Koncert na kilka strun i 26 wymiarów

Przyznaję bez bicia, że jako laik z pewną taką nieśmiałością poruszam ten temat. Inaczej mówiąc podchodzę do teorii strun jak pies do jeża. Ponieważ jednak kwestia istnienia więcej niż czterech wymiarów jest fascynująca (niech ktoś się spróbuje nie zgodzić!), to trzeba zakasać rękawy i chwcić byka za rogi. No dobrze, zrobiło się trochę gęsto od frazeologizmów, czas zatem zakończyć wstęp i przejść do sedna sprawy.
Zacznijmy od tego, że z fizykami jest trochę tak jak z hobbystami fotografii cyfrowej. Z grubsza rzecz ujmując hobbyści dzielą się na dwie frakcje: zwolenników Canona (czyli kanonierów) i zwolenników Nikona (czyli nikoniarzy). Obie grupy nawzajem udowadniają sobie wyższość swojego sprzętu nad sprzętem adwersarza i jest nie do pomyślenia, żeby ktokolwiek z nich dał się tym drugim przekonać.
Fizycy również dzielą się na dwie frakcje: zwolenników ogólnej teorii względności i zwolenników mechaniki kwantowej. I mają panowie problem, ponieważ są kwestie, w których te dwie teorie są ze sobą sprzeczne i za Chiny nie da się połączyć jednej z drugą.
Tak jak ratunkiem dla kanonierów i nikoniarzy byłby sprzęt łączący w sobie wszystkie najlepsze cechy produktów obu firm fotograficznych (jakiś Cano-Nikon), tak dla fizyków ratunkiem wydaje się być teoria strun, a konkretnie nadzieja, że uda się z niej wyprowadzić kwantową teorię grawitacji. Wtedy będzie i wilk syty, i owca cała. Oczywiście taka teoria jeszcze nie istnieje, tak jak nie istnieje Cano-Nikon, ale wszyscy się zgodzili, że widzą światełko w tunelu, być może więc podążanie w tym kierunku jest słuszne.
Konkrety, kobieto, konkrety. Teoria strun zakłada, że wszystkie cząstki elementarne występują pod postacią wibrujących strun nie zaś punktów w przestrzeni. Struny mają rozmiary zbliżone do długości Plancka (10-35 m), która uznawana jest za najmniejszą jednostkę długości mającą sens fizyczny. Struny drgają ze ściśle określoną częstotliwością i cechuje je supersymetria. Co to oznacza? A to, że powinna istnieć identyczna ilość fermionów i symetrycznych względem nich bozonów. Każdy fermion ma swój odpowiednik w bozonie i odwrotnie. Nie udało się tego do tej pory udowodnić, ale fizycy przyjmują, że tak właśnie jest. Uff, może nie wnikajmy dalej.
Teoria strun zakłada istnienie przestrzeni 10- lub 26-wymiarowej. Drgania strun przebiegające zgodnie z ruchem wskazówek zegara dzieją się w rzeczywistości 10-wymiarowej, a te przebiegające w kierunku przeciwnym - w przestrzeni 26-wymiarowej. Szaleństwo, czyste szaleństwo, ktoś powie. Dlaczego zatem nie widzimy tylu wymiarów? Coż, skurczyły się one do rozmiaru długości Plancka i zostały "zwichnięte" do okręgu. Dostrzegalne przez nas są tylko cztery wymiary. Trzy przestrzenne i czas.

calabi
Rozmaitość Calabi-Yau. Przestrzeń trójwymiarowa plus dodatkowe wymiary zwinięte do mikroskopijnych rozmiarów. Źródło

No i po co tak komplikować sobie życie? Nie wystarczą cztery "normalne" wymiary? Musimy mieć jeszcze jakieś supermałe kółka? Ano właśnie nie wystarczą. Wydaje się, że teoria strun jest jedyną drogą do pogodzenia mechaniki kwantowej z teorią względności. Obydwie teorie opisują Wszechświat, ale obydwie "wykładają się" na rozmaitych kwestiach, które pozostają dla człowieka niewyjaśnione. Fizycy, kiedy czegoś nie potrafią wytłumaczyć, nie mogą spać spokojnie, dlatego wszystkimi siłami starają się dowiedzieć, zrozumieć, a najlepiej jeszcze udowodnić, dlaczego coś dzieje się tak a nie inaczej.
Zwolenników teorii strun jest wielu i ich grono stale rośnie. Przeciwnicy mówią sarkastycznie, że to bardzo dobra teoria, ponieważ jest nie do udowodnienia. Można bezkarnie gadać głupoty, ponieważ nie ma żadnej metody pozwalającej je zdemaskować i obalić. Cóż, jak w przypadku każdej teorii wypada nam poczekać i uzbroić się w cierpliwość. Rozwój nauki przebiega w piorunującym tempie. Kto wie, co odkryjemy i udowodnimy za rok czy dwa lata?

0 komentarze :

Prześlij komentarz