mintis skaitykite „O jei tamsioji materija neegzistuoja?“). Taip pat spėjama, kad Horavos gravitacija pajėgi paaiškinti Visatos plėtimosi greitėjimo reiškinį. Vienas pirmaujančių paaiškinimų dabar yra, kad tuščia erdvė turi tam tikrą vidinę energiją, kuri stumia šalin materiją. Jos neįmanoma aptikti remiantis bendrąja reliatyvumo teorija, tačiau ji apsireiškia iš Horavos lygčių - mano korėjietis Mu-In Park’as.

Deja, Horavos teorija nėra tobula. Diego Blas'as iš Šveicarijos EPFL instituto rado „slaptą silpną vietą“. Kai tikrino skaičiavimus, susijusius su Saulės sistema. Dauguma fizikų nagrinėjo idealius atvejus, kai, tarkim, Saulė ir planetos yra idealūs rutuliai. Buvo panagrinėtas atvejis, kai Saulės forma šiek tiek netaisyklinga. Bendroji reliatyvumo teorija davė tokį pat rezultatą, tačiau Horavos lygčių sprendinys „neidealiu“ atveju gerokai skyrėsi. Tad jis, kartu su S. Sibiriakovu ir O. Pujolas, kiek adaptavo Horavos teoriją, kad derėtų su bendrąja reliatyvumo teorija (šį modelį S. Sibiriakovas pristatė 2009 m. rugsėjį Prancūzijos mieste Talloires vykusioje konferencijoje „Iššūkiai teorinėje kosmologijoje“).

Tačiau yra ir skeptikų. Gia Dvali iš CERN prieš kelis metus irgi pabandė atskirti laiką ir erdvę, kad pagrįstų paaiškinimą dėl „tamsiosios materijos“. Tačiau jis nutraukė savo modelio kūrimą, nes jis leido keistis informacija didesniu už šviesą greičiu. Jis intuityviai jaučia, kad tokie modeliai gali turėti nepageidaujamus šalutinius efektus.


Piotras Horava

Petr Horava Piotras Horava - čekų fizikas, dirbantis superstygų (žr. >>>>) srityje. 1991 m. apsigynė daktaro laipsnį Prahos Fizikos institute. Gavo Čikago un-to E. Fermi instituto Robert McCormick stipendiją, dirbo Prinstono un-te, gavo Caltech’o Sherman stipendiją. 2000 m. Rutgers universitete dirbo profesoriumi adjunktu. Nuo 2001 m. fizikos profesorius Berklio un-te, kur skaito kvantinio lauko ir stygų teorijų kursus. 1999 m. buvo trijų iškiliausių Čekijos mokslininkų sąraše.

P. Horava gerai žinomas savo straipsniais, parašytais kartu su E. Witten'u, parodančiais, kad 10-matė heterogeninė E8xE8 stygų teorija gali būti išvedama iš 11-matės M-teorijos tariant, kad vienas matavimų turi kraštą (domeno sieną). Tai buvo gera parama teiginiui, kad visos stygų teorijos gali būti išvedamos įvedant apribojimus tam tikroje vienoje aukštesnių matavimų superstygų teorijoje.

P. Horava 1989-ais atrado D-branas, tačiau šis atradimas paprastai priskiriamas Dai, Leigh ir Polčinskiui, tais pačiais metais jas atradusius nepriklausomai.

2009 m. P. Horava pasiūlė naują gravitacijos teoriją, kurioje laikas atskiriamas nuo erdvės.

Atsiliepimus ir pastabas galite palikti pagrindinio san-taka station puslapio gale.

Šiek tiek bibliografijos:

  1. P. Horava. Membranes at quantum criticality// J. of High Energy Physics, Mar. 2009
  2. P. Horava. Spectral dimension of the universe in quantum gravity at a Lifshitz point.// Physical Review Letters, 102(16) 2009.
  3. P. Horava. Quantum Gravity at a Lifshitz Point// Phys. Rev., D 79 , 2009
  4. P. Horava. Quantum Criticality and Yang-Mills Gauge Theory// J. of High Energy Physics, Nov. 2008
  5. P. Horava, C.A. Keeler. Strings on AdS2 and the high-energy limit of noncritical M-theory// J. of High Energy Physics, No 6, 2007
  6. P. Horava. M-theory as a holographic field theory// Phys. Rev. D, 59, 1996
  7. P. Horava. Gluino condensation in strongly coupled heterotic string theory// Phys. Rev. D 54, 1996.
  8. P. Horava, E. Witten. Eleven-dimensional supergravity on a manifold with boundary// Nucl. Phys. B, 475, 94, 1996
  9. P. Horava, E. Witten. Heterotic and Type I string dynamics from eleven dimensions// Nucl. Phys. B, 460, 1996
  10. P. Horava. Background duality of open string models// Phys. Lett. B 231, 1989

Parengė Cpt.Astera's Advisor

Papildomai skaitykite:
Erdvės formos
Matematikos skiltis
Kas tas laikas?
Torsioniniai laukai
Nepastovios konstantos
Trumpa laiko istorija
Naglumas – sėkmės garantas
Einšteino vieta pasaulyje
Pasikėsinimas į multivisatas
Juodųjų skylių paradoksai
Nepaprasti Visatos skaičiai
Tėkmė: kas atvedė prie LHC?
Išsiderinusi kosmoso muzika
Hadronų koliderio kūrėjas
Didysis sprogimas ar Atšokimas
Juodosios skylės ne tokios jau ir juodos
Naujos galimybės žvaigždėlaivio pavarai
Savaime besiorganizuojantis kvantinis pasaulis
Kvantinė mechanika: Triumfas ar mokslo ribotumas?
Nepaprastai suderinta Visatos sandara
Higso bosonas: labai prasta balerina
Tamsioji materija ir energija
Išilginės bangos ir kelionės laike
Neapibrėžtumas, tikimybė ir prognozė
Stabilios būsenos teorija
Juodųjų skylių portretas
Egzotiškosios hipersferos
Antigravitacijos paieškos
Lyginamoji kosmologija
Visatos mechanika
Lygiagrečios visatos
Alcubierre pavara
Holografinė visata
Kvantinis chaosas
Visatos modeliai
Erdvės ratilai

NSO apsireiškimai ir neįprasti fenomenai Lietuvos danguje ir po juo

Maloniai pasitiksime žinias apie bet kokius Jūsų pastebėtus sunkiai paaiškinamus reiškinius. Juos prašome siųsti el.paštu: san-taka@lithuanian.net arba pateikti šiame puslapyje.

san-taka station

UFO sightings and other phenomenas in/under Lithuanian sky. Please inform us about everything you noticed and find unexplainable in the night sky or even during your night dreams, or in the other fields of life.

Review of our site in English

NSO.LT skiltis
Vartiklis