|
Nėra paprastos visuotinės teorijos!
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 Lie grupių; ji turi 4 pogrupius, kurie siejami su 4-iomis pagrindinėmis gamtos jėgomis: elektromagnetine, stipriąją 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.
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 Parkas.
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
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
Šiek tiek bibliografijos:
Parengė
Cpt.Astera's Advisor Papildomai skaitykite:
Pagrindinis NSO puslapis |
Piotras Horava - čekų fizikas,
dirbantis superstygų (žr. 
