Jak se teorie strun snaží vysvětlit samotnou podstatu struktury vesmíru
Teorie strun je možná nejpodivnější teorií moderní teoretické fyziky, snaží se vyřešit hádanku struktury vesmíru. A je to tak neobvyklé, že se může ukázat, že to není jen krásný vynález, ale teorie, která docela přesně popisuje samotnou podstatu celého vesmíru.
Pokus spojit vše v jednu teorii
Různé verze teorie strun jsou tedy v současné době umístěny jako jeden z hlavních kandidátů na titul komplexní univerzální teorie, která ve skutečnosti vysvětluje vše, co existuje.
Ve skutečnosti tato teorie není ničím jiným než svatým grálem všech teoretických fyziků, kteří se po celý svůj život zabývají teorií elementárních částic a také kosmologií.
V univerzální teorii tedy existuje jen několik vzorců, které obsahují celou kvintesenci lidského poznání o probíhajících interakcích a vlastnostech základních částic hmoty, z nichž jsme vy i vy Vesmír.
V tuto chvíli byla teorie strun spojena s konceptem supersymetrie, a tak se ukázala takzvaná teorie superstrun. A zatím je to maximum, kterého si vědci-teoretici v oblasti kombinování teorie čtyř hlavních interakcí (projevených přírodních sil) zasloužili.
Teorie superstrun je založena na konceptu, podle kterého je vysvětlena naprosto jakákoli interakce v přírodě výměnu, takzvané nosné částice odpovídajícího druhu mezi částicemi vstupujícími dovnitř interakce.
Pro jednoduché pochopení je přípustné si představit částice v roli „cihel“ vesmíru a tyto notoricky známé nosné částice jsou „cementem“, který spojuje „cihly“ dohromady.
Pokud se tedy obrátíme na standardní model, pak v něm je role „cihel“ přidělena kvarkům a roli „cementu“ hrají měřicí bosony, které si kvarky navzájem vyměňují.
Teorie supersymetrie však zašla mnohem dále. Podle této teorie samotné kvarky a leptony nejsou zdaleka monolitické, ale jsou vyrobeny z mnohem masivnějšího a dosud neobjeveného experimentálně částice, které jsou zase propojeny ještě silnějším „cementem“ superenergetických částice-nosiče interakcí.
Moderní výpočetní systémy lidstva samozřejmě stále nejsou schopny proniknout tak hluboko do světa vesmíru, ale vědci již pojmenovali tyto hypoteticky existující částice. Například existuje Seelectron (supersymetrický analog elektronu), squart atd.
V zásadě tedy není těžké si představit obraz vesmíru, který tyto teorie navrhují. Na stupnici řádově 10–35 m, tedy alespoň o 20 řádů menší, než je průměr takové „cihly“ jako proton, která, jak víte, se skládá ze tří „slepených“ kvarků. Současně se architektura hmoty na této úrovni nápadně liší od světa, na který jsme zvyklí.
S tak nepatrnými vzdálenostmi a stejně obrovskými energiemi je hmota sérií vln stojatých polí (stejně jako na hudebních nástrojích).
Takže takto se dá na běžném kytarovém struně v naší vesmírné verzi nadchnout kromě hlavního tónu i obrovské množství harmonických (podtónů).
A každý stav harmonické odpovídá vlastnímu energetickému stavu.
A opět se vracíme k Teorii relativity, a to k Principu relativity. Podle něj jsou energie a hmotnost ekvivalentní, a proto čím vyšší je frekvence harmonického kmitání vlny, tím větší je její energie, a tím i větší hmotnost pozorované částice.
Podle Superstring Theory jsou navíc jejich vibrace prováděny v 11 rozměrech najednou. Všichni jsme zvyklí na čtyři dimenze (tři prostorové a jednu časovou), ale v oblasti superstrun je všechno poněkud matoucí.
Teoretici se snaží toto „zapletení“ fyziky obejít a dokonce si toho jakoby nevšimnout a vyřešit dilema „zbytečných“ měření takovým způsobem, že jsou údajně „zhuštěné“ (sbalené), a proto je nelze standardem pozorovat energie.
Vědci se však nezastavili a „dokončili“ teorii Superstring a vytvořili teorii vícerozměrných membrán. Celkově se jedná o stejné řetězce, pouze ploché. Autoři samotné teorie žertují, že membrány lze od strun odlišit stejně jako nudle od nudlí.
Navzdory své zdánlivé univerzálnosti má tato teorie řadu slabých stránek. Teorie se tedy až dosud nezredukovala na striktní matematickou formu, protože jednoduše neexistuje dostatek matematického aparátu, který by ji přivedl do přísné vnitřní korespondence.
Kromě toho nebyly dosud odstraněny významné rozpory některých aspektů teorie s jinými a po celou dobu existence teorie nikdo teoretiků a nemohl nabídnout jediný experiment, kde by teoretické úvahy byly testovány v laboratoři podmínky.
A dokud nebude proveden jediný vědecký experiment, bude celá teorie superstrun a membrán jen krásnou hrou představivosti.
Líbil se vám materiál? Pak to ohodnoťte a nezapomeňte se přihlásit k odběru kanálu. Děkuji za pozornost!